సల్ఫర్ (S): పరమాణు నిర్మాణం మరియు రసాయన బంధం

సల్ఫర్ (S) పరమాణు పారామితులకు పరిచయం

సల్ఫర్ (S) ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూప్ 16 (చాల్కోజెన్‌లు) మరియు పీరియడ్ 3కి చెందిన ఒక అలోహ మూలకం. దీని పరమాణు నిర్మాణం దాని రసాయన ధర్మాలను నిర్ణయిస్తుంది.

• పరమాణు సంఖ్య (Z): 16
  • కేంద్రకంలో 16 ప్రోటాన్‌లు ఉన్నాయని సూచిస్తుంది.
  • ఒక తటస్థ సల్ఫర్ పరమాణువులో, 16 ఎలక్ట్రాన్‌లు కూడా ఉంటాయి.
• ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (A): సుమారుగా 32 పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్లు (amu).
  • సల్ఫర్ యొక్క అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్ $^ \{32\}\text\{S\}$.
  • న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య = ద్రవ్యరాశి సంఖ్య - పరమాణు సంఖ్య = $32 - 16 = 16$.
• చిహ్నం: S
• బ్లాక్: p-బ్లాక్ మూలకం

ఉపకక్ష్య ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్

ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ అనేది వివిధ శక్తి స్థాయిలు మరియు ఉపకక్ష్యలలో ఎలక్ట్రాన్‌ల పంపిణీని వివరిస్తుంది.

పూర్తి ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్

$1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$

నోబుల్ గ్యాస్ కాన్ఫిగరేషన్

$[ ext\{Ne\}] 3s^2 3p^4$

ఆర్బిటల్ రేఖాచిత్ర వివరణ

వాలెన్స్ షెల్ మూడవ షెల్ ($n=3$), 6 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ఈ 6 వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ల పంపిణీ $3s$ మరియు $3p$ ఉపకక్ష్యలలో ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

• $3s$ ఆర్బిటల్: $\underline\{\uparrow\downarrow\}$ (జతచేయబడిన ఎలక్ట్రాన్‌లు)
• $3p$ ఆర్బిటల్స్: $\underline\{\uparrow\downarrow\}$ $\underline\{\uparrow\quad\}$ $\underline\{\uparrow\quad\}$ (ఒక జతచేయబడిన, రెండు జతచేయబడని ఎలక్ట్రాన్‌లు)

సల్ఫర్ ఖాళీ $3d$ ఆర్బిటాల్‌లను కలిగి ఉంటుంది (ఉదాహరణకు, $3d^0$). ఈ ఖాళీ $d$-ఆర్బిటాల్‌ల ఉనికి సల్ఫర్ తన అష్టకాన్ని విస్తరించడానికి మరియు వేరియబుల్ వాలెన్సీని మరియు అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శించడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది పీరియడ్ 2లోని మూలకాలకు (ఆక్సిజన్ వంటివి) $d$-ఆర్బిటాల్‌లు లేకపోవడం వల్ల సాధ్యం కాదు.

వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లు & వాలెన్సీ

సల్ఫర్ 6 వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ($3s^2 3p^4$) కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఎలక్ట్రాన్‌లు రసాయన బంధంలో పాల్గొంటాయి.

సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు మరియు వాలెన్సీ

1. -2 ఆక్సీకరణ స్థితి:
   • రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లను పొందడం ద్వారా తన అష్టకాన్ని పూర్తి చేసి, సల్ఫైడ్ అయాన్ ($\text\{S\}^\{2-\}$) ఏర్పరుస్తుంది.
   • వాలెన్సీ: 2.
   • ఉదాహరణలు: $\text\{H\}_2\text\{S\}$, $\text\{Na\}_2\text\{S\}$, $\text\{MgS\}$.
2. 0 ఆక్సీకరణ స్థితి:
   • దాని మూలక రూపంలో, రోంబిక్ సల్ఫర్ ($\text\{S\}_8$) వంటి వాటిలో, సల్ఫర్ పరమాణువులు ఒకదానికొకటి సహసంబంధ బంధం ద్వారా బంధించబడి ఉంటాయి.
3. +2 ఆక్సీకరణ స్థితి:
   • $3p$ ఉపకక్ష్యలోని రెండు జతచేయబడని ఎలక్ట్రాన్‌లు సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి.
   • వాలెన్సీ: 2.
   • ఉదాహరణ: $\text\{SCl\}_2$.
4. +4 ఆక్సీకరణ స్థితి:
   • $3p$ ఉపకక్ష్య నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను ఖాళీ $3d$ ఆర్బిటాల్‌కి ప్రచారం చేయడం ద్వారా దీనిని సాధిస్తారు. ఇది నాలుగు జతచేయబడని ఎలక్ట్రాన్‌లకు దారితీస్తుంది.
   • వాలెన్సీ: 4.
   • ఉదాహరణలు: $\text\{SO\}_2$ (సల్ఫర్ డయాక్సైడ్), $\text\{SF\}_4$ (సల్ఫర్ టెట్రాఫ్లోరైడ్), $\text\{SO\}_3^\{2-\}$ (సల్ఫైట్ అయాన్).
5. +6 ఆక్సీకరణ స్థితి:
   • $3p$ ఉపకక్ష్య నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను మరియు $3s$ ఉపకక్ష్య నుండి ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ను ఖాళీ $3d$ ఆర్బిటాల్‌లకు ప్రచారం చేయడం ద్వారా దీనిని సాధిస్తారు. ఇది ఆరు జతచేయబడని ఎలక్ట్రాన్‌లకు దారితీస్తుంది.
   • వాలెన్సీ: 6.
   • ఉదాహరణలు: $\text\{SO\}_3$ (సల్ఫర్ ట్రైయాక్సైడ్), $\text\{H\}_2\text\{SO\}_4$ (సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం), $\text\{SF\}_6$ (సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్), $\text\{SO\}_4^\{2-\}$ (సల్ఫేట్ అయాన్).

బంధం ప్రవర్తన

సల్ఫర్ ఒక అలోహం మరియు ప్రధానంగా సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. అయితే, ఇది అధిక విద్యుత్ ధనాత్మక లోహాలతో అయానిక బంధాలను కూడా ఏర్పరుస్తుంది. దాని అష్టకాన్ని విస్తరించే సామర్థ్యం విభిన్న బంధన నమూనాలు మరియు జ్యామితులకు దారితీస్తుంది.

1. సహసంబంధ బంధం

సల్ఫర్ తన వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లను పంచుకోవడం ద్వారా సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది.

• హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ ($\text\{H\}_2\text\{S\}$):

  • సల్ఫర్ రెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో రెండు ఏక సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది.
  • సల్ఫర్ $sp^3$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది, కానీ రెండు ఒంటరి జతల కారణంగా, అణు జ్యామితి సుమారుగా $92^\circ$ బంధ కోణంతో వంగి ఉంటుంది (V- ఆకారం).
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: -2.

• సల్ఫర్ డైక్లోరైడ్ ($\text\{SCl\}_2$):

  • $\text\{H\}_2\text\{S\}$ మాదిరిగానే, సల్ఫర్ రెండు క్లోరిన్ పరమాణువులతో రెండు ఏక సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది.
  • సల్ఫర్ $sp^3$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా వంగిన జ్యామితి ఏర్పడుతుంది.
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: +2.

• సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ ($\text\{SO\}_2$):

  • సల్ఫర్ రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులతో రెండు $\sigma$ బంధాలను మరియు ఒక $\pi$ బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. సల్ఫర్‌పై ఒక ఒంటరి జత మిగిలి ఉంటుంది.
  • సల్ఫర్ $sp^2$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది.
  • అణు జ్యామితి సుమారుగా $119^\circ$ బంధ కోణంతో వంగి ఉంటుంది (V- ఆకారం).
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: +4.

