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二氧化二硫

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二氧化二硫
英文名 Disulfur dioxide
別名 一氧化硫二聚體
識別
CAS號 126885-21-0[1]
PubChem 145835224
SMILES
 
  • O=[S][S]=O
InChI
 
  • 1/O2S2/c1-3-4-2
InChIKey AXYLJRYHRATPSG-UHFFFAOYNA-N
性質
化學式 S2O2
摩爾質量 96.1299 g·mol⁻¹
外觀 氣體
結構
配位幾何 角形
危險性
主要危害 有毒
相關物質
相關化學品 四硫
SO
S3O
S2O
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

二氧化二硫,又稱一氧化硫二聚體,是一種硫氧化物,化學式 S2O2[2]這個固體不穩定,在室溫下只能存在幾秒鐘。[3]

結構

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二氧化二硫是順式平面型結構,分子對稱性C2v。它的S−O鍵長為145.8 pm,比一氧化硫短。它的S−S鍵長為202.45 pm,O−S−S鍵角為112.7°。S2O2的偶極矩為3.17 D。[4]

形成

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一氧化硫會自發可逆地二聚成二氧化二硫。[4]因此,製備一氧化硫的方法都可以製備二氧化二硫。二氧化二硫也由二氧化硫放電而成。[5]另一種實驗室的製備方法是使氧原子與羰基硫二硫化碳蒸氣反應。[6]

儘管硫單質的大部分形式(S8、其它硫環和硫鏈)都不會和SO2反應,原子硫會與其反應,形成一氧化硫和二聚體二氧化二硫:[7]

S + SO2 → S2O2 ⇌ 2 SO

稀釋的二氧化硫中,通過微波放電也會產生二氧化二硫。[8]在0.1 mmHg(13 Pa)的壓力下,S2O2的產率為5%。[9]

硫化氫和氧氣發生閃光光解英語Flash photolysis時,會瞬時形成二氧化二硫。[10]

性質

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二氧化二硫的電離能9.93±0.02 eV[6]

如在金星大氣層中觀察到的,二氧化二硫會吸收320–400 nm處的光,[11]並且據信促成了金星的溫室效應[12]

反應

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儘管二氧化二硫和一氧化硫存在平衡,它會和一氧化硫反應,形成二氧化硫一氧化二硫[8][13]

配合物

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S2O2可作為過渡金屬的配體。它的配位方式為η2-S–S,兩個硫原子都和金屬原子鍵合。[14]這是在2003年發現的。的雙(三甲基膦)氧化環硫乙烷英語thiirane S-oxide配合物在110 °C的甲苯中加熱時,會放出乙烯,形成有S2O2配體的(Ph3P)2Pt(S2O2)。[15]也可以形成二氧化二硫配合物,它的製備方法是用高碘酸鈉氧化cis-[(dppe)2IrS2]Cl成[(dppe)2IrS2O],然後再氧化成二氧化二硫配合物[(dppe)2IrS2O2],其中dppe是1,2-雙(二苯基膦)乙烷[16][17]這種物質的S2O2是順式結構的。同樣條件下也可以寫成反式配合物,不過這個配合物含有兩個分開的SO自由基。這個銥配合物會和三苯基膦反應,形成三苯基氧化膦三苯基硫化膦[16]

相關陰離子

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S
2
O
2
陰離子已在氣相中被觀察到。它的結構應該是和SO3類似的平面三角形分子構型[18]

太陽系中的二氧化二硫

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有一些證據表明,二氧化二硫可能少量存在於金星大氣層中,並且它可能對其嚴重的溫室效應產生重大影響。[11]在地球大氣層中沒有發現任何實質性數量的二氧化二硫。

