ثلاثي الكبريت

جزيء S3 ، المعروف باسم ثلاثي الكبريت ، أو _ثلاثي الكبريت ، أو الثيوزون ، أو الكبريت ثلاثي الذرات ، هو أحد أشكال الكبريت المتآصلة ذات اللون الأحمر الكرزي . يشكل حوالي 10% من الكبريت المتبخر عند درجة حرارة 713 كلفن (440 درجة مئوية؛ 824 درجة فهرنهايت) وضغط 1333 باسكال (10.00 ملم زئبق ؛ 0.1933 رطل لكل بوصة مربعة ) . وقد لوحظ وجوده في درجات حرارة منخفضة جدًا على شكل مادة صلبة. في الظروف العادية، يتحول إلى حلقي ثماني الكبريت .      

8 S ₃ → 3 S ₈

من حيث البنية والترابط، يتشابه الكبريت _{الثلاثي} (S₃ ₎ والأوزون ( O₃ ). فكلاهما يتخذ بنية منحنية وهما جزيئين غير مغناطيسيين . وعلى الرغم من تمثيلهما بروابط ثنائية S=S ، إلا أن حالة الترابط أكثر تعقيدًا. ^{[ 1 ]}

المسافات بين ذرات الكبريت متساوية وهي191.70 ± 0.01 بيكومتر  ، وبزاوية عند الذرة المركزية تبلغ117.36° ± 0.006° . ^{[ 2 ]} _{مع ذلك، يُحسب أن المركب} الحلقي S3 ، حيث تترتب ذرات الكبريت في مثلث متساوي الأضلاع بثلاث روابط أحادية (على غرار الأوزون الحلقي والبروبان الحلقي )، يكون أعلى طاقةً من البنية المنحنية التي رُصدت تجريبيًا. ^{[ 3 ]} وقد تم التنبؤ ببنية مماثلة للأوزون، ولكن لم تُرصد.

ابتكر هوغو إردمان اسم الثيوزون عام 1908 _، حيث افترض أن S3 يشكل نسبة كبيرة من الكبريت السائل. ^{[ 4 ]} إلا أن وجوده لم يُثبت حتى تجارب ج. بيركويتز عام 1964. ^{[ 5 ]} باستخدام مطياف الكتلة ، أظهر أن بخار الكبريت يحتوي على جزيء S3 . عند درجات حرارة أعلى من ₁₂₀₀ درجة مئوية (2190 درجة فهرنهايت)، _يُعد S3 ثاني أكثر الجزيئات شيوعًا بعد S2 في الكبريت الغازي. ^{[ 5 ]} _{في الكبريت السائل ،} لا يكون هذا الجزيء شائعًا إلا عند درجات حرارة عالية، مثل 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) . ومع ذلك، تُساهم جزيئات صغيرة كهذه في معظم تفاعلية الكبريت السائل. ^{[ 5 ]} _يمتلك S3 ذروة امتصاص عند    425  نانومتر (بنفسجي) مع ذيل يمتد إلى الضوء الأزرق. ^{[ 5 ]}

_يمكن أيضًا توليد S3 عن طريق التحليل الضوئي لـ S3Cl2 _المدمج في الزجاج أو مصفوفة من ^الغاز النبيل الصلب . ^{[ 5} _]

_{يوجد الكبريت} S3 بشكل طبيعي على قمر آيو في الانبعاثات البركانية. ومن المرجح أيضًا أن يظهر S3 في غلاف كوكب الزهرة الجوي على ارتفاعات تتراوح ^{بين 20 و} 30 كيلومترًا، حيث يكون في حالة توازن حراري مع الكبريتين S2 وS4. _[ 6 ] : _546. ^ويُعزى _اللون ^{المحمر لغلاف الزهرة} الجوي في المستويات الدنيا على الأرجح إلى وجود S3 _. ^{[ 6} ] ^{: 539}

يتفاعل S ₃ مع أول أكسيد الكربون لتكوين كبريتيد الكربونيل و S ₂ .