• సల్ఫర్ ట్రైయాక్సైడ్ ($\text\{SO\}_3$):

  • సల్ఫర్ మూడు ఆక్సిజన్ పరమాణువులతో మూడు $\sigma$ బంధాలను మరియు మూడు $\pi$ బంధాలను (తరచుగా డీలోకలైజ్ చేయబడినవిగా లేదా $d$-ఆర్బిటాల్‌లను కలిగి ఉన్న బహుళ బంధాలుగా వర్ణించబడతాయి) ఏర్పరుస్తుంది. సల్ఫర్‌పై ఒంటరి జతలు ఉండవు.
  • సల్ఫర్ $sp^2$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది.
  • అణు జ్యామితి త్రిభుజాకార సమతలం.
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: +6.

• సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం ($\text\{H\}_2\text\{SO\}_4$):

  • సల్ఫర్ రెండు S-OH ఏక బంధాలను మరియు రెండు S=O ద్విబంధాలను ఏర్పరుస్తుంది.
  • సల్ఫర్ $sp^3$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది.
  • సల్ఫర్ పరమాణువు చుట్టూ ఉన్న జ్యామితి టెట్రాహెడ్రల్.
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: +6.

• సల్ఫర్ హెక్సాఫ్లోరైడ్ ($\text\{SF\}_6$):

  • సల్ఫర్ ఆరు ఫ్లోరిన్ పరమాణువులతో ఆరు ఏక సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. దీనికి అష్టక విస్తరణ అవసరం.
  • సల్ఫర్ $sp^3d^2$ సంకరీకరణను కలిగి ఉంటుంది.
  • అణు జ్యామితి అష్టభుజి.
  • S ఆక్సీకరణ స్థితి: +6.

2. అయానిక బంధం

సల్ఫర్ అధిక విద్యుత్ ధనాత్మక లోహాలతో అయానిక బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇక్కడ అది తన అష్టకాన్ని పూర్తి చేయడానికి రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లను పొంది, సల్ఫైడ్ అయాన్ ($\text\{S\}^\{2-\}$) ఏర్పరుస్తుంది.

• సోడియం సల్ఫైడ్ ($\text\{Na\}_2\text\{S\}$): $\text\{Na\}^+$ మరియు $\text\{S\}^\{2-\}$ అయాన్‌లతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి బలమైన స్థిర విద్యుత్ శక్తుల ద్వారా బంధించబడి ఉంటాయి.
• మెగ్నీషియం సల్ఫైడ్ ($\text\{MgS\}$): $\text\{Mg\}^\{2+\}$ మరియు $\text\{S\}^\{2-\}$ అయాన్‌లతో కూడి ఉంటుంది.

3. అలోట్రోపీ మరియు బంధం

సల్ఫర్ విస్తృతమైన అలోట్రోపీని ప్రదర్శిస్తుంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద అత్యంత సాధారణ మరియు స్థిరమైన అలోట్రోప్ రోంబిక్ సల్ఫర్ ($\alpha$-సల్ఫర్), ఇది వంకరగా ఉన్న $\text\{S\}_8$ వలయాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ వలయాలలో, ప్రతి సల్ఫర్ పరమాణువు ప్రక్కనే ఉన్న సల్ఫర్ పరమాణువులతో రెండు ఏక సహసంబంధ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది, దీని ఫలితంగా సుమారుగా $102^\circ$ బంధ కోణం ఏర్పడుతుంది. ఈ $\text\{S\}_8$ అణువులు బలహీనమైన వాన్ డెర్ వాల్స్ శక్తుల ద్వారా బంధించబడి ఉంటాయి. మోనోక్లినిక్ సల్ఫర్ ($\beta$-సల్ఫర్ ) కూడా $\text\{S\}_8$ వలయాలను కలిగి ఉంటుంది.