Θειενικό οξύ
Το θειενικό οξύ[3] (αγγλικά: sulfenic acid) είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει υδρογόνο, θείο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο H2SO, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά με τον ημιεμπειρικό τύπο HSOH. Με βάση τη δομή του, μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελεί μονοθειοϋποκατεστημένο ανάλογο του υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2), καθώς και το απλούστερο υδροχαλκογόνο που συμπεριέχει δύο διαφορετικά χαλκογόνα. Μπορεί, ακόμη, να θεωρηθεί ότι είναι ο ενδιάμεσος «κρίκος» ανάμεσα στο υπεροξείδιο του υδρογόνου και στο υδροδίθειο (H2S2), παρόλο που στην πραγματικότητα είναι λιγότερο σταθερό και από τις δύο αυτές ενώσεις. Εκτός όλων των παραπάνω, είναι το πρώτο μέλος των «μητρικών» οξοξέων του θείου, ενώ τα υπόλοιπα «μητρικά» οξοξέα, με ένα άτομο θείου ανά μόριο, είναι το θειινικό οξύ (H2SO2), το θειώδες οξύ (H2SO3) και το θειικό οξύ (H2SO4). Αποτελεί, ακόμη, τη «μητρική» ένωση των «θυγατρικών» θειενικών οξέων, δηλαδή των παραγώγων του με γενικό τύπο RSOH, όπου R ανόργανη ή οργανική μονοσθενής ομάδα. Σε αυτήν την ένωση το θείο βρίσκεται στην οξειδωτική βαθμίδα 0.
| Θειενικό οξύ | |||
|---|---|---|---|
 | |||
 | |||
| Γενικά | |||
| Όνομα IUPAC | Θειενικό οξύ Σουλφενικό οξύ | ||
| Άλλες ονομασίες | Θειυπεροξόλη Σουλφυπεροξόλη Θειανόλη Σουλφανόλη Θειυπεροξείδιο του υδρογόνου Οξαδίθειο Οξαδισουλφάνιο Υδριδοϋδροξείδιο του θείου Διυδροθειοξείδιο Διυδροσουλφοξείδιο | ||
| Χημικά αναγνωριστικά | |||
| Χημικός τύπος | H2SO | ||
| Μοριακή μάζα | 50,080299 amu[1] | ||
| Σύντομος συντακτικός τύπος | HSOH | ||
| Αριθμός CAS | 37281-09-7[2] | ||
| SMILES | OS[1] | ||
| InChI | InChI=1S/H2OS/c1-2/h1-2H[1] | ||
| ChemSpider ID | 394637[1] | ||
| Δομή | |||
| Φυσικές ιδιότητες | |||
| Πυκνότητα | 1.249 kg/m3[1] | ||
| Χημικές ιδιότητες | |||
| Επικινδυνότητα | |||
| Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). | |||
Διαστημική παρουσία
Έχει διατυπωθή η υπόθεση ότι στο διαστρικό διάστημα το θειενικό οξύ σχηματίζεται με αντίδραση ανάμεσα σε μονοξείδιο του θείου (SO), σε κατιόν τριυδρογόνου (H3+), σε διυδρογόνο (H2) και σε ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο (e-). Ένας άλλος πιιθανός μηχανισμός παραγωγής του είναι με αρχική αντίδραση ανάμεσα σε μονοξείδιο του θείου και σε ατομικό υδρογόνο (H•), με ενδιάμεσα προϊόντα HOS• και HSO•, που με τη σειρά τους αντιδρούν με ένα επιπρόσθετο υδρογονοάτομο. Ωστόσο, αυτός ο μηχανισμός πιθανώς απαιτεί κόκκους σκόνης (σε σχετικά κοντινή απόσταση), ώστε να αποσπάσει το πλεόνασμα ενέργειας (που ο μηχανισμός αυτός παράγει).[4]
Δομή
Τα μόρια του θειενικού οξέος υιοθετούν μια «άκομψη» διαμόρφωση.[5] Η διαμόρφωση αυτή είναι ασύμμετρη, αλλά έχει (σχετικά) χαμηλό εμπόδιο για να μετατραπεί από «αριστερόχερη» μορφή σε «δεξιόχερη» μορφή, οπότε μπορεί να αποτελεί μεσομορφή ανάμεσα στις δυο αυτές μορφές.
Οι μετρήσεις για τα μήκη δεσμών στο μόριο της ένωσης είναι οι ακόλουθες: H-S: 134,2 pm, S-O: 166,16 pm και O-H: 96,06 pm. Οι δε δεσμικές γωνίες της ένωσης είναι ∠HSO: 98,57° και ∠SOH 107,19°. Οι δυο δεσμοί με τα άτομα υδρογόνου βρίσκονται μεταξύ τους στραμμένοι κατά 90,41°:[6]
| Δεσμοί[6][7][8][9] | |||||
| Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός | Ισχύς δεσμού |
|---|---|---|---|---|---|
| H-S | σ | 1s-3sp³ | 134,2 pm | 3,6% H+ S- | 134 kJ/mol |
| S-O | σ | 3sp³-2sp³ | 166,16 pm | 17,4% S+ O- | 265 kJ/mol |
| H-O | σ | 1s-2sp3 | 96,06 pm | 32% H+ O- | 459 kJ/mol |
| Γωνίες | |||||
| ∠HSO | 98,57° | ||||
| ∠SOH | 107,19° | ||||
| ∠H(SO)H | 90,41° | ||||
| Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[10] | |||||
| O | -0,494 | ||||
| Η (H-S) | +0,036 | ||||
| S | +0,138 | ||||
| Η (H-O) | +0,320 | ||||
Παραγωγή
Το «μητρικό» θειενικό οξύ μπορεί να συνθεθεί σε εργαστηριακή κλίμακα με φωτόλυση μείγματος όζοντος (O3) και υδροθείου (H2S), που έχει πήξει σε αργό (Ar) στους 8 K[11] (δηλαδή -265°C):
Μπορεί επίσης να παραχθεί με πυρόλυση δι(τριτοταγές βουτυλο)σουλφοξείδιο [(tBu)2SO]:[12][13]
Μια άλλη μέθοδος σύνθεσης της ένωσης που έχει αναφερθεί είναι με ηλεκτρική εκκένωση διαμέσου μείγματος νερού και στοιχειακού θείου:[14]
Ιδιότητες
Το θειενικό οξύ είναι πολύ δραστικό και δεν μπορεί να απομονωθεί (ούτε) σε διάλυμα. Έχει, άλλωστε, ένα έλασσον ταυτομερές, τη θειανάλη (H2S=O), με την οποία βρίσκεται πάντα σε χημική ισορροπία:
Επίσης, κατά την παραμονή της, δίνει σύντομα αντίδραση συμπύκνωσης, σχηματίζοντας σουλφινοθειοϊκό οξύ:[15]
Τα υδροθειανιόντα (HS−) αντιδρούν με το θειενικό οξύ, δίνοντας υδροδίθειο:[16]
