二硫黄

二硫黄(Disulfur)は、S₂という分子式を持つ^[1]二原子分子である。酸素分子のアナログであるが、室温ではほとんど生じない。紫色の気体で、硫黄を720℃以上で加熱することで生成し、530℃、1mmHgの低圧下で、99%は蒸気として存在する。

二硫黄
IUPAC名 Disulfur
別称 Diatomic sulfur Sulfur Sulfur dimer
識別情報
CAS登録番号	23550-45-0
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:29387
ChemSpider	4574100
Gmelin参照	753
PubChem CID	5460602
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID20420100
InChI InChI=1S/S2/c1-2  Key: MAHNFPMIPQKPPI-UHFFFAOYSA-N
SMILES [S][S]
特性
化学式	S2
モル質量	64.13 g mol−1
精密質量	63.944141380 g mol-1
双極子モーメント	0 D
熱化学
標準生成熱 ΔfHo	128.60 kJ mol-1
標準モルエントロピー So	228.17 kJ K-1 mol-1
標準定圧モル比熱, Cpo	32.51 kJ K-1 mol-1
関連する物質
関連物質	酸素
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

二硫黄は、二酸化硫黄がほとんどを占めるイオの大気に微量成分の1つとして含まれる^[2]。二原子分子は、炭素、酸素、窒素、フッ素を含むことが多いが、これより重い元素の場合は、高温下でのみ安定である。

製法

硫化カルボニル(COS)の大気に紫外線が照射するか、または二硫化炭素(CS₂)、二硫化水素(H₂S₂)、二塩化二硫黄(S₂Cl₂)、エチレンスルフィド(C₂H₄S)が光分解すると、二硫黄が生成する。一重項の二硫黄は、硫化水素(H₂S)、フッ化チオホスホリル(PSF₃)、硫化カルボニル(COS)等の硫黄化合物が光分解する時にも生成する。様々な有機硫黄化合物を加熱することでも生成する^[3]。

性質

二硫黄は、酸素や酸化硫黄と同様に三重項状態のジラジカルとして存在する。八硫黄(S₈)の持つ206pmの長さのS-S単結合よりもずっと短い189pmの長さのS-S二重結合を持つ。ラマン分光法では、S-S振動帯は715cm^-1で見られる^[4]。O-Oの対応する振動帯は、1122^-1で見られる^[要検証]。O-O結合のエネルギーは498 kJ/molであるのに対し、S-S結合のエネルギーは、265 kJ/molである^[要検証]。

硫黄には多くの同素体があり、恐らく30もある。それらの特有の性質は様々な分光法により区別される。通常の状態で安定な唯一の形態は、八硫黄(S₈)である^[5]。