So3 trong tự nhiên. Oxit lưu huỳnh trong thiên nhiên và đời sống con người

Sự đối xứng gắn liền với sự hài hòa và trật tự. Và vì lý do tốt. Bởi vì câu hỏi đối xứng là gì nên đã có câu trả lời dưới dạng dịch nghĩa đen từ tiếng Hy Lạp cổ. Và hóa ra nó có nghĩa là sự cân xứng và bất biến. Và điều gì có thể trật tự hơn một định nghĩa chặt chẽ về vị trí? Và điều gì có thể được gọi là hài hòa hơn một thứ tương ứng hoàn toàn với kích thước?

Đối xứng có ý nghĩa gì trong các ngành khoa học khác nhau?

Sinh vật học. Một thành phần quan trọng của tính đối xứng là động vật và thực vật có các bộ phận được sắp xếp đều đặn. Hơn nữa, không có sự đối xứng chặt chẽ trong khoa học này. Luôn luôn có một số sự bất đối xứng. Nó thừa nhận rằng các bộ phận của tổng thể không trùng khớp với độ chính xác tuyệt đối.

Hoá học. Các phân tử của một chất có một kiểu sắp xếp nhất định. Chính tính đối xứng của chúng giải thích nhiều tính chất của vật liệu trong tinh thể học và các ngành hóa học khác.

Vật lý. Một hệ các vật thể và những thay đổi trong nó được mô tả bằng các phương trình. Chúng chứa các thành phần đối xứng, giúp đơn giản hóa toàn bộ giải pháp. Điều này được thực hiện bằng cách tìm kiếm số lượng được bảo toàn.

Toán học.Ở đó giải thích cơ bản tính đối xứng là gì. Hơn nữa, nó được coi trọng hơn trong hình học. Ở đây, tính đối xứng là khả năng hiển thị dưới dạng hình và vật thể. Theo nghĩa hẹp, nó chỉ đơn giản là một hình ảnh phản chiếu.

Các từ điển khác nhau định nghĩa tính đối xứng như thế nào?

Bất kể chúng ta nhìn vào cái nào trong số chúng, từ “tỷ lệ” sẽ xuất hiện ở khắp mọi nơi. Ở Dahl, người ta cũng có thể coi cách giải thích như vậy là tính đồng nhất và bình đẳng. Nói cách khác, đối xứng có nghĩa giống nhau. Nó cũng nói rằng nó nhàm chán; cái gì không có thì trông thú vị hơn.

Khi được hỏi đối xứng là gì, từ điển của Ozhegov đã nói về sự giống nhau về vị trí của các bộ phận so với một điểm, đường thẳng hoặc mặt phẳng.

Từ điển của Ushakov cũng đề cập đến tính tương xứng, cũng như sự tương ứng hoàn toàn giữa hai phần của tổng thể với nhau.

Khi nào chúng ta nói về sự bất đối xứng?

Tiền tố “a” phủ nhận ý nghĩa của danh từ chính. Do đó, sự bất đối xứng có nghĩa là sự sắp xếp của các phần tử không theo một khuôn mẫu nhất định. Không có sự bất biến trong đó.

Thuật ngữ này được sử dụng trong trường hợp hai nửa của một vật phẩm không hoàn toàn giống nhau. Thông thường chúng không giống nhau chút nào.

Trong tự nhiên sống, sự bất đối xứng đóng một vai trò quan trọng. Hơn nữa, nó có thể vừa hữu ích vừa có hại. Ví dụ, trái tim được đặt ở nửa bên trái của lồng ngực. Do đó, phổi trái nhỏ hơn đáng kể. Nhưng nó là cần thiết.

Về sự đối xứng tâm và trục

Trong toán học, các loại sau được phân biệt:

  • trung tâm, nghĩa là được thực hiện tương đối với một điểm;
  • trục, được quan sát gần một đường thẳng;
  • mang tính phản chiếu, nó dựa trên những phản ánh;
  • chuyển đối xứng.

Trục và tâm đối xứng là gì? Đây là một điểm hoặc đường tương đối mà bất kỳ điểm nào trên cơ thể đều có thể tìm thấy một điểm khác. Hơn nữa, sao cho khoảng cách từ ảnh ban đầu đến ảnh thu được được chia đôi cho trục hoặc tâm đối xứng. Khi những điểm này di chuyển, chúng mô tả những quỹ đạo giống hệt nhau.


Cách dễ nhất để hiểu tính đối xứng của một trục là bằng một ví dụ. Tờ vở cần được gấp làm đôi. Đường gấp sẽ là trục đối xứng. Nếu bạn vẽ một đường vuông góc với nó thì tất cả các điểm trên đó sẽ có các điểm nằm cách nhau một khoảng ở phía bên kia của trục.

Trong trường hợp cần tìm tâm đối xứng, bạn cần tiến hành như sau. Nếu có hai hình, hãy tìm các điểm giống nhau của chúng và nối chúng với một đoạn thẳng. Sau đó chia đôi. Khi chỉ có một hình, kiến ​​thức về các đặc tính của nó có thể hữu ích. Thường thì tâm này trùng với điểm giao nhau của các đường chéo hoặc đường cao.

