allotropie
dans le soufre, l’allotropie provient de deux sources: (1) les différents modes de liaison des atomes en une seule molécule et (2) l’emballage de molécules de soufre polyatomiques sous différentes formes cristallines et amorphes. Quelque 30 formes allotropiques de soufre ont été signalées, mais certaines d’entre elles représentent probablement des mélanges. Seuls huit des 30 semblent être uniques; cinq contiennent des anneaux d’atomes de soufre et les autres contiennent des chaînes.,
Dans le rhomboèdriques allotrope, désigné ρ-soufre, les molécules sont composées d’anneaux de six atomes de soufre. Cette forme est préparée en traitant le thiosulfate de sodium avec de l’acide chlorhydrique concentré à froid, en extrayant le résidu avec du toluène et en évaporant la solution pour donner des cristaux hexagonaux., Le ρ-soufre est instable, revenant finalement au soufre orthorhombique (α-soufre).
Une deuxième classe allotropique générale du soufre est celle des molécules du cycle à huit chaînons, dont trois formes cristallines ont été bien caractérisées. L’un est la forme orthorhombique (souvent improprement appelée rhombique), α-soufre. Il est stable à des températures inférieures à 96 °c (204,8 °F). Un autre des allotropes de l’anneau cristallin S8 est la forme monoclinique ou β, dans laquelle deux des axes du cristal sont perpendiculaires, mais le troisième forme un angle oblique avec les deux premiers., Il y a encore quelques incertitudes concernant sa structure; cette modification est stable de 96 °C au point de fusion, 118,9 °C (246 °F). Un deuxième allotrope monoclinique cyclooctasulfur est la forme γ, instable à toutes les températures, se transformant rapidement en α-soufre.
une modification orthorhombique, des molécules du cycle S12 et encore un autre allotrope du cycle S10 instable sont rapportés. Ce dernier revient au soufre polymère et au S8. À des températures supérieures à 96 °c (204,8 °F), l’allotrope α se transforme en allotrope β., Si suffisamment de temps est accordé pour que cette transition se produise complètement, un chauffage supplémentaire provoque la fusion à 118,9 °C (246 °F); mais si la forme α est chauffée si rapidement que la transformation en forme β n’a pas le temps de se produire, la forme α fond à 112,8 °c (235 °F).
juste au-dessus de son point de fusion, le soufre est un liquide jaune, transparent et mobile. Lors d’un chauffage supplémentaire, la viscosité du liquide diminue progressivement jusqu’à un minimum à environ 157 °C (314,6 °F), mais augmente ensuite rapidement, atteignant une valeur maximale à environ 187 °c (368.,6 °F) ; entre cette température et le point d’ébullition de 444,6 °C (832,3 °F), la viscosité diminue. La couleur change également, passant du jaune au rouge foncé et, enfin, au noir à environ 250 °C (482 °F). On considère que les variations de couleur et de viscosité résultent de changements dans la structure moléculaire., Une diminution de la viscosité à mesure que la température augmente est typique des liquides, mais l’augmentation de la viscosité du soufre au-dessus de 157 °c est probablement causée par la rupture des anneaux à huit chaînons d’atomes de soufre pour former des unités S8 réactives qui se rejoignent en longues chaînes contenant plusieurs milliers d’atomes. Le liquide assume alors la caractéristique de viscosité élevée de telles structures. À une température suffisamment élevée, toutes les molécules cycliques sont brisés, et la longueur des chaînes atteint un maximum. Au-delà de cette température, les chaînes se décomposent en petits fragments., Lors de la vaporisation, des molécules cycliques (S8 et S6) se forment à nouveau; à environ 900 °C (1 652 °F), S2 est la forme prédominante; enfin, le soufre monatomique se forme à des températures supérieures à 1 800 °C (3 272 °F).
