硫酸鹽
編輯化學式 SO2?4 摩爾質量96.06 g·mol?1共軛酸硫酸氫鹽除非另有說明,否則數據是針對處于標準狀態(25 °C [77 °F],100 kPa)的材料給出的。
硫酸根或硫酸根離子是一種多原子陰離子,經驗式為 SO2?4。 硫酸鹽、酸衍生物和過氧化物廣泛用于工業。 硫酸鹽廣泛存在于日常生活中。 硫酸鹽是硫酸的鹽,許多都是用這種酸制備的。
拼寫
編輯硫酸鹽是 IUPAC 推薦的拼寫,但英式英語傳統上使用硫酸鹽。
結構
編輯硫酸根陰離子由一個中心硫原子組成,周圍環繞著四個等量的氧原子,呈四面體排列。 對稱性與甲烷相同。 硫原子處于+6 氧化態,而四個氧原子均處于-2 態。 硫酸根離子的總電荷為 -2,它是硫酸氫根(或硫酸氫根)離子 HSO?4 的共軛堿基,而 HSO?4 又是 H 的共軛堿基 2SO4,硫酸。 有機硫酸酯,如硫酸二甲酯,是硫酸的共價化合物和酯。 硫酸根離子的四面體分子幾何結構與VSEPR理論預測的一致。
綁定
編輯149 pm 的 S?O 鍵長比 S?OH 在硫酸中 157 pm 的鍵長短。 Pauling 用雙鍵來解釋 S?O 鍵的短路。 鮑林對 d 軌道的使用引發了關于 pi 鍵和鍵極性(靜電引力)在導致 S-O 鍵縮短中的相對重要性的爭論。 結果是一個廣泛的共識,即 d 軌道發揮作用,但并不像鮑林認為的那樣重要。
在這個模型中,氧上完全占據的 p 軌道與空的硫 d 軌道重疊(主要是 dz2 和 dx2–y2)。 然而,在這個描述中,盡管 S?O 鍵有一些 π 特征,但該鍵具有顯著的離子特征。 對于硫酸,計算分析(使用自然鍵軌道)證實了硫的明顯正電荷(理論上為 +2.45)和低 3d 占有率。 因此,具有四個單鍵的表示是最佳 Lewis 結構,而不是具有兩個雙鍵的結構(因此是 Lewis 模型,而不是 Pauling 模型)。 在這個模型中,結構遵循八位組規則,電荷分布與原子的電負性一致。 硫酸根離子中的 S-O 鍵長與硫酸中的 S-OH 鍵長之間的差異可以通過將硫酸中末端 S=O 鍵的 p 軌道電子捐贈給反鍵合 S-OH 軌道來解釋, 削弱它們導致后者的鍵長更長。
如果人們意識到路易斯結構中的共價雙鍵實際上代表了 90% 以上被強烈極化到氧原子的鍵,那么這個明顯的矛盾就可以消除了。 另一方面,在具有偶極鍵的結構中,電荷作為孤對局域化在氧上。
準備
編輯制備金屬硫酸鹽的方法包括:
- 用硫酸處理金屬、金屬氫氧化物、金屬碳酸鹽或金屬氧化物
Zn + H2SO。
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