Những hình dạng nào là đối xứng?

Hình hình học có thể có đối xứng trục hoặc trung tâm. Nhưng đây không phải là điều kiện cần; có nhiều đối tượng không có điều kiện đó. Ví dụ, một hình bình hành có hình ở tâm nhưng không có trục. Nhưng các hình thang và hình tam giác không cân không có sự đối xứng nào cả.

Nếu xét đến tính đối xứng trung tâm thì có khá nhiều hình có được nó. Đây là một đoạn thẳng và một hình tròn, một hình bình hành và tất cả các đa giác đều có số cạnh chia hết cho hai.

Tâm đối xứng của một đoạn (cũng là hình tròn) là tâm của nó và đối với hình bình hành, nó trùng với giao điểm của các đường chéo. Trong khi đối với đa giác đều, điểm này cũng trùng với tâm của hình.

Nếu một đường thẳng có thể được vẽ trong một hình, dọc theo đó nó có thể được gấp lại và hai nửa trùng nhau, thì nó (đường thẳng) sẽ là một trục đối xứng. Điều thú vị là có bao nhiêu trục đối xứng mà các hình dạng khác nhau có.

Ví dụ, một góc nhọn hoặc góc tù chỉ có một trục, đó là đường phân giác của nó.

Nếu bạn cần tìm trục trong một tam giác cân, thì bạn cần vẽ chiều cao đến đáy của nó. Đường thẳng sẽ là trục đối xứng. Và chỉ một. Và trong một hình đều sẽ có ba cái cùng một lúc. Ngoài ra, tam giác còn có tâm đối xứng so với giao điểm của các đường cao.

Một đường tròn có thể có vô số trục đối xứng. Bất kỳ đường thẳng nào đi qua tâm của nó đều có thể hoàn thành vai trò này.

Hình chữ nhật và hình thoi có hai trục đối xứng. Trong trường hợp đầu tiên, chúng đi qua phần giữa của các cạnh và trong trường hợp thứ hai, chúng trùng với các đường chéo.

Hình vuông kết hợp hai hình trước và có 4 trục đối xứng cùng một lúc. Chúng giống như hình thoi và hình chữ nhật.

Vì vậy, đối với hình học: có ba loại đối xứng chính.

Trước hết, đối xứng trung tâm (hoặc đối xứng về một điểm) - đây là một phép biến đổi của mặt phẳng (hoặc không gian), trong đó một điểm duy nhất (điểm O - tâm đối xứng) giữ nguyên, trong khi các điểm còn lại thay đổi vị trí: thay vì điểm A, chúng ta nhận được điểm A1 sao cho điểm O là trung điểm của đoạn AA1. Để dựng hình Ф1, đối xứng với hình Ф so với điểm O, ta cần vẽ một tia đi qua mỗi điểm của hình Ф, đi qua điểm O (tâm đối xứng) và trên tia này đặt một điểm đối xứng với được chọn so với điểm O. Tập hợp các điểm được xây dựng theo cách này sẽ cho hình F1.


Điều đáng quan tâm nhất là các hình có tâm đối xứng: với sự đối xứng quanh điểm O, bất kỳ điểm nào trong hình Φ lại được chuyển thành một điểm nhất định trong hình Φ. Có rất nhiều hình như vậy trong hình học. Ví dụ: một đoạn thẳng (điểm giữa của đoạn thẳng là tâm đối xứng), một đường thẳng (bất kỳ điểm nào của nó là tâm đối xứng của nó), một đường tròn (tâm của đường tròn là tâm đối xứng), một hình chữ nhật (điểm giao nhau của các đường chéo của nó là tâm đối xứng). Có rất nhiều đồ vật đối xứng trung tâm trong thiên nhiên sống và vô tri (thông điệp học sinh). Thông thường mọi người tự tạo ra các đồ vật có đối xứng trung tâmries (ví dụ từ thủ công mỹ nghệ, ví dụ từ kỹ thuật cơ khí, ví dụ từ kiến ​​trúc và nhiều ví dụ khác).

Thứ hai, đối xứng trục (hoặc đối xứng quanh một đường thẳng) - đây là một phép biến đổi của một mặt phẳng (hoặc không gian), trong đó chỉ các điểm của đường thẳng p giữ nguyên vị trí (đường thẳng này là trục đối xứng), còn các điểm còn lại thay đổi vị trí: thay vì điểm B ta lấy điểm B1 sao cho đường thẳng p là đường trung trực của đoạn BB1 . Để dựng hình Ф1, đối xứng với hình Ф, so với đường thẳng р, mỗi điểm của hình Ф cần dựng một điểm đối xứng với nó so với đường thẳng р. Tập hợp tất cả các điểm được xây dựng này cho hình F1 mong muốn. Có nhiều hình hình học có trục đối xứng.

Hình chữ nhật có hai, hình vuông có bốn, hình tròn có một đường thẳng đi qua tâm. Nếu bạn nhìn kỹ vào các chữ cái trong bảng chữ cái, bạn có thể tìm thấy trong số đó những chữ cái có trục đối xứng ngang hoặc dọc, và đôi khi cả hai. Các vật thể có trục đối xứng thường được tìm thấy trong thiên nhiên sống và vô tri (báo cáo của học sinh). Trong hoạt động của mình, một người tạo ra nhiều đồ vật (ví dụ: đồ trang trí) có một số trục đối xứng.

