горение сероводорода - почему не SO ?

[Папа_школьника]

Почему сероводород горит с образованием именно SO2? Почему бы сере и кислороду просто не создать двойную связь SO, если каждый имеет два неспаренных электрона?  Я так понимаю, чтобы создать SO2, сере нужно расспариваться на d-орбитали... Зачем такие сложности ей?  Энергия от двух одинарных связей минус затраты на расспаривание выше, чем энергия от одной двойной связи? Или какое-то другое объяснение?  И если в задачнике 8-го класса написано "горение сероводорода", как понять без очень сложных рассуждений, что получается ? Спасибо.  

[yatcheh]

3 часа назад, Папа_школьника сказал:

Почему сероводород горит с образованием именно SO2? Почему бы сере и кислороду просто не создать двойную связь SO, если каждый имеет два неспаренных электрона?  Я так понимаю, чтобы создать SO2, сере нужно расспариваться на d-орбитали... Зачем такие сложности ей?  Энергия от двух одинарных связей минус затраты на расспаривание выше, чем энергия от одной двойной связи? Или какое-то другое объяснение?  И если в задачнике 8-го класса написано "горение сероводорода", как понять без очень сложных рассуждений, что получается ? Спасибо.  

 

Без сложных рассуждений можно только запомнить, что при горении серы образуется сернистый газ SO2. Чтобы обосновать это, надо погрузиться в пучины квантовой химии и разнообразных теорий химической связи. Да и то, обоснование будет сильно замешано на подгонке под известный результат.

А оксид SO известен. Он в тихом электроразряде получается. Но - нестабилен, диспропорционирует на SO2 и S. 

[M_GM]

Выигрыш в энергии за счет образования дополнительных ковалентных связей, во много раз перекрывает энергию необходимую для возбуждения атома серы.

[Папа_школьника]

Благодарствую. Что-то в этом роде и я подозревал.

[aversun]

9 часов назад, Папа_школьника сказал:

Почему сероводород горит с образованием именно SO2? Почему бы сере и кислороду просто не создать двойную связь SO, если каждый имеет два неспаренных электрона? 

Если по по-простому, то оксид серы легко окисляется до диоксида, по этому в окислительной атмосфере его практически невозможно получить.

Изменено 14 Января, 2020 в 21:51 пользователем aversun

[yatcheh]

9 часов назад, aversun сказал:

Если по по-простому, то оксид серы легко окисляется до диоксида, по этому в окислительной атмосфере его практически невозможно получить.

 

ТС'у требуется обоснование сего феномена. Вопрос был в том - можно ли на основе знания химии на уровне 8-го класса вывести это обоснование чисто логическим путём, тэскать - "не эмпирически" ?

 

[Папа_школьника]

14 минут назад, yatcheh сказал:

 

ТС'у требуется обоснование сего феномена. Вопрос был в том - можно ли на основе знания химии на уровне 8-го класса вывести это обоснование чисто логическим путём, тэскать - "не эмпирически" ?

 

Это точно! Хотелось бы минимизировать всякие "а это надо запомнить" или "а почему так - вы узнаете в старших классах".  Но объяснение про выигрыш в энергии - всё таки кое-что.  Легко забрасывает электроны на d-подуровень,  и выделение энергии от связей с двумя атомами О эти затраты окупает.  Сойдет пока. 

[фосолиф-кимих]

17 часов назад, Папа_школьника сказал:

Почему сероводород горит с образованием именно SO2? Почему бы сере и кислороду просто не создать двойную связь SO, если каждый имеет два неспаренных электрона?  Я так понимаю, чтобы создать SO2, сере нужно расспариваться на d-орбитали... Зачем такие сложности ей?  Энергия от двух одинарных связей минус затраты на расспаривание выше, чем энергия от одной двойной связи? Или какое-то другое объяснение?  И если в задачнике 8-го класса написано "горение сероводорода", как понять без очень сложных рассуждений, что получается ? Спасибо.  

SO существует, но дипропорционирует реагируя сам с собой. Причина в слабости пи связи вызванной чересчур длинной сигмой по сравнению с O₂ . 

SO₂ имеет электронную структуру O_{3 .}То есть d орбитали особо то и не нужны, хотя и вносят стабилизирующий вклад за счет вторичных возмущений.

[Папа_школьника]

35 минут назад, фосолиф-кимих сказал:

SO существует, но дипропорционирует реагируя сам с собой. Причина в слабости пи связи вызванной чересчур длинной сигмой по сравнению с O₂ . 

SO₂ имеет электронную структуру O_{3 .}То есть d орбитали особо то и не нужны, хотя и вносят стабилизирующий вклад за счет вторичных возмущений.

Спасибо. Про про длинную сигма-связь понятно - расстояние между ядрами больше между S и O, чем между O и O.  Про озон как-то не думал, а ведь действительно - как это делает озон, имея у кислородов только по два неспаренных электрона и не имея пустых орбиталей для донорной связи и не имея d-орбиталей для расспаривания? С какой орбитали центрального кислорода берется электрон для "полуторной" резонансной связи с двумя другими? 

С серой понятно - один поднимается на d-уровень и полностью отдается кислороду, оставшийся участвует в сигма-связи.  То есть промежуточный шаг "расспаривания на d" в озоне пропускается?

[Папа_школьника]

53 минуты назад, фосолиф-кимих сказал:

SO существует, но дипропорционирует реагируя сам с собой. Причина в слабости пи связи вызванной чересчур длинной сигмой по сравнению с O₂ . 

SO₂ имеет электронную структуру O_{3 .}То есть d орбитали особо то и не нужны, хотя и вносят стабилизирующий вклад за счет вторичных возмущений.

О, сам нашел ответ.  И ведь я же это уже читал ))

 

** Почему бы не предположить, что молекула озона имеет циклическое строение – в форме равностороннего треугольника? В такой молекуле валентность всех атомов кислорода была бы равна двум, как и во всех остальных его соединениях. Однако экспериментальные факты не подтверждают эту гипотезу. Во-первых, структурные исследования показали, что молекула представляет собой не равносторонний, а равнобедренный треугольник, один из углов которого намного больше 60^o. Во-вторых, длина связи кислород-кислород (1,28 А) скорее соответствует кратной, а не простой связи (напомним, что длина простой связи О–О в H₂O₂ заметно больше – 1,48 А). В-третьих, молекула озона полярна. Все эти факты объясняют приведенные в начале параграфа формулы. Так, разделение зарядов "+" и "–" в резонансных структурах позволяет объяснить полярность молекулы озона (из-за этого озон намного лучше, чем O₂, растворяется в воде). Кроме того, такое разделение зарядов эквивалентно еще одной химической связи и можно говорить, что у центрального атома кислорода валентность (IV). Аналогичная ситуация реализуется при образовании молекулы SO₂, однако у атома серы валентность (IV) появляется благодаря переходу электрона с подуровня 3p на 3d (вспомните §3.5, где приведены нужные орбитальные диаграммы). Но у кислорода на 2-м уровне нет d-орбиталей! Как же в этом случае реализуется его четырехвалентное состояние? Вероятно, благодаря переходу электрона с уровня 2p на 3s в атоме кислорода. Эти уровни уже значительно отличаются по энергии, поэтому такой переход должен требовать больших энергетических затрат. Эксперимент говорит о том, что образование озона действительно требует поглощения большого количества энергии.