Сульфиды. I.Строение Сульфиды – соли сероводородной кислоты. В соответствии с диссоциацией сероводородная кислота образует два ряда солей: кислотные сульфиды, или гидросульфиды, и средние сульфиды. Сульфиды, как и оксиды, бывают основными, кислотным и амфотерными. Основные свойства проявляют сульфиды наиболее типичных металлических элементов, кислотные – сульфиды неметаллических элементов. Строение молекул сульфидов металлов аналогично строению сероводорода. Они, как и, имеют угловую форму, что близко к => гибридизации нет, и происходит перекрывание негибридных р-орбиталей. Неподеленные электронные пары, которые имеет сера, увеличивают угол в молекуле, где отсутствует гибридизация центрального атома. Этим объясняется отклонение угла молекулы от прямого в большую сторону. Угловое строение, а следовательно и сульфидов металлов, можно подтвердить методом Гиллеспи. Форимула молекулы будет выглядеть следующим образом, где A – центральный атом X – число заместителей E – число неподеленных электронных пар Данной формуле соответствует угловая форма молекулы,.

II. Физические свойства Сульфиды отличаются интенсивной окраской. Объясняется это тем, что сера имеет большую емкость электронной оболочки, а вместе с тем и большую способность к деформации, другими словами, атомы серы в сульфидах легко поляризуются. При этом с ростом поляризующего действия катиона интенсивность окраски возрастает. Сульфиды щелочных металлов бесцветны, потому что они обладают слабым поляризующим действием. В подгруппах Периодической системы наблюдается рост поляризующего действия при движении сверху вниз. AS 2 S 3 желтый ZnS белый Ca 2 S 3 желтый Sb 2 S 3 оранжевый CdS желтый In 2 S 3 желтый Bi 2 S 3 черный HgS черный Tl 2 S 3 черный CeS 2 белый MnS – телесного цвета SnS 2 желтый CuS, NiS - черный PbS черный

III. Химические свойства 1. Сульфиды s-элементов I и II групп (щелочные и щелочноземельных металлов) растворимы в воде и при гидролизе образуют щелочную среду При диссоциации данная соль образует катион, обладающий слабым поляризующим действием, и анион, обладающий сильной поляризуемостью, следовательно гидролиз идет по аниону. Среда щелочная (pH>7). Гидролиз данной соли будет обратимым, т.к. N 2 S является электролитом. Т.к. H 2 S – двухосновная кислота, то теоретически возможно две ступени гидролиза, но реально пойдет только одна. Как видно из уравнения реакции, гидролиз идет с образованием гидросульфида металла (NaHS) и и гидроксида металла (NaOH).

2. Большинство амфотерных сульфидов в воде нерастворимы, но некоторые из них являются несуществующими солями. Например, Al 2 S 3, Cr 2 S 3, Fe 2 S 3. Гидролиз данных солей идет до конца и является необратимым. Из уравнения реакции видно, что гидролиз идет с выпадением осадка и выделением газа одновременно. 3. Концентрированные растворы сульфидов щелочных металлов и сульфида аммония способны растворять элементную серу, при этом образуются соли сульфонов – водородных соединений серы с общей формулой H 2 S n. Эти соли содержат цепочки из двух, трех, четырех и т.д. атомов серы и называются полисульфидами (персульфидами). В общем виде уравнение реакции можно представить следующим образом:

IV. Способы получения Многие сульфиды можно получить, действуя сероводородом на растворимые в воде соли соответствующих металлов. Например, при пропускании сероводорода через раствор соли меди (II) появляется черный осадок сульфида меди (II).

ZnS и CdS можно также получить как действием слабого, так и сильного электролита. Это обусловлено ПР солей. А вот, например, сульфид марганца (MnS) можно получить лишь действием сильного электролита на растворе соли, т.к. ПР данной соли значительно больше, чем ПР вышеуказанных солей.

Таким образом, для образования осадков сульфидов металлов с низким ПР требуется незначительная концентрация сульфид-ионов, поэтому для их получения можно использовать как слабый, так и сильный электролит. Для образования осадка сульфидов металлов с высоким ПР требуется высокая концентрация сульфид-ионов, поэтому для их получения используют лишь сильные электролиты, молекулы которых полностью диссоциируют с образованием большого количества сульфид-ионов. Также сульфиды металлов можно получать непосредственным их соединением с серой. Смешав, например, железные опилки с порошком серы и нагрев смесь в одном месте можно легко вызвать реакцию железа с серой, которая дальше идет сама и сопровождается выделением большого количества теплоты:

V.Растворение осадков Нерастворимые сульфиды в воде не растворяются, а могут растворяться лишь в кислотах, в зависимости от их концентрации и силы.

VI.Применение Природные сульфиды составляют основу руд цветных и редких металлов и широко используются в металлургии. Некоторые из них служат также сырьем для получения серной кислоты. В этих же целях используется и природный полисульфид – железный колчедан FeS 2. Cульфиды щелочных и щелочноземельных металлов находят применение в химической и легкой промышленности. Так Na 2 S, CaS и BaS применяют в кожевенном производстве для удаления волосяного покрова с кожи. Сульфиды щелочноземельных металлов, цинка и кадмия служат основой люминофоров. Некоторые сульфиды обладают полупроводниковыми свойствами, а применяют в электронной технике.