______________________________________________________________________________________________________

Thứ ba, sự đối xứng của mặt phẳng (gương) (hoặc sự đối xứng quanh một mặt phẳng) - đây là một phép biến đổi không gian trong đó chỉ các điểm của một mặt phẳng giữ nguyên vị trí của chúng (mặt phẳng đối xứng α), các điểm còn lại của không gian thay đổi vị trí: thay vì điểm C, thu được điểm C1 sao cho mặt phẳng α đi qua giữa đoạn CC1, vuông góc với nó.

Để dựng hình Ф1, đối xứng với hình Ф so với mặt phẳng α, mỗi điểm của hình Ф cần phải xây dựng các điểm đối xứng với α; trong tập hợp của chúng, chúng tạo thành hình Ф1.

Thông thường, trong thế giới đồ vật và đồ vật xung quanh chúng ta, chúng ta bắt gặp những vật thể ba chiều. Và một số vật thể này có các mặt phẳng đối xứng, đôi khi thậm chí là nhiều mặt phẳng đối xứng. Và chính con người, trong hoạt động của mình (xây dựng, thủ công, làm mô hình, ...) đã tạo ra những vật thể có mặt phẳng đối xứng.

Điều đáng chú ý là cùng với ba kiểu đối xứng được liệt kê, chúng phân biệt (trong kiến ​​trúc)di động và xoay, trong hình học là sự kết hợp của một số chuyển động.

Hai hình được gọi là đối xứng nhau qua một điểm O bất kỳ trong không gian nếu mỗi điểm A của hình này trong hình kia ứng với điểm A, nằm trên đường thẳng OA, phía bên kia của điểm O, cách một khoảng bằng điểm A từ điểm O (Hình 114). Điểm O được gọi là tâm đối xứng số liệu.

Chúng ta đã thấy một ví dụ về các hình đối xứng như vậy trong không gian (§ 53), khi bằng cách tiếp tục các cạnh và mặt của một góc đa diện vượt ra ngoài đỉnh, chúng ta thu được một góc đa diện đối xứng với góc đã cho. Các đoạn và góc tương ứng tạo nên hai hình đối xứng thì bằng nhau. Tuy nhiên, các hình nói chung không thể được gọi là bằng nhau: chúng không thể kết hợp với nhau do thứ tự của các phần trong hình này khác với hình kia, như chúng ta đã thấy trong ví dụ về các góc đa diện đối xứng.

Trong một số trường hợp, các hình đối xứng có thể được kết hợp nhưng những phần không phù hợp của chúng sẽ trùng nhau. Ví dụ: lấy một góc tam diện vuông (Hình 115) có đỉnh tại điểm O và các cạnh OX, OY, OZ.

Hãy dựng một góc đối xứng OXYZ cho nó. Góc OXYZ có thể kết hợp với OXYZ sao cho cạnh OX trùng với OY và cạnh OY trùng với OX. Nếu chúng ta kết hợp các cạnh tương ứng OX với OX và OY với OY thì các cạnh OZ và OZ sẽ có hướng ngược nhau.

Nếu các hình đối xứng cùng nhau tạo thành một vật thể hình học thì vật thể hình học này được cho là có tâm đối xứng. Do đó, nếu một vật thể cho trước có tâm đối xứng thì mọi điểm thuộc vật thể này đều tương ứng với một điểm đối xứng, cũng thuộc vật thể này. Ví dụ, trong số các vật thể hình học mà chúng ta đã xem xét, chúng có tâm đối xứng:

  1. song song,
  2. một lăng kính có một đa giác đều ở đáy với số cạnh chẵn.

Một tứ diện đều không có tâm đối xứng.

Sự đối xứng so với mặt phẳng

Hai hình không gian được gọi là đối xứng nhau qua mặt phẳng P nếu mỗi điểm A của hình này ứng với một điểm A của hình kia và đoạn AA vuông góc với mặt phẳng P và được chia đôi tại giao điểm với mặt phẳng này. máy bay.

Định lý. Hai đoạn thẳng tương ứng bất kỳ của hai hình đối xứng đều bằng nhau.

Cho hai hình đối xứng nhau qua mặt phẳng P. Ta chọn một số điểm A và B của hình thứ nhất, gọi A và B lần lượt là các điểm tương ứng của hình thứ hai (Hình 116, các hình không thể hiện ở hình 1). bản vẽ).

Gọi C là giao điểm của đoạn AA với mặt phẳng P, D là giao điểm của đoạn BB với cùng một mặt phẳng. Nối hai điểm C và D bằng một đoạn thẳng ta được hai hình tứ giác ABDC và ABDC. Vì AC = AC, BD = BD và

∠ACD = ∠ACD, ∠BDC = ∠BDC là góc vuông nên các tứ giác này bằng nhau (ta có thể dễ dàng chứng minh bằng cách xếp chồng). Do đó, AB = AB. Từ định lý này, trực tiếp suy ra rằng mặt phẳng tương ứng và góc nhị diện của hai hình đối xứng qua mặt phẳng thì bằng nhau. Tuy nhiên, không thể kết hợp hai hình này với nhau sao cho các phần tương ứng của chúng được kết hợp với nhau, vì thứ tự các phần trong hình này trái ngược với thứ tự diễn ra trong hình kia. Ví dụ đơn giản nhất về hai hình đối xứng với một mặt phẳng là: bất kỳ vật nào và hình ảnh phản chiếu của nó trong gương phẳng; Mỗi hình đều đối xứng với ảnh qua gương của nó so với mặt phẳng của gương.