參考資料

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  1. ^ Demaison, Jean; Vogt, Jürgen. 836. O2S2 Disulfur dioxide (PDF). Asymmetric Top Molecules, Part 3. Landolt–Börnstein: Group II Molecules and Radicals 29D3. Springer. 2011: 492. ISBN 9783642141454. doi:10.1007/978-3-642-14145-4_258. [失效連結]
  2. ^ Holleman, Arnold F.; Wiber, Egon; Wiberg, Nils (編). Oxides of sulfur. Inorganic Chemistry. Academic Press. 2001: 530 [2021-12-26]. ISBN 9780123526519. (原始內容存檔於2021-12-26). 
  3. ^ Mitchell, Stephen C. Biological Interactions Of Sulfur Compounds. CRC Press. 2004: 7. ISBN 9780203362525. 
  4. ^ 4.0 4.1 Lovas, F. J. Spectroscopic studies of the SO2 discharge system. II. Microwave spectrum of the SO dimer. The Journal of Chemical Physics. 1974, 60 (12): 5005. doi:10.1063/1.1681015. 
  5. ^ Thorwirth, Sven; Theulé, P.; Gottlieb, C. A.; Müller, H. S. P.; McCarthy, M. C.; Thaddeus, P. Rotational spectroscopy of S2O: vibrational satellites, 33S isotopomers, and the submillimeter-wave spectrum (PDF). Journal of Molecular Structure. 2006, 795 (1–3): 219–229 [2021-12-26]. Bibcode:2006JMoSt.795..219T. doi:10.1016/j.molstruc.2006.02.055. (原始內容 (PDF)存檔於2017-08-09). 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  6. ^ 6.0 6.1 Cheng, Bing-Ming; Hung, Wen-Ching. Photoionization efficiency spectrum and ionization energy of S2O2. The Journal of Chemical Physics. 1999, 110 (1): 188. Bibcode:1999JChPh.110..188C. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.478094. 
  7. ^ Murakami, Yoshinori; Onishi, Shouichi; Kobayashi, Takaomi; Fujii, Nobuyuki; Isshiki, Nobuyasu; Tsuchiya, Kentaro; Tezaki, Atsumu; Matsui, Hiroyuki. High Temperature Reaction of S + SO2 → SO + SO: Implication of S2O2 Intermediate Complex Formation. The Journal of Physical Chemistry A. 2003, 107 (50): 10996–11000. Bibcode:2003JPCA..10710996M. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp030471i. 
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  9. ^ Sahoo, Balaram; Nayak, Nimai Charan; Samantaray, Asutosh; Pujapanda, Prafulla Kumar. Inorganic Chemistry. PHI Learning. 2012: 461 [2013-05-16]. ISBN 9788120343085. (原始內容存檔於2021-12-26). 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  10. ^ Compton, R. G.; Bamford, C. H.; Tipper, C. F. H. Oxidation of H2S. Reactions of Non-Metallic Inorganic Compounds. Comprehensive Chemical Kinetics. Elsevier. 1972: 50 [2021-12-26]. ISBN 9780080868011. (原始內容存檔於2021-12-26). 
  11. ^ 11.0 11.1 Frandsen, B. N.; Wennberg, P. O.; Kjærgaard, H. G. Identification of OSSO as a near-UV absorber in the Venusian atmosphere (PDF). Geophysical Research Letters. 2016, 43 (21): 11146–11155 [2021-12-26]. Bibcode:2016GeoRL..4311146F. doi:10.1002/2016GL070916可免費查閱. (原始內容 (PDF)存檔於2018-07-19). 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  12. ^ Rare molecule on Venus may help explain planet's weather. CBC News. [2016-11-11]. (原始內容存檔於2018-10-18). 頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  13. ^ Herron, J. T.; Huie, R. E. Rate constants at 298 K for the reactions SO + SO + M → (SO)2 + M and SO + (SO)2 → SO2 + S2O. Chemical Physics Letters. 1980, 76 (2): 322–324. Bibcode:1980CPL....76..322H. doi:10.1016/0009-2614(80)87032-1. 
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  15. ^ Lorenz, Ingo-Peter; Kull, Jürgen. Complex Stabilization of Disulfur Dioxide in the Fragmentation of Thiirane S-Oxide on Bis(triphenylphosphane)platinum(0). Angewandte Chemie International Edition in English. 1986, 25 (3): 261–262. ISSN 0570-0833. doi:10.1002/anie.198602611. 
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    2
    O
    2
    (PDF). The Journal of Physical Chemistry A. 2002, 106 (2): 279–284 [2013-05-13]. Bibcode:2002JPCA..106..279C. ISSN 1089-5639. doi:10.1021/jp013329v. (原始內容 (PDF)存檔於2012-07-14).
      Archive-It存檔,存檔日期2012-07-14