- 中文名
- 硫
- 外文名
- Sulfur
- 化学式
- S
- 分子量
- 32.06
- CAS登录号
- 7704-34-9
- EINECS登录号
- 231-722-6
- 熔 点
- 112.8 ℃
- 沸 点
- 444.6 ℃
- 密 度
- 2.36 g/cm3
- 外 观
- 淡黄色脆性结晶或粉末
- 闪 点
- 168 ℃
- 应 用
- 农业、医药、橡胶、建材、火药等领域
- 安全性描述
- S16; S26
- 危险性符号
- F
- 危险性描述
- R11
- UN危险货物编号
- 2448/1350
- 电子组态
- [Ne]3s23p4
- 临界温度
- 1040 ℃
- 溶解性
- 难溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳
- 饱和蒸气压
- 0.13 kPa(183.8 ℃)
- 相对水的密度
- 2.0
- 外观与性状
- 淡黄色脆性结晶或粉末，单质硫无臭无味，其气态化合物一般有特殊臭味
- 应用领域
- 农业、医药、橡胶、建材、火药等
研究简史
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硫在远古时代就被人们所知晓而使用。在西方，古代人们认为硫燃烧所形成的烟和臭味能够驱除魔鬼，古罗马人们用硫燃烧产生的二氧化硫清扫消毒住屋或漂白布匹 [2]。
隋代，诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。
1746年，英国J.Roebuck发明了铅室法制造硫酸 [4]。
1776年，法国化学家拉瓦锡首先确定了硫的不可分割性，认为硫是一种元素，硫便进入了近代化学的大门 [4]。
理化性质
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物理性质
硫单质通常为淡黄色晶体，无臭无味。
正交硫是硫的一种稳定状态，当加热到100 ℃左右时，缓慢冷却可以得到单斜硫。正交硫和单斜硫的转化温度是95.6℃。正交硫是室温下唯一稳定的硫的存在形式。其纯净时的颜色是黄绿色(市面上出售的硫因为有着微量的环七硫而呈现更黄的颜色)。正交硫实际上不溶于水，导热性能差，为一良好的电绝缘体。
单斜硫是硫熔化再部分凝固后，倒出多余液体剩下的无数之针形晶体。单斜硫和斜方硫是单质硫在不同温度下的变体。单斜硫只稳定存在于95.6℃以上，在室温下它缓慢地转变成斜方硫。斜方硫的熔点为112.8℃，单斜硫的熔点为119℃。它们都易溶于CS2中。
此外还有弹性硫。弹性硫是深黄色有弹性的固体，相对于其它硫的同素异形体在二硫化碳中溶解度更小。不溶于水，微溶于酒精。若把熔融的硫急速倾入冷水中，长链状的硫被固定下来，成为能拉伸的弹性硫，但经放置会发硬变为单斜硫。 [2]
晶态硫 | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
正交硫 | 112.8 | 2.06 |
单斜硫 | 119 | 1.96 |
弹性硫 | — | 2.36 |
化学性质
硫有多种同素异形体，但参与一般化学反应的，大都是环八硫S8。有时，为简便起见，一般情况下人们仍按习惯把它写成S。 [9]
硫与氧气的反应
硫可以在空气中燃烧，与氧气反应生成二氧化硫（SO2）气体。反应产生蓝色火焰： [9]
S + O2 → SO2 ΔH298=-296.8kJ/mol
在常温下，于潮湿的空气中，硫可被氧缓慢地氧化成硫酸： [9]
2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4
硫与卤素单质的反应
在加热时，硫可以与所有的卤素单质发生反应。
液态硫与氯气反应生成有明显刺激性气味的二氯化二硫（S2Cl2）。在氯气过量和使用如FeCl3、SnI4等催化剂时，可以生成一种平衡混合物。其中包含红色的氯化硫（Ⅱ）（SCl2）和二氯化二硫（S2Cl2）。
硫与碱的反应
硫与酸的反应
硫不与水和非氧化性酸发生反应。
硫与热的硝酸和浓硫酸发生反应，可以被氧化成硫酸和二氧化硫。 [2]与硫酸的反应方程式为：
S(s) + 2H2SO4(l) → 3SO2(g) + 2H2O(I) ΔH298=165.8kJ/mol