Nếu bất kỳ vật thể hình học nào có thể được chia thành hai phần đối xứng với một mặt phẳng nhất định thì mặt phẳng này được gọi là mặt phẳng đối xứng của vật thể đó.

Các vật thể hình học có mặt phẳng đối xứng là cực kỳ phổ biến trong tự nhiên và trong cuộc sống hàng ngày. Cơ thể con người và động vật có một mặt phẳng đối xứng, chia thành hai phần bên phải và bên trái.

Ví dụ này đặc biệt làm rõ rằng các hình đối xứng không thể kết hợp được. Như vậy, tay của tay phải và tay trái đối xứng nhau nhưng không thể kết hợp với nhau, điều này ít nhất có thể thấy qua thực tế là cùng một chiếc găng tay không thể vừa với cả tay phải và tay trái. Một số lượng lớn đồ gia dụng có mặt phẳng đối xứng: ghế, bàn ăn, tủ sách, ghế sofa, v.v. Một số, chẳng hạn như bàn ăn, thậm chí không có một mà là hai mặt phẳng đối xứng (Hình 117) .

Thông thường, khi xem xét một vật thể có mặt phẳng đối xứng, chúng ta cố gắng đảm bảo một vị trí so với nó sao cho mặt phẳng đối xứng của cơ thể chúng ta, hoặc ít nhất là đầu của chúng ta, trùng với mặt phẳng đối xứng của chính vật thể đó. Trong trường hợp này, hình dạng đối xứng của vật thể trở nên đặc biệt đáng chú ý.

Sự đối xứng qua trục. Trục đối xứng bậc hai.

Hai hình được gọi là đối xứng nhau qua trục l (trục là đường thẳng) nếu mỗi điểm A của hình thứ nhất ứng với một điểm A của hình thứ hai sao cho đoạn AA vuông góc với trục l, cắt nhau với nó và được chia đôi tại điểm giao nhau. Trục l được gọi là trục đối xứng bậc hai.

Từ định nghĩa này, ngay lập tức suy ra rằng nếu hai vật thể hình học, đối xứng qua một trục bất kỳ, cắt nhau bởi một mặt phẳng vuông góc với trục này, thì trong tiết diện ta có hai hình phẳng, đối xứng qua giao điểm của mặt phẳng với trục của tính đối xứng của các vật thể.

Từ đây dễ dàng suy ra rằng hai vật đối xứng quanh trục có thể kết hợp với nhau bằng cách quay một trong chúng 180° quanh trục đối xứng. Trong thực tế, chúng ta hãy tưởng tượng tất cả các mặt phẳng có thể vuông góc với trục đối xứng.

Mỗi mặt phẳng như vậy giao nhau với cả hai vật thể chứa các hình đối xứng tại điểm mà mặt phẳng gặp trục đối xứng của các vật thể. Nếu bạn buộc mặt phẳng cắt tự trượt, xoay nó quanh trục đối xứng của vật thể 180° thì hình đầu tiên trùng với hình thứ hai.

Điều này đúng với bất kỳ mặt phẳng cắt nào. Việc quay tất cả các phần của cơ thể một góc 180° tương đương với việc quay toàn bộ cơ thể một góc 180° quanh trục đối xứng. Đây là nơi tính hợp lệ của tuyên bố của chúng tôi theo sau.

Nếu sau khi quay một hình không gian xung quanh một đường thẳng nhất định 180°, nó trùng với chính nó thì chúng ta nói rằng hình đó có đường thẳng này là trục đối xứng bậc hai của nó.

Cái tên “trục đối xứng bậc hai” được giải thích là do trong quá trình quay hết một vòng quanh trục này, vật trong quá trình quay sẽ hai lần chiếm một vị trí trùng với vị trí ban đầu (bao gồm cả vị trí ban đầu). Ví dụ về các vật thể hình học có trục đối xứng bậc hai là:

1) một hình chóp đều có số mặt bên chẵn; trục đối xứng của nó là chiều cao của nó;

2) hình chữ nhật song song; nó có ba trục đối xứng: các đường thẳng nối tâm của các mặt đối diện của nó;

3) lăng kính đều có số mặt bên chẵn. Trục đối xứng của nó là mỗi đường thẳng nối tâm của bất kỳ cặp mặt đối diện nào của nó (các mặt bên và hai đáy của lăng kính). Nếu số mặt bên của lăng kính là 2 k, thì số trục đối xứng như vậy sẽ là k+ 1. Ngoài ra, trục đối xứng của lăng kính đó là từng đường thẳng nối trung điểm các cạnh đối diện của nó. Lăng kính có trục đối xứng A.

