La molécula S 3 , conocida como triazufre , trímero de azufre , tiozona o azufre triatómico , es un alótropo rojo cereza del azufre . Comprende aproximadamente el 10 % de azufre vaporizado a 713 K (440 °C; 824 °F) y 1333 Pa (10,00 mmHg ; 0,1933 psi ). Se ha observado a temperaturas criogénicas como un sólido. En condiciones normales se convierte en ciclooctasulfuro .
En términos de estructura y enlaces, el S 3 y el ozono ( O 3 ) son similares. Ambos adoptan estructuras dobladas y son diamagnéticos . Aunque se representan con enlaces dobles S=S , la situación de enlace es más compleja. [1]
Las distancias S–S son equivalentes y son191,70 ± 0,01 pm , y con un ángulo en el átomo central de117,36° ± 0,006° . [2] Sin embargo, se calcula que el S 3 cíclico , donde los átomos de azufre están dispuestos en un triángulo equilátero con tres enlaces simples (similar al ozono cíclico y al ciclopropano ), tiene una energía menor que la estructura doblada observada experimentalmente. [3]
El nombre tiozona fue inventado por Hugo Erdmann en 1908, quien planteó la hipótesis de que el S 3 comprende una gran proporción del azufre líquido. [4] Sin embargo, su existencia no fue probada hasta los experimentos de J. Berkowitz en 1964. [5] Utilizando espectrometría de masas , demostró que el vapor de azufre contiene la molécula S 3 . Por encima de los 1200 °C (2190 °F), el S 3 es la segunda molécula más común después del S 2 en el azufre gaseoso. [5] En el azufre líquido, la molécula no es común hasta que la temperatura es alta, como 500 °C (932 °F). Sin embargo, moléculas pequeñas como esta contribuyen a la mayor parte de la reactividad del azufre líquido. [5] El S 3 tiene un pico de absorción de 425 nm (violeta) con una cola que se extiende hacia la luz azul. [5]
El S 3 también se puede generar por fotólisis de S 3 Cl 2 incrustado en un vidrio o matriz de gas noble sólido . [5]
El S 3 se encuentra de forma natural en Io en las emisiones volcánicas. También es probable que el S 3 aparezca en la atmósfera de Venus a alturas de 20 a 30 km, donde está en equilibrio térmico con el S 2 y el S 4 . [6] : 546 El color rojizo de la atmósfera de Venus en los niveles inferiores probablemente se deba al S 3 . [6] : 539
S 3 reacciona con monóxido de carbono para formar sulfuro de carbonilo y S 2 .
Es posible la formación de compuestos con un número definido de átomos de azufre:
Aunque S 3 es difícil de conseguir en condiciones normales, el anión radical S −3es abundante. [8] Presenta un color azul intenso. El anión a veces se denomina tiozónido , [9] por analogía con el anión ozónido , O−3, con el que es isoelectrónico en valencia . La piedra preciosa lapislázuli y el mineral lazurita (del que se deriva el pigmento ultramar ) contienen S−3. International Klein Blue , desarrollado por Yves Klein , también contiene el S−3anión radical. [10] El color azul se debe a la transición de C 2 A 2 al estado electrónico X 2 B 1 en el ion, [9] causando una fuerte banda de absorción a 610–620 nm o2,07 eV (en la región naranja del espectro visible). [11] La frecuencia Raman es523 cm −1 y otra absorción infrarroja está en580 cm −1 . [5]
La S−3Se ha demostrado que el ion es estable en solución acuosa bajo una presión de 0,5 GPa (73 000 psi ) y se espera que se encuentre de forma natural en las profundidades de la corteza terrestre, donde se produce la subducción o el metamorfismo a alta presión. [12] Este ion es probablemente importante en el movimiento del cobre y el oro en fluidos hidrotermales . [13]
Hexasulfuro de litio (que contiene S−6, otro anión radical polisulfuro) con solvatación en tetrametilendiamina disocia la acetona y los disolventes donantes relacionados a S−3. [14]
La S−3El anión radical también se obtuvo reduciendo el azufre gaseoso con Zn 2+ en una matriz. El material es de un color azul intenso cuando está seco y cambia de color a verde y amarillo en presencia de trazas de agua. [15] Otra forma de obtenerlo es con polisulfuro disuelto en hexametilfosforamida, donde da un color azul. [16]
Otros métodos de producción de S−3Incluyen la reacción del azufre con óxido de magnesio parcialmente hidroxilado a 400 °C. [17]
La espectroscopia Raman se puede utilizar para identificar S−3, y se puede utilizar de forma no destructiva en pinturas. Las bandas son549 cm −1 para estiramiento simétrico,585 cm −1 para estiramiento asimétrico, y259 cm −1 para flexión. [18] Los materiales naturales también pueden contener S−2que tiene una absorción óptica en390 nm y banda Raman en590 cm −1 . [18]
El ion trisulfuro , S2−3es parte de la serie de polisulfuros . La cadena de azufre está doblada en un ángulo de 107,88°. [5] El trisulfuro de estroncio ( SrS 3 ) tiene una longitud de enlace S–S de205 pm . [5] Los enlaces son simples. Es isoelectrónico al dicloruro de azufre .
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