硫与发烟硫酸作用，伴随着二氧化硫逸出的同时，生成了硫的环状阳离子（如S82+等）而使溶液变成蓝色。但不稳定，放置一段时间或稍加温热，溶液的颜色就会改变。要从中分离出硫的环状阳离子的盐类晶体来，是十分困难的。如果在液态氟化氢中用SbF5或在FSO3H中用F2S2O6对硫进行选择性氧化的方法，就能从中分离出硫的环状阳离子的盐类晶体来。其反应为： [9]
S8 + 3SbF5 → S82+ + 2SbF6- + SbF3
2S8 + F2S2O6 → S82+ + 2FSO3-
S82+ ? 2S4+
S162+ ? 2S8+
硫的环状阳离子的结构有些已经确定。蓝色的S82+离子和黄色的S42+离子具有不同的结构，在S82+离子的环中，包含着一个横跨于环中、原子间相距很近的、相当弱的键；在S42+离子的环中，存在着一种6个π电子的类似于芳香族的体系。至于红色的S162+离子，则可能是由2个S8连在一起组成的。 [9]
分布情况
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在自然界中，以化合态存在的硫大多是矿物，可分为硫化物矿和硫酸盐矿两类。重要的硫化物矿有黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）等。大多数黄铁矿的含硫量都在45%左右，是用来制造硫酸的一种重要化工原料矿，其他金属硫化物矿则为生产有色金属的主要矿物。中国湖南水口山的铅锌矿[(Pb/Zn)S]、辽宁杨家杖子的辉钼矿（MoS?）、西南和中南地区的辰砂（HgS）、云南东川的辉铜矿（Cu2S）和斑铜矿（Cu5FeS4）、兰州附近的含铜黄铁矿等都是中国重要的硫化物矿。常见的硫酸盐矿有石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na?SO4·10H2O）、重晶石（BaSO4）、天青石（SrSO4）、矾石[（AlO）2SO4·9H2O]、明矾石[K2SO4·Al2(SO?)3·24H2O]等 [5]。
应用领域
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工业用途
硫的主要用途是用来制造硫的化合物，如硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、二氧化硫、二硫化碳、二氯化二硫、三氯硫磷、磷的硫化物和金属硫化物等。世界上每年用来制造硫酸所消耗的硫，占硫的年消耗总量的80%以上。
硫也大量用于生产硫化橡胶。生胶经硫化为硫化橡胶后，即具有较高的弹性、耐热性、抗张强度和在有机溶剂中的不溶解性等优点，橡胶制品绝大部分是硫化橡胶，是由生橡胶经与硫黄和促进剂等在一定的温度和压力下作用后而制得的。
制造黑火药和火柴也需要硫，硫也是生产烟火的主要原料之一，硫还可用于硫化染料和颜料的生产。例如，煅烧由高岭土、纯碳、硫黄、硅藻土或石英粉的混合物，可制得一种蓝色的颜料一群青，漂白工业和医药工业也需消耗一部分的硫。
医疗用途
硫是许多治疗皮肤病的药膏的成分之一。例如，将桐油与硫黄一起加热作用，以硫酸磺化并加氨水中和后，可得到硫桐脂。用它配成10%的软膏，具有消炎退肿的作用，可用于治疗各种皮肤炎症和肿痛等。 [6]
计算化学数据
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数据 [10]：
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:0.5
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:1
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积1
7.重原子数量:1
8.表面电荷:0
9.复杂度:0
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
危害
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环境危害
二硫化碳（CS2）是一种重要的工业溶剂。因为二硫化碳有毒，所以操作时应当十分谨慎。二硫化碳可以很容易地透过皮肤或通过呼吸进入人体，这会损伤中枢神经系统 [2]。
