硫氧化物 Sulfur Oxide

化學原理啟迪461

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1.     從元素週期表來看，我們可能會以為最簡單的硫氧化物是「SO」。「二氧化硫SO2」通電只能產生少量的「一氧化硫SO」（顯示一氧化硫不穩定）；O2和SO2分子之間的穩定度差異，反映出2個「氧」之間的π鍵強度，比「硫」與「氧」之間的π鍵強度，更強。

2.     「硫」在空氣中燃燒，呈現亮藍色火焰，產生「二氧化硫Sulfur dioxide（SO2）」。「二氧化硫」是有嗆鼻味的無色氣體。在－10℃和1atm下，「二氧化硫」濃縮成液體。

3.     「二氧化硫」是非常有效的殺菌劑，常用來為儲存的水果保鮮，其結構如下：

4.     「二氧化硫」與「氧」反應，產生「三氧化硫sulfur trioxide（SO3）」：

2SO2(g)＋O2(g)→2SO3(g)

這個反應如果沒有催化劑，反應將進行得很慢。

5.     近期關於空氣污染的其中一個研究重點是，含硫的石油燃燒後產生的「二氧化硫」，是如何迅速地轉化成「三氧化硫」進入大氣；現在我們知道，灰塵和其他粒子扮演催化劑的角色。

6.     用「鉑platinum」或「釩氧化物V2O5」當催化劑，讓反應在500℃下進行，即可將「硫酸」製備「三氧化硫」，不過，500℃的高溫會減低這個散熱反應的平衡常數（減少產量）。

7.     SO3分子的共振結構如下圖：

8.     不過有些證據顯示，SO3的共振結構應該如下圖才是最精確的：

9.     依據VSEPR模型，「三氧化硫」分子是平面三角形。

10. 「三氧化硫」是有腐蝕性的氣體，有嗆鼻味。當「三氧化硫」與空氣中的濕氣反應，會產生「硫酸」白煙，「三氧化硫」與「二氧化氮」是酸雨的主要成分。

11. 在44.5℃下，三氧化硫濃縮成無色的液體；在16.8℃下，三氧化硫冰凍成三種固體，一種含有S3O9環，另外二種含有(SO3)x鏈：

n  翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源／en.wikipedia.org、cnx.org/content、chemistry.tutorvista.com、chemguide.co.uk、chemguide.co.uk