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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

二氧化二硫是順式平面型結構，分子對稱性為 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

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或二硫化碳蒸氣反應。[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

在氦稀釋的二氧化硫中，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]

當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

二氧化二硫的電離能是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

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，形成二氧化硫和一氧化二硫。[8][13]

配合物

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。鉑的雙(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]銥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，形成三苯基氧化膦和三苯基硫化膦。[16]

相關陰離子

S
2O−
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

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

  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. 
  8. ^ 8.0 8.1 Field, T. A.; Slattery, A. E.; Adams, D. J.; Morrison, D. D. Experimental observation of dissociative electron attachment to S2O and S2O2 with a new spectrometer for unstable molecules (PDF). Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2005, 38 (3): 255–264 [2013-05-13]. Bibcode:2005JPhB...38..255F. ISSN 0953-4075. doi:10.1088/0953-4075/38/3/009. （原始內容 (PDF)存檔於2015-09-24）.  （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  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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    2    O−
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