Kén

A kénnek többféle allotrop módosulata van, ezek közül szobahőmérsékleten a romboskén (a-kén) a stabilis. A rombos kén 95,5°C feletti hőmérsékleten egyhajlású vagy monoklin kénné (b-kén) alakul át. A monoklinkén hosszú, tűkristályokat alkot. A monoklin tűkristályok átlátszóságukat néhány nap alatt elvesztik, mert rombos kénmódosulattá alakulnak át. Külső alakjukat azonban kristályszerkezetük megváltozása után is megtartják, e jelenséget a kristálytan álalakúságnak, pszeudomorfiának nevezi.

A kén négyféle, 32-, 33-, 34- és 36-os tömegszámú izotópok keveréke. Ezek között a 32S izotóp mennyisége túlnyomó.

Fizikai tulajdonságai

* A rombos és a monoklin kén egyaránt jellegzetesen sárga színű, üvegfényű, kis keménységű, rideg anyag.

* A hőt és az elektromosságot nem vezeti.

* Vízben nem oldódik; jól oldja a szén-diszulfid (CS2) és a kén-diklorid (SCl2), többé-kevésbé egyes szerves oldószerek is.

* Mindkét allotrop módosulat molekularácsos. A kristályok rácspontjaiban 8 kénatomból álló kénmolekulák foglalnak helyet (S8). A nyolcatomos kénmolekulák gyűrű alakúak

* A két módosulat op.-ja különböző: a rombos kéné 112,8°C, a monoklin kéné 118,95°C.

* Ha a ként óvatosan úgy olvasztjuk meg, hogy az olvadék hőmérséklete ne emelkedjék sokkal az olvadáspont fölé, akkor a kén világossárga, kis viszkozitású folyadékká olvad (az olvadék nyolcatomos gyűrűmolekulák halmaza). Ha ezt az olvadékot tovább melegítjük, akkor 150°C felett barnulni és sűrűsödni kezd (a gyűrűk kezdenek felhasadni), 190°C körül viszkozitása olyan nagyra nő, hogy ki sem önthető (a felhasadt gyűrűkből láncok keletkeznek, amelyek egymásra csavarodnak, összefonódnak). További hevítéskor színe tovább sötétedik, viszkozitása azonban csökkenni kezd, újra hígan folyóvá válik (a hosszú láncok darabokra szakadnak).

* 444,6°C-on forr. Gőze vörösbarna színű, hirtelen lehűtéskor szublimálnak.

* Ha a forráspontja közeléig hevített kénolvadékot hirtelen lehűtjük, akkor gumiszerűen nyúlós, ragadós alaktalan vagy amorf kénné alakul át. Ez szobahőmérsékleten rombos kénné alakul át.

 Kémiai tulajdonságai

* Elektronegativitása 2,5. Nála kisebb EN-ú elemekkel (fémekkel, félfémekkel) -2-es oxidációfokkal szulfidokat alkot.

* Az erősen negatív redoxpotenciálú fémek szulfidjai és poliszulfidjai ionvegyületek, ionráccsal rendelkeznek.

* A kevésbé pozitív fémekkel és a nemfémekkel mindig kovalens kötéssel vegyül.

* A nála nagyobb EN-ú nemfémekkel alkotott vegyületeiben oxidációfoka +2, +4 és +6 lehet (pl. kén-oxidok stb.).

* A szulfidion (S2-) vizes oldatban stabilis.

* Reakciókészsége közönséges hőmérsékleten nem nagy, magasabb hőmérsékleten azonban a legtöbb elemmel közvetlenül egyesíthető.

 Reakciók

* Fémekkel és félfémekkel - az arany, a platina és az iridium kivételével - szulfidokká egyesül. Már szobahőmérsékleten reagál az alkálifémekkel és a rézzel. Egyéb fémek és a kén egyesülése magasabb hőmérsékleten gyakran tűztünemény kíséretében játszódik le:

Fe + S FeS

Zn + S ZnS

Cu + S CuS

Mg + S MgS

 * Hidrogénnel 400°C körüle hőmérsékleten megfordítható folyamatban hidrogén-szulfiddá egyesül:

H2 + S H2S

 * Nemfémekkel - a jód, a nitrogén és a bór kivételével - egyesül.

 * Oxigénnel reagálva halványkék lánggal kén-dioxiddá ég el (égésekor nyomokban kén-trioxid is keletkezik:

 S + O2 SO2

 * Izzó szénen átvezetett kéngőzök a szénnel szén-diszulfiddá egyesülnek:

 C + S2 CS2

* A savak általában nem hatnak rá, de az erősen oxidáló hatású savak, mint a tömény salétromsav, kénsav és a királyvíz, oxidálás közben oldják.

 * Erős lúgokban (alkálifém-, alkáliföldfém-hidroxidokban) poliszulfidok képződése közben oldatba megy (diszproporcionálódik), pl.:

 12S + 3Ca(OH)2 2CaS5 + CaS2O3 + 3H2O

Előfordulás: elemi állapotban és vegyületek alakjában egyaránt előfordul.

* Elemi állapotban terméselemként, vulkanikus vidékeken fordul elő nagyobb mennyiségben.

* Kötött állapotban főként szulfidok és szulfátok formájában. Kéntartalmú vegyületek: FeS2 pirit; CuFeS2 kalkopirit; ZnS szfalerit; PbS galenit; HgS cinnabarit; Sb2S3 antimonit; CaSO4•2H2O gipsz; CaSO4 anhidrit; BaSO4 barit; MgSO4•7H2O keserűsó stb.

Biogeokémiai ciklusában nagy szerepet játszanak a mikroorganizmusok: a redukált és oxidált formák mikroorganizmusok működése során történő átalakulásait a linkre kattintva nézhetjük m eg.