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二氧化二硫

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二氧化二硫
英文名 Disulfur dioxide
别名 一氧化硫二聚体
识别
CAS号 126885-21-0（[1]）
PubChem 145835224
SMILES
 
  • O=[S][S]=O
InChI
 
  • 1/O2S2/c1-3-4-2
InChIKey AXYLJRYHRATPSG-UHFFFAOYNA-N
性质
化学式 S2O2
摩尔质量 96.1299 g·mol⁻¹
外观 气体
结构
配位几何 角形
危险性
主要危害 有毒
相关物质
相关化学品 四硫
SO
S3O
S2O
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

二氧化二硫，又称一氧化硫二聚体，是一种硫氧化物，化学式 S2O2。[2]这个固体不稳定，在室温下只能存在几秒钟。[3]

结构

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二氧化二硫是顺式平面型结构，分子对称性为 C2v。它的S−O键长为145.8 pm，比一氧化硫短。它的S−S键长为202.45 pm，O−S−S键角为112.7°。S2O2的偶极矩为3.17 D。[4]

形成

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一氧化硫会自发可逆地二聚成二氧化二硫。[4]因此，制备一氧化硫的方法都可以制备二氧化二硫。二氧化二硫也由二氧化硫放电而成。[5]另一种实验室的制备方法是使氧原子与羰基硫或二硫化碳蒸气反应。[6]

尽管硫单质的大部分形式（S8、其它硫环和硫链）都不会和SO2反应，原子硫会与其反应，形成一氧化硫和二聚体二氧化二硫：[7]

S + SO2 → S2O2 ⇌ 2 SO

在氦稀释的二氧化硫中，通过微波放电也会产生二氧化二硫。[8]在0.1 mmHg（13 Pa）的压力下，S2O2的产率为5%。[9]

当硫化氢和氧气发生闪光光解（英语：Flash photolysis）时，会瞬时形成二氧化二硫。[10]

性质

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二氧化二硫的电离能是9.93±0.02 eV。[6]

如在金星大气层中观察到的，二氧化二硫会吸收320–400 nm处的光，[11]并且据信促成了金星的温室效应。[12]

反应

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尽管二氧化二硫和一氧化硫存在平衡，它会和一氧化硫反应，形成二氧化硫和一氧化二硫。[8][13]

配合物

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S2O2可作为过渡金属的配体。它的配位方式为η2-S–S，两个硫原子都和金属原子键合。[14]这是在2003年发现的。铂的双(三甲基膦)氧化环硫乙烷（英语：thiirane S-oxide）配合物在110 °C的甲苯中加热时，会放出乙烯，形成有S2O2配体的(Ph3P)2Pt(S2O2)。[15]铱也可以形成二氧化二硫配合物，它的制备方法是用高碘酸钠氧化cis-[(dppe)2IrS2]Cl成[(dppe)2IrS2O]，然后再氧化成二氧化二硫配合物[(dppe)2IrS2O2]，其中dppe是1,2-双(二苯基膦)乙烷。[16][17]这种物质的S2O2是顺式结构的。同样条件下也可以写成反式配合物，不过这个配合物含有两个分开的SO自由基。这个铱配合物会和三苯基膦反应，形成三苯基氧化膦和三苯基硫化膦。[16]

相关阴离子

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S
2O−
2 阴离子已在气相中被观察到。它的结构应该是和SO3类似的平面三角形分子构型。[18]

太阳系中的二氧化二硫

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有一些证据表明，二氧化二硫可能少量存在于金星大气层中，并且它可能对其严重的温室效应产生重大影响。[11]在地球大气层中没有发现任何实质性数量的二氧化二硫。

参考资料

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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. [失效链接]
  2. ^ Holleman, Arnold F.; Wiber, Egon; Wiberg, Nils (编). Oxides of sulfur. Inorganic Chemistry. Academic Press. 2001: 530 [2021-12-26]. ISBN 9780123526519. （原始内容存档于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. （原始内容 (PDF)存档于2017-08-09）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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. （原始内容 (PDF)存档于2015-09-24）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  9. ^ Sahoo, Balaram; Nayak, Nimai Charan; Samantaray, Asutosh; Pujapanda, Prafulla Kumar. Inorganic Chemistry. PHI Learning. 2012: 461 [2013-05-16]. ISBN 9788120343085. （原始内容存档于2021-12-26）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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. （原始内容存档于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 可免费查阅. （原始内容 (PDF)存档于2018-07-19）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  12. ^ Rare molecule on Venus may help explain planet's weather. CBC News. [2016-11-11]. （原始内容存档于2018-10-18）.  （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  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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  16. ^ 16.0 16.1 Schmid, Günter; Ritter, Günter; Debaerdemaeker, Tony. Die Komplexchemie niederer Schwefeloxide. II. Schwefelmonoxid und Dischwefeldioxid als Komplexliganden [The complex chemistry of lower sulfur oxides. II. Sulfur monoxide and disulfur dioxide as complex ligands]. Chemische Berichte. 1975, 108 (9): 3008–3013. ISSN 0009-2940. doi:10.1002/cber.19751080921. 
  17. ^ Nagata, K.; Takeda, N.; Tokitoh, N. Unusual Oxidation of Dichalcogenido Complexes of Platinum. Chemistry Letters. 2003, 32 (2): 170–171. ISSN 0366-7022. doi:10.1246/cl.2003.170. 
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    2    O−
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