Vậy số đúng là 2 k- lăng kính hai mặt có 2 k Trục +1, tính đối xứng.

Sự phụ thuộc giữa các loại đối xứng khác nhau trong không gian.

Có một mối quan hệ giữa các loại đối xứng khác nhau trong không gian - trục, phẳng và tâm - được thể hiện bằng định lý sau.

Định lý. Nếu hình F đối xứng với hình F đối xứng với mặt phẳng P, đồng thời đối xứng với hình F” so với điểm O nằm trong mặt phẳng P thì hai hình F, F” đối xứng với trục đi qua điểm O và vuông góc với mặt phẳng P.

Hãy lấy một số điểm A của hình F (Hình 118). Nó tương ứng với điểm A của hình F và điểm A" của hình F" (các hình F, F và F" không được thể hiện trên hình vẽ).

Gọi B là giao điểm của đoạn AA với mặt phẳng P. Vẽ một mặt phẳng đi qua các điểm A, A và O. Mặt phẳng này sẽ vuông góc với mặt phẳng P vì nó đi qua đường thẳng AA vuông góc với mặt phẳng này . Trong mặt phẳng AAO kẻ đường thẳng OH vuông góc với OB. Đường thẳng OH này cũng sẽ vuông góc với mặt phẳng P. Tiếp theo, gọi C là giao điểm của đường thẳng AA” và OH.

Trong tam giác AAA" đoạn BO nối trung điểm của các cạnh AA và AA", do đó BO || AA", mà là VO⊥OH, có nghĩa là AA"⊥OH. Hơn nữa, vì O là trung điểm của cạnh AA", và CO || AA nên AC = A"C. Từ đây chúng ta kết luận rằng các điểm A và A" đối xứng với trục OH. Điều này cũng đúng với tất cả các điểm khác của hình. Điều này có nghĩa là định lý của chúng ta đã được chứng minh. Từ định lý này, ngay lập tức suy ra rằng hai hình là đối xứng so với mặt phẳng không thể kết hợp sao cho các phần tương ứng của chúng được kết hợp. Trên thực tế, hình F được kết hợp với F" bằng cách quay quanh trục OH 180°. Nhưng các hình F” và F không thể kết hợp đối xứng qua một điểm nên F và F cũng không thể kết hợp được.

Trục đối xứng bậc cao

Một hình có trục đối xứng sẽ thẳng hàng với chính nó sau khi quay quanh trục đối xứng một góc 180°. Nhưng có thể xảy ra trường hợp hình này thẳng hàng với vị trí ban đầu sau khi quay quanh một trục nhất định một góc nhỏ hơn 180°. Do đó, nếu một vật thực hiện một vòng quay hoàn toàn quanh trục này thì trong quá trình quay nó sẽ căn chỉnh về vị trí ban đầu nhiều lần. Trục quay như vậy được gọi là trục đối xứng bậc cao hơn và số vị trí của vật trùng với trục ban đầu được gọi là bậc của trục đối xứng. Trục này có thể không trùng với trục đối xứng bậc hai. Do đó, một hình chóp tam giác đều không có trục đối xứng bậc hai, nhưng chiều cao của nó đóng vai trò là trục đối xứng bậc ba cho nó. Trên thực tế, sau khi xoay kim tự tháp này quanh độ cao một góc 120°, nó sẽ thẳng hàng với chính nó (Hình 119).

Khi kim tự tháp quay quanh một độ cao, nó có thể chiếm ba vị trí trùng với vị trí ban đầu, bao gồm cả vị trí ban đầu. Dễ dàng nhận thấy rằng mọi trục đối xứng cấp chẵn đồng thời là trục đối xứng cấp hai.

Ví dụ về trục đối xứng bậc cao:

1) Đúng N- Kim tự tháp cacbon có trục đối xứng N-thứ tự. Trục này là chiều cao của kim tự tháp.

2) Đúng N- lăng kính cacbon có trục đối xứng N-thứ tự. Trục này là một đường thẳng nối tâm của các đáy của lăng kính.

Sự đối xứng của khối lập phương.

Đối với bất kỳ hình bình hành nào, giao điểm của các đường chéo của hình lập phương là tâm đối xứng của nó.

Hình lập phương có chín mặt phẳng đối xứng: sáu mặt phẳng chéo và ba mặt phẳng đi qua trung điểm của bốn cạnh song song của nó.

Hình lập phương có chín trục đối xứng bậc hai: sáu đường thẳng nối trung điểm của các cạnh đối diện của nó và ba đường thẳng nối tâm của các mặt đối diện (Hình 120).

Những đường thẳng cuối cùng này là trục đối xứng bậc bốn. Ngoài ra, hình lập phương còn có bốn trục đối xứng bậc ba, đó là các đường chéo của nó. Trên thực tế, đường chéo của khối lập phương AG (Hình 120) rõ ràng nghiêng bằng nhau với các cạnh AB, AD và AE, và các cạnh này cũng nghiêng với nhau như nhau. Nếu chúng ta nối các điểm B, D và E, chúng ta sẽ có một hình chóp tam giác đều ADBE, trong đó đường chéo của khối lập phương AG đóng vai trò là chiều cao. Khi kim tự tháp này thẳng hàng với chính nó khi xoay quanh chiều cao, toàn bộ khối lập phương sẽ thẳng hàng với vị trí ban đầu. Dễ dàng nhận thấy, khối lập phương không có trục đối xứng nào khác. Hãy xem có bao nhiêu cách khác nhau mà một khối lập phương có thể được kết hợp với chính nó. Xoay quanh trục đối xứng thông thường sẽ tạo ra một vị trí của khối lập phương, khác với vị trí ban đầu, trong đó toàn bộ khối lập phương thẳng hàng với chính nó.