工业硫磺为易燃固体。此外，空气中含有一定浓度硫磺粉尘时不仅遇火会发生爆炸，而且硫磺粉尘也很易带静电产生火花导致爆炸（硫磺粉尘爆炸下限为2.3g/m3），继而燃烧引发火灾。按固体火灾危险性分类硫磺属于乙类，硫磺回收和成型装置属于火灾危险性乙类装置 [7]。
健康危害
硫粉会刺激人体的眼睛和眼睑 [2]。人体吸入硫磺粉尘后还会引起咳嗽、喉痛等 [7]。因其可在肠内部分转化为硫化氢而被人体吸收，故大量吞入（10g以上）可导致硫化氢中毒；急性硫化氢中毒的全身毒作用表现为中枢神经系统症状，有头痛、头晕、乏力、呕吐、共济失调、昏迷等。本品可引起眼结膜炎、皮肤湿疹。对皮肤有弱刺激性。生产中长期吸入硫粉尘一般无明显毒性作用。
安全措施
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急救措施
皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：饮足量温水，催吐。就医。
消防措施
危险特性：与卤素、金属粉末等接触剧烈反应。硫磺为不良导体，在储运过程中易产生静电荷，可导致硫尘起火。粉尘或蒸气与空气或氧化剂混合形成爆炸性混合物。
有害燃烧产物：二氧化硫。
灭火方法：遇小火用砂土闷熄。遇大火可用雾状水灭火。切勿将水流直接射至熔融物，以免引起严重的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。消防人员须戴好防毒面具，在安全距离以外，在上风向灭。
泄漏应急处理
隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面置)，穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具收集回收或运至废物处理场所处置。 [8]
安全信息
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信息 [10]：
包装等级：III
风险类别：4.1
海关代码：28020000
WGK_Germany：1
德国有关水污染物质的分类清单
危险类别码：R11
安全说明：S16-S26
RTECS号：WS4250000
安全标志：S16:远离火源。S26:万一接触眼睛，立即使用大量清水冲洗并送医诊治。
危险标志：F:Flammable
毒理资料
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硫单质一般来说是无毒的，但是硫对很多细菌和真菌有杀灭作用 [2]。
医疗上，硫还可用来制硫磺软膏医治某些皮肤病，但硫的化合物对身体危害较大，长期在高含硫的工矿下工作对身体有极大损害 [4]。
生理作用
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半胱氨酸、蛋氨酸、同型半胱氨酸和牛磺酸等氨基酸和一些常见的酶含硫，因此硫是所有细胞中必不可少的一种元素。在蛋白质中，多肽之间的二硫键S-S是蛋白质构造中的重要组成部分。有些细菌在一些类似光合作用的过程中使用硫化氢作为电子提供物(一般植物使用水来做这个作用)。植物以硫酸盐的形式吸收硫。无机的硫是铁硫蛋白的一个组成部分。在细胞色素氧化酶中，硫是关键的组成元素。 [8]
储存运输
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储存方法
储存于阴凉、干燥、通风的库房或货棚下。隔离火种，远离热源。包装必须严密，严防受潮。如果长期与铁接触，须防止生成硫化铁面自燃，平时须勤检查储存温度 [7]。
运输方法
两层塑料袋或一层塑料袋外麻袋、塑料编织袋、乳胶布袋；塑料袋外复合塑料编织袋(聚丙烯三合一袋、聚乙烯三合一袋、聚丙烯二合一袋、聚乙烯二合一袋)；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱；纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。
硫磺散装经铁路运输：限在港口发往收货人的专用线或专用铁路上装车；装车前托运人需用席子在车内衬垫好；装车后苫盖自备蓬布；托运人需派人押运。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。 [8]