من الممكن تكوين مركبات تحتوي على عدد محدد من ذرات الكبريت:

S ₃ + S ₂ O → S ₅ O (حلقي) ^{[ 7 ]}

على الرغم من صعوبة رصد أيون الكبريتيد S3 في الظروف العادية، فإن الأنيون الجذري S−3 ذو اللون الأزرق الداكن _متوفر بكثرة . [ 8 ] يُطلق ^{على هذا الأنيون} أحيانًا اسم ثيوزونيد ، ^{[ 9 ]} قياسًا على أنيون الأوزونيد O − 3 ، الذي يتشارك معه في عدد الإلكترونات في غلاف التكافؤ . الاسم المفضل له وفقًا لتسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) هو ثلاثي سلفانيديلو. يحتوي حجر اللازورد الكريم ومعدن اللازوريت (الذي يُستخرج منه صبغ اللازورد ) على S − 3 . كما يحتوي اللون الأزرق الدولي من _نوع كلاين ، الذي طوره إيف كلاين ، على الأنيون الجذري S − 3 . ^{[ 10 ]} يعود اللون الأزرق إلى الانتقال الإلكتروني من الحالة ^C2A2 إلى _الحالة ^X2B1 في الأيون، ^{[ 9 ]} مما يُسبب ظهور حزمة امتصاص قوية عند 610-620 نانومتر  أو2.07 إلكترون فولت  (في المنطقة البرتقالية من الطيف المرئي). ^{[ 11 ]} تردد رامان هو523 سم⁻¹ وامتصاص آخر ^للأشعة  تحت الحمراء عند580  سم ⁻¹ . ^{[ 5 ]}

ثبت أن أيون S−3 مستقر في المحلول المائي تحت ضغط 0.5 جيجا باسكال ( 73000 رطل لكل بوصة مربعة ) ، ومن المتوقع وجوده طبيعيًا في أعماق قشرة الأرض حيث تحدث عمليات الاندساس أو التحول عالي الضغط. ^{[ 12 ]} من المحتمل أن يكون لهذا الأيون دور مهم في حركة النحاس والذهب في السوائل الحرارية المائية . ^{[ 13 ]}  

يؤدي سداسي كبريتيد الليثيوم (الذي يحتوي على S − 6 ، وهو أنيون جذري متعدد الكبريتيد آخر) مع مذيب ^رباعي ميثيلين ديامين إلى تفكيك الأسيتون والمذيبات المانحة ذات الصلة إلى S − 3. ^{[ 14} ]

تم تحضير الأنيون الجذري S−3 أيضًا عن طريق اختزال الكبريت الغازي باستخدام أيونات الزنك Zn²⁺ في وسط كيميائي ^. تكون المادة زرقاء اللون بشدة عند جفافها، ويتغير لونها إلى الأخضر والأصفر بوجود كميات ضئيلة من الماء. ^{[ 15 ]} وهناك طريقة أخرى لتحضيره وهي إذابة متعدد الكبريتيد في سداسي ميثيل فوسفوراميد، حيث يعطي لونًا أزرق. ^{[ 16 ]}

وتشمل الطرق الأخرى لإنتاج S − 3 تفاعل الكبريت مع أكسيد المغنيسيوم المهدرج جزئيًا عند 400 درجة مئوية. ^{[ 17 ]} 

يمكن استخدام مطيافية رامان لتحديد S − 3 ، ويمكن استخدامها بطريقة غير مدمرة في اللوحات. الحزم هي549  سم⁻¹ للتمدد المتناظر ^،585  سم⁻¹ للتمدد غير المتماثل، ^و259  سم⁻¹ للانحناء. ^{[ 18 ]} يمكن ^أن تحتوي المواد الطبيعية أيضًا على S⁻² الذي له امتصاص ضوئي عند390  نانومتر وحزمة رامان عند590  سم ⁻¹ . ^{[ 18 ]}

أيون ثلاثي الكبريتيد ، S²⁻³ ، هو جزء من سلسلة متعددات الكبريتيد . تنحني سلسلة الكبريت بزاوية 107.88 درجة. ^{[ 5 ]} يبلغ طول رابطة S–S في ثلاثي كبريتيد السترونتيوم ( SrS₃ ) _{107.88 درجة.}205  مساءً . ^{[ 5 ]} الروابط أحادية. وهو متساوي الإلكترونات مع ثنائي كلوريد الكبريت .

• وسائط متعلقة بالكبريت الثلاثي على ويكيميديا ​​كومنز