Xoay quanh trục bậc ba tạo ra hai vị trí như vậy và quay quanh trục bậc bốn tạo ra ba vị trí như vậy. Vì hình lập phương có sáu trục cấp hai (đây là những trục đối xứng thông thường), bốn trục cấp ba và ba trục cấp bốn nên có 6 1 + 4 2 + 3 3 = 23 vị trí của hình lập phương, khác với cái ban đầu, lúc đó nó được kết hợp với chính nó.

Thật dễ dàng để xác minh trực tiếp rằng tất cả các vị trí này đều khác nhau và cũng khác với vị trí ban đầu của khối. Cùng với vị trí ban đầu, chúng tạo nên 24 cách kết hợp khối lập phương với chính nó.

Vật liệu khác

Vì lưu huỳnh xuất hiện trong tự nhiên ở trạng thái tự nhiên nên con người đã biết đến nó từ thời cổ đại. Các nhà giả kim rất chú ý đến lưu huỳnh. Nhiều người trong số họ đã biết đến axit sulfuric. Vasily Valentin vào thế kỷ 15. mô tả chi tiết việc chuẩn bị nó (bằng cách đun nóng sắt sunfat). Axit sulfuric được sản xuất công nghiệp lần đầu tiên ở Anh vào giữa thế kỷ 18.

Ở trong thiên nhiên, nhận được:

Các mỏ lưu huỳnh đáng kể thường được tìm thấy trong tự nhiên (chủ yếu là gần núi lửa). Các sunfua phổ biến nhất là: pyrit sắt (pyrit) FeS 2, pyrit đồng CuFeS 2, ánh chì PbS và hỗn hợp kẽm ZnS. Lưu huỳnh thậm chí còn được tìm thấy phổ biến hơn ở dạng sunfat, chẳng hạn như canxi sunfat (thạch cao và anhydrit), magie sunfat (muối đắng và kieserit), bari sunfat (tinh thạch nặng), strontium sunfat (celestine), natri sunfat (muối Glauber) .
Biên lai. 1. Nấu chảy lưu huỳnh tự nhiên từ các mỏ tự nhiên, chẳng hạn như sử dụng hơi nước và tinh chế lưu huỳnh thô bằng cách chưng cất.
2. Lưu huỳnh giải phóng trong quá trình khử lưu huỳnh của các sản phẩm khí hóa than (nước, không khí và khí chiếu sáng), ví dụ dưới tác dụng của không khí và chất xúc tác than hoạt tính: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O + 2S
3. Giải phóng lưu huỳnh khi đốt cháy không hoàn toàn hydro sunfua (xem phương trình ở trên), khi axit hóa dung dịch natri thiosulfat: Na 2 S 2 O 3 + 2HCI = 2NaCI + SO 2 + H 2 O + S
và khi chưng cất dung dịch amoni polysulfua: (NH 4) 2 S 5 = (NH 4) 2 S + 4S

Tính chất vật lý:

Lưu huỳnh là chất cứng, giòn, màu vàng. Nó thực tế không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan tốt trong carbon disulfide, anilin và một số dung môi khác. Dẫn nhiệt và điện kém. Lưu huỳnh tạo thành một số biến đổi đẳng hướng. ???...
...
Ở 444,6°C, lưu huỳnh sôi, tạo thành hơi màu nâu sẫm.

Tính chất hóa học:

Nguyên tử lưu huỳnh, có mức năng lượng bên ngoài không đầy đủ, có thể gắn hai electron và thể hiện trạng thái oxy hóa -2. Khi các electron được nhường hoặc rút về nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, trạng thái oxy hóa của lưu huỳnh có thể là +2, +4 và +6.
Khi lưu huỳnh cháy trong không khí hoặc trong oxy, lưu huỳnh oxit (IV) SO 2 và một phần lưu huỳnh oxit (VI) SO 3 được hình thành. Khi đun nóng, nó kết hợp trực tiếp với hydro, halogen (trừ iốt), phốt pho, than đá và tất cả các kim loại ngoại trừ vàng, bạch kim và iridium. Ví dụ:
S + H2 = H2S; 3S + 2P = P 2 S 3 ; S + CI 2 = SCI 2 ; 2S + C = CS 2 ; S + Fe = FeS
Như sau từ các ví dụ, trong các phản ứng với kim loại và một số phi kim, lưu huỳnh là chất oxy hóa và trong các phản ứng với các phi kim hoạt động mạnh hơn, như oxy, clo, nó là chất khử.
Liên quan đến axit và kiềm...
...

