Δομή Υδρόθειου

Η χημική ένωση υδρόθειο (H2S) έχει τον χημικό τύπο H2S. Περιλαμβάνει δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο θειούχου. Είναι ένα άχρωμο αέριο με μια ευδιάκριτη δυσωδία σάπιου αυγού που το καθιστά εύκολο να εντοπιστεί. Είναι κάπως πιο πυκνό από τον αέρα και έχει τη δυνατότητα να είναι αρκετά εκρηκτικό. Όταν το υδρόθειο καίγεται με οξυγόνο, γίνεται μπλε και παράγει διοξείδιο του θείου και νερό. Είναι ελαφρώς υδατοδιαλυτό και λειτουργεί ως ήπιο οξύ.

Το H2S (υδρόθειο) είναι ένα άχρωμο, πυκνό αέριο. Έχει μια ευδιάκριτη οσμή «σάπιου αυγού» σε χαμηλές συγκεντρώσεις και είναι εξαιρετικά επικίνδυνο και ακόμη και εκρηκτικό σε υψηλές δόσεις. Είναι άφθονο στη φύση, λόγω της αναερόβιας αποσύνθεσης οργανικών υλικών που περιέχουν θείο. Η θείωση των κλασμάτων πετρελαίου στα διυλιστήρια πετρελαίου παράγει επίσης σημαντική ποσότητα υδρόθειου. Ας συζητήσουμε λεπτομερώς τη δομή του υδρόθειου!

Πού βρίσκεται το υδρόθειο;

Η δομή του υδρόθειου, όπως και πολλοί άλλοι επιβλαβείς ατμοσφαιρικοί ρύποι, σχηματίζεται όταν αποσυντίθεται οργανική ύλη, όπως φυτά ή ζώα. Εκπέμπεται επίσης από λύματα, κοπριά και ανθρώπινα και ζωικά απόβλητα. Οι φυσικές πηγές θείου, όπως και το φυσικό αέριο, είναι μια άλλη ευρέως διαδεδομένη και κάπως διαβόητη πηγή αυτού του δύσοσμου αερίου.

Πολλές βιομηχανικές διαδικασίες παραγωγής και διύλισης, όπως το πετρέλαιο, ο χαρτοπολτός και το χαρτί, τα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα και οι συσκευασίες τροφίμων, παράγουν υδρόθειο ως υποπροϊόν.

Γιατί προκαλεί ανησυχία το υδρόθειο;

Το υδρόθειο είναι ένας τοξικός ατμοσφαιρικός ρύπος που είναι εξαιρετικά θανατηφόρος. Είναι εξαιρετικά διαβρωτικό όταν δεν ελαττώνεται σωστά και μπορεί να διαβρώσει μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του ανοξείδωτου χάλυβα. Η αφαίρεση του H2S είναι το πρώτο στάδιο στις περισσότερες μεθόδους μείωσης. Πρέπει να γίνει για να αποφευχθεί ζημιά σε άλλο εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένων των τεχνολογιών μείωσης. Είναι πολύ εύφλεκτο, εκρηκτικό και εξαιρετικά επικίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία. Ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει σημαντική ναυτία, πονοκεφάλους και ενόχληση στα μάτια.

Η έκθεση σε χαμηλή συγκέντρωση μπορεί να προκαλέσει απώλεια όρεξης και εξάντληση και στομαχικό πρόβλημα και φλεγμονή. Η απώλεια συνείδησης, η μόνιμη βλάβη στα μάτια, οι αναπνευστικές δυσκολίες, η μόλυνση και το πνευμονικό οίδημα είναι πιο σημαντικές παρενέργειες που μπορεί να εμφανιστούν σε μεγαλύτερες δόσεις.

Δομή H2S Lewis

Σύμφωνα με το H2S του σθένους, τα ηλεκτρόνια και τα μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων συμμετέχουν στο σχηματισμό δεσμών. Η γνώση της δομής Lewis μιας χημικής ένωσης είναι ζωτικής σημασίας, καθώς παρέχει πληροφορίες για όλες τις άλλες χημικές ιδιότητες της ουσίας.

