Lưu huỳnh Bột

Ở nhiệt độ phòng, lưu huỳnh là một chất rắn xốp màu vàng nhạt. Mặc dù lưu huỳnh không được ưa thích do mùi của nó - thường xuyên bị so sánh với mùi trứng ung - mùi này thực ra là đặc trưng của sunphua hidro (H₂S); còn lưu huỳnh đơn chất không có mùi. Nó cháy với ngọn lửa màu xanh lam và tỏa ra dioxit luu huynh, với mùi ngột ngạt dị thường. Lưu huỳnh không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong disunphua cacbon và các dung môi không phân cực khác. Các trạng thái oxihoa phổ biến của nó là -2, -1(pirit sắt...), +2, +4 và +6. Lưu huỳnh tạo thành các hợp chất ổn định với gần như mọi nguyên tố, ngoại trừ các khi trơ.

Lưu huỳnh trong trạng thái rắn thông thường tồn tại như là các phân tử vòng dạng vòng hoa S₈. Lưu huỳnh có nhiều thù hình bên cạnh S₈. Loại một nguyên tử từ vòng sẽ là S₇, đây là nguyên nhân cho màu vàng đặc trưng của lưu huỳnh. Nhiều vòng khác cũng được điều chế ra, bao gồm S₁₂ và S₁₈. Trái lại, nguyên tố oxy cùng phân nhóm nhưng nhẹ hơn về cơ bản chỉ tồn tại trong hai dạng cơ bản có ý nghĩa hóa học là: O₂ và O₃. Selen, nguyên tố nặng hơn cùng phân nhóm với lưu huỳnh có thể tạo ra các vòng nhưng thông thường nó nằm trong chuỗi Polyme.

 

Phân tử lưu huỳnh, S₈

Tinh thể lưu huỳnh rất phức tạp. Phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể, các thu hình của lưu huỳnh tạo thành vài cấu trúc tinh thể khác nhau, với các dạng hình thoi và xiên đơn S₈ là các dạng được nghiên cứu kỹ nhất.

Một tính chất đáng chú ý là độ nhớt của lưu huỳnh nóng chảy, không giống như phần lớn các chất lỏng khác, tăng lên theo nhiệt độ do sự hình thành các chuỗi polyme. Tuy nhiên, sau khi đã đạt được một khoảng nhiệt độ nhất định thì độ nhớt lại bị giảm do đã đủ năng lượng để phá vỡ chuỗi polyme.

Lưu huỳnh vô định hình hay "dẻo" có thể được tạo ra khi làm nguội nhanh lưu huỳnh nóng chảy. Các nghiên cứu tinh thể bằng tia X chỉ ra rằng dạng vô định hình có thể có cấu trúc xoắn ốc với 8 nguyên tử trên một vòng. Dạng này là ổn đinh động ở nhiệt độ phòng và dần dần chuyển ngược thành dạng kết tinh. Tiến trình này diễn ra trong vòng vài giờ hay vài ngày nhưng có thể tăng tốc nhờ xúc tác