Các kết nối quan trọng nhất:

lưu huỳnh đioxit, SO 2 là chất khí nặng, không màu, có mùi hăng, rất dễ tan trong nước. Trong dung dịch SO 2 dễ bị oxy hóa.
Axit sunfuric, H 2 SO 3: axit dibasic, muối của nó gọi là sunfit. Axit sunfurơ và muối của nó có tính khử mạnh.
Lưu huỳnh trioxit, SO 3: chất lỏng không màu, hút ẩm rất mạnh tạo thành axit sunfuric. Có tính chất của oxit axit.
Axit sunfuric, H 2 SO 4: một axit dibasic rất mạnh, ngay cả khi pha loãng vừa phải, gần như phân ly hoàn toàn thành các ion. Axit sulfuric ít bay hơi và thay thế nhiều axit khác khỏi muối của chúng. Muối thu được được gọi là sunfat, hydrat kết tinh được gọi là vitriol. (ví dụ: đồng sunfat CuSO 4 * 5H 2 O, tạo thành tinh thể màu xanh lam).
Hydro sunfua, H 2 S: khí không màu, có mùi trứng thối, nhiệt độ sôi = - 61°C. Một trong những axit yếu nhất Muối - sunfua
...
...
...

Ứng dụng:

Lưu huỳnh được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nông nghiệp. Khoảng một nửa sản lượng của nó được sử dụng để sản xuất axit sulfuric. Lưu huỳnh được sử dụng để lưu hóa cao su. Ở dạng màu lưu huỳnh (bột mịn), lưu huỳnh được dùng để chữa bệnh cho vườn nho và cây bông. Nó được sử dụng để sản xuất thuốc súng, diêm và các hợp chất phát sáng. Trong y học, thuốc mỡ lưu huỳnh được bào chế để điều trị các bệnh ngoài da.

Myakisheva E.A.
Đại học bang HF Tyumen, 561 gr.

Nguồn:
1. Hóa học: Tài liệu tham khảo. Ed./V. Schröter. – M.: Hóa học, 1989.
2. G. Remy “Khóa học Hóa vô cơ” - M.: Hóa học, 1972.

Trong bài viết này, bạn sẽ tìm thấy thông tin về oxit lưu huỳnh là gì. Các tính chất vật lý và hóa học cơ bản của nó, các dạng hiện có, phương pháp điều chế và sự khác biệt với nhau sẽ được xem xét. Các ứng dụng và vai trò sinh học của oxit này ở các dạng khác nhau cũng sẽ được đề cập.

chất là gì

Oxit lưu huỳnh là hợp chất của các chất đơn giản, lưu huỳnh và oxy. Có ba dạng oxit lưu huỳnh, khác nhau về mức độ hóa trị S, đó là: SO (lưu huỳnh monoxit, lưu huỳnh monoxit), SO 2 (sulfur dioxide hoặc sulfur dioxide) và SO 3 (lưu huỳnh trioxide hoặc anhydrit). Tất cả các biến thể được liệt kê của oxit lưu huỳnh đều có đặc tính vật lý và hóa học tương tự nhau.

Thông tin chung về lưu huỳnh monoxit

Lưu huỳnh monoxit hóa trị hai, hay nói cách khác là lưu huỳnh monoxit, là một chất vô cơ bao gồm hai nguyên tố đơn giản - lưu huỳnh và oxy. Công thức - SO. Trong điều kiện bình thường, nó là một loại khí không màu, nhưng có mùi hăng và đặc trưng. Phản ứng với dung dịch nước. Một hợp chất khá hiếm trong bầu khí quyển của trái đất. Nó không bền với nhiệt độ và tồn tại ở dạng dimeric - S 2 O 2 . Đôi khi nó có khả năng tương tác với oxy để tạo thành sulfur dioxide sau phản ứng. Không tạo thành muối.

Ôxít lưu huỳnh (2) thường thu được bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc phân hủy anhydrit của nó:

  • 2S2+O2 = 2SO;
  • 2SO2 = 2SO+O2.

Chất tan trong nước. Kết quả là oxit lưu huỳnh tạo thành axit thiosulfuric:

  • S 2 O 2 + H 2 O = H 2 S 2 O 3 .

Dữ liệu chung về sulfur dioxide

Ôxít lưu huỳnh là một dạng ôxit lưu huỳnh khác có công thức hóa học SO 2. Nó có mùi đặc trưng khó chịu và không màu. Khi chịu áp lực, nó có thể bốc cháy ở nhiệt độ phòng. Khi hòa tan trong nước, nó tạo thành axit sunfuric không ổn định. Có thể hòa tan trong dung dịch ethanol và axit sulfuric. Nó là một thành phần của khí núi lửa.

Trong công nghiệp, nó thu được bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc nung sunfua của nó:

  • 2FeS 2 +5O 2 = 2FeO+4SO 2.

Trong các phòng thí nghiệm, theo quy định, SO 2 thu được bằng cách sử dụng sulfite và hydrosulfites, cho chúng tiếp xúc với axit mạnh, cũng như tiếp xúc với kim loại có hoạt tính thấp với H 2 SO 4 đậm đặc.

Giống như các oxit lưu huỳnh khác, SO2 là một oxit axit. Tương tác với chất kiềm, tạo thành các sunfit khác nhau, nó phản ứng với nước tạo ra axit sunfuric.