Οι τελείες και οι γραμμές στην εικόνα αντιπροσωπεύουν τα ηλεκτρόνια. Οι τελείες αντιπροσωπεύουν τα ηλεκτρόνια που δεν συμμετέχουν στο σχηματισμό του δεσμού. Οι γραμμές, από την άλλη πλευρά, αντιπροσωπεύουν τους δεσμούς της ένωσης. Ο κανόνας Octet χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της δομής. Ο κανόνας Octet ορίζει ότι το εξωτερικό περίβλημα ενός στοιχείου πρέπει να έχει οκτώ ηλεκτρόνια για να είναι σταθερό.

Το H2S έχει τον τύπο ενός ανόργανου οξέος, ωστόσο η σταθερά διάστασης (Ka) για το πρώτο πρωτόνιο σε ένα υδατικό διάλυμα είναι μόλις 1 x 10–7. Το Ka του δεύτερου πρωτονίου είναι μικροσκοπικό 1 x 10–12. Πολλά ανόργανα κατιόντα [όπως Cu(II), Pb(II) και Hg(II)] καθιζάνουν στο H2S, καθιστώντας το κατάλληλο για ποιοτική ταυτοποίηση αυτών των ιόντων.

Υβριδισμός H2S

Ακολουθήστε αυτές τις τρεις εύκολες διαδικασίες για να κατανοήσετε τη δομή του υδρόθειου:

1. Μετρήστε πόσα άτομα συνδέονται με το κεντρικό άτομο. Μόνο δύο άτομα υδρογόνου συνδέονται με το άτομο του πυρήνα του θείου.
2. Μετρήστε πόσα μοναχικά ζεύγη υπάρχουν σε αυτό το κεντρικό άτομο. Υπάρχουν λοιπόν τέσσερα ηλεκτρόνια μεμονωμένων ζευγών γύρω από το θείο, υποδεικνύοντας ότι έχει δύο μόνα ζεύγη.
3. Πολλαπλασιάστε τον αριθμό των συνδεδεμένων ατόμων στο κεντρικό άτομο με τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών.

∴ 2 + 2 ισούται με 4

Ως αποτέλεσμα, τέσσερις υποδεικνύουν ότι ο υβριδισμός H2S είναι sp³.

Ποια είναι τα ηλεκτρόνια και η μοριακή γεωμετρία του H2S;

Επειδή τα δύο ηλεκτρόνια μεμονωμένων ζευγών στο άτομο του πυρήνα του θείου αντιτίθενται μεταξύ τους και τα κοντινά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια ζεύγους, αυτά τα ζεύγη ηλεκτρονίων (μοναχικό ζεύγος και ζεύγος δεσμών) λαμβάνουν τη θέση όπου η απώθηση είναι ελάχιστη και επιτυγχάνουν σταθερότητα (δεν υπάρχει άλλη δύναμη απώθησης στα ζεύγη ηλεκτρονίων ).

Ως αποτέλεσμα, η τελική μορφή ή η μοριακή γεωμετρία του H2S μοιάζει με λυγισμένη ή σε σχήμα V δομή.

Το H2S είναι πολικό ή μη πολικό; Ποια είναι η διπολική ροπή του;

Είναι γνωστό ότι τα πολικά μόρια έχουν κάποια διπολική ροπή λόγω της άνισης κατανομής φορτίου. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, τα μη πολικά μόρια έχουν ίση κατανομή φορτίου και έχουν μηδενική διπολική ροπή αφού τα φορτία ακυρώνονται λόγω της συμμετρικής μορφής του μορίου.

Η μοριακή δομή του υδρόθειου, η ηλεκτραρνητικότητα και η διπολική ροπή του H2S καθορίζουν την πολικότητα του.

Επειδή η ηλεκτραρνητικότητα των δεσμών (H-S) είναι μικρότερη από 0,5, το H2S είναι μη πολικό. Η ηλεκτραρνητικότητα του υδρογόνου είναι 2,20, η ηλεκτραρνητικότητα του θείου είναι 2,58 και η διαφορά τους είναι 0,38, καθιστώντας το H2S μη πολικό.

Συμπέρασμα

Το υδρόθειο (H2S) είναι ένας νέος νευροδιαμορφωτής που λειτουργεί παρόμοια με το οξείδιο του αζώτου (NO) και το μονοξείδιο του άνθρακα ως αεριοδιαβιβαστής (CO). Το H2S έχει κυτταροπροστατευτικές ιδιότητες και χρησιμεύει ως αμυντικός μηχανισμός σε οργανισμούς τόσο διαφορετικούς όπως τα βακτήρια στα θηλαστικά.