Θειενικό οξύ

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
Σύντομος συντακτικός τύπος	HSOH
Αριθμός CAS	37281-09-7
SMILES	OS
InChI	InChI=1S/H2OS/c1-2/h1-2H
ChemSpider ID	394637
Δομή
Φυσικές ιδιότητες
Πυκνότητα	1.249 kg/m3
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Το θειενικό οξύ (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.

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).

Δομή

Τα μόρια του θειενικού οξέος υιοθετούν μια «άκομψη» διαμόρφωση. 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°:

Δεσμοί
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
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 (δηλαδή -265°C):

$\mathrm {H_{2}S+O_{3}{\xrightarrow[{8\ K,\ Ar}]{hv}}HSOH+O_{2}}$

Μπορεί επίσης να παραχθεί με πυρόλυση δι(τριτοταγές βουτυλο)σουλφοξείδιο [(tBu)₂SO]:

$\mathrm {(tBu)_{2}SO{\xrightarrow {\triangle }}HSOH+2(CH_{3})_{2}C=CH_{2}}$

Μια άλλη μέθοδος σύνθεσης της ένωσης που έχει αναφερθεί είναι με ηλεκτρική εκκένωση διαμέσου μείγματος νερού και στοιχειακού θείου:

$\mathrm {H_{2}O+S{\xrightarrow {\eta \lambda \epsilon \kappa \tau \rho \iota \kappa {\acute {\eta }}\ \epsilon \kappa \kappa {\acute {\epsilon }}\nu \omega \sigma \eta }}HSOH}$

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:

$\mathrm {HSOH\rightleftarrows H_{2}S=O}$

Επίσης, κατά την παραμονή της, δίνει σύντομα αντίδραση συμπύκνωσης, σχηματίζοντας σουλφινοθειοϊκό οξύ:

$\mathrm {2HSOH{\xrightarrow {}}HSOSH+H_{2}O}$

Τα υδροθειανιόντα (HS⁻) αντιδρούν με το θειενικό οξύ, δίνοντας υδροδίθειο:

$\mathrm {HSOH+SH^{-}{\xrightarrow {}}HSSH+OH^{-}}$