SO 2 cực kỳ hoạt động và điều này được thể hiện rõ ràng ở tính chất khử của nó, trong đó trạng thái oxy hóa của oxit lưu huỳnh tăng lên. Có thể thể hiện tính chất oxy hóa nếu tiếp xúc với chất khử mạnh. Đặc tính thứ hai được sử dụng để sản xuất axit hypophotpho hoặc để tách S khỏi khí trong lĩnh vực luyện kim.

Ôxít lưu huỳnh (4) được con người sử dụng rộng rãi để sản xuất axit sunfuric hoặc muối của nó - đây là lĩnh vực ứng dụng chính của nó. Nó cũng tham gia vào quá trình sản xuất rượu vang và hoạt động ở đó như một chất bảo quản (E220); đôi khi nó được sử dụng để ngâm các cửa hàng và kho rau vì nó tiêu diệt vi sinh vật. Những vật liệu không thể tẩy bằng clo sẽ được xử lý bằng oxit lưu huỳnh.

SO 2 là một hợp chất khá độc hại. Các triệu chứng đặc trưng cho thấy ngộ độc là ho, khó thở, thường ở dạng sổ mũi, khàn giọng, có mùi vị bất thường và đau họng. Hít phải loại khí này có thể gây ngạt thở, suy giảm khả năng nói của cá nhân, nôn mửa, khó nuốt và phù phổi cấp tính. Nồng độ tối đa cho phép của chất này tại khu vực làm việc là 10 mg/m3. Tuy nhiên, cơ thể của những người khác nhau có thể biểu hiện độ nhạy cảm khác nhau với sulfur dioxide.

Thông tin chung về anhydrit sunfuric

Khí lưu huỳnh, hay còn gọi là anhydrit sunfuric, là một oxit lưu huỳnh cao hơn có công thức hóa học SO 3. Chất lỏng có mùi ngột ngạt, dễ bay hơi trong điều kiện tiêu chuẩn. Nó có khả năng đông đặc, tạo thành hỗn hợp tinh thể từ những biến đổi rắn của nó, ở nhiệt độ 16,9 °C trở xuống.

Phân tích chi tiết oxit cao hơn

Khi SO 2 bị oxy hóa bởi không khí dưới tác dụng của nhiệt độ cao, điều kiện cần thiết là phải có mặt chất xúc tác, ví dụ V 2 O 5, Fe 2 O 3, NaVO 3 hoặc Pt.

Phân hủy nhiệt sunfat hoặc tương tác của ozone và SO 2:

  • Fe 2 (SO 4)3 = Fe 2 O 3 +3SO 3;
  • SO 2 + O 3 = SO 3 + O 2.

Oxy hóa SO 2 bằng NO 2:

  • SO2 +NO2 = SO3 +NO.

Các đặc tính chất lượng vật lý bao gồm: sự hiện diện ở trạng thái khí của cấu trúc phẳng, loại lượng giác và đối xứng D 3 h; trong quá trình chuyển từ khí sang tinh thể hoặc chất lỏng, nó tạo thành một chất cắt có tính chất tuần hoàn và chuỗi ngoằn ngoèo, và có một liên kết cộng hóa trị có cực.

Ở dạng rắn, SO 3 xuất hiện ở dạng alpha, beta, gamma và sigma, và do đó nó có điểm nóng chảy, mức độ trùng hợp khác nhau và nhiều dạng tinh thể khác nhau. Sự tồn tại của số loại SO 3 như vậy là do sự hình thành liên kết loại cho-chấp.

Các tính chất của anhydrit lưu huỳnh bao gồm nhiều phẩm chất của nó, những phẩm chất chính là:

Khả năng tương tác với bazơ và oxit:

  • 2KHO+SO 3 = K 2 SO 4 +H 2 O;
  • CaO+SO 3 = CaSO 4.

Oxit lưu huỳnh cao hơn SO3 có hoạt tính khá cao và tạo ra axit sulfuric khi tương tác với nước:

  • SO 3 + H 2 O = H2SO 4.

Nó phản ứng với hydro clorua và tạo thành axit clorosunfat:

  • SO 3 +HCl = HSO 3 Cl.

Ôxít lưu huỳnh được đặc trưng bởi sự biểu hiện của tính chất oxy hóa mạnh.

Anhydrit sunfuric được sử dụng để tạo ra axit sunfuric. Một lượng nhỏ nó được thải ra môi trường trong quá trình sử dụng bom lưu huỳnh. SO 3, tạo thành axit sulfuric sau khi tương tác với bề mặt ẩm ướt, tiêu diệt nhiều loại sinh vật nguy hiểm, chẳng hạn như nấm.

Tổng hợp

Ôxít lưu huỳnh có thể ở các trạng thái kết tụ khác nhau, từ dạng lỏng đến dạng rắn. Nó rất hiếm trong tự nhiên, nhưng có khá nhiều cách để có được nó trong công nghiệp cũng như những lĩnh vực có thể sử dụng nó. Bản thân oxit có ba dạng trong đó nó thể hiện các mức độ hóa trị khác nhau. Có thể có độc tính cao và gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.