硫化物

硫化物（イギリス英語ではsulphideとも表記）^{[ 2 ]}は、化学式S2−で表さ^れる硫黄の無機陰イオン、または1つ以上のS2−イオンを含む化合物^です。硫化物塩の溶液は腐食性があります。硫化物には、硫化鉛やジメチルスルフィドなどの無機化合物や有機化合物の大きなグループも含まれます。硫化水素（H2S _）と二硫化水素（HS− ^）は、硫化物の共役酸です。

_{硫化物イオンはNa₂S}の水性アルカリ溶液中には存在しない。[ ^{3 ] [ 4 ]代わり} に硫化物は硫化水素に変化する。

S ²⁻ + H ₂ O → SH ⁻ + OH ⁻

酸で処理すると、硫化物塩は硫化水素に変化する。

S ²⁻ + H ⁺ → SH ⁻

SH ⁻ + H ⁺ → H ₂ S

硫化物の酸化は複雑なプロセスである。条件によっては、酸化によって単体硫黄、多硫化物、ポリチオン酸塩、亜硫酸塩、または硫酸塩が生成される。金属硫化物はハロゲンと反応し、硫黄と金属塩を生成する。

8  MgS + 8  I ₂ → S ₈ + 8  MgI ₂

遷移金属カチオンの水溶液は、硫化物源（H₂S、NaHS、Na₂S）と反応して_固体の_硫化物を沈殿させる。このような無機硫化物は通常、水への溶解度が非常に低く、多くは同じ組成の鉱物と関連している（下記参照）。有名な例としては、鮮やかな黄色のCdS、すなわち「カドミウムイエロー」がある。スターリングシルバーに形成される黒い変色はAg₂Sである_。このような物質は塩と呼ばれることもある。実際、遷移金属硫化物の結合は高度に共有結合的であり、これが半導体特性を生み出し、ひいては濃い色と関連している。いくつかの物質は、顔料、太陽電池、触媒として実用的な用途がある。アスペルギルス・ニガー菌は、重金属硫化物の溶解に役割を果たしている。^{[ 5 ]}

重要な金属鉱石の多くは硫化物です。^{[ 6 ]}代表的な例としては、輝銀鉱（硫化銀）、辰砂（硫化水銀）、 方鉛鉱（硫化鉛）、輝水鉛鉱（硫化モリブデン）、ペントランダイト（硫化ニッケル）、鶏冠石（硫化ヒ素）、輝安鉱（硫化アンチモン）、閃亜鉛鉱（硫化亜鉛）、黄鉄鉱（二硫化鉄）、黄銅鉱（硫化鉄銅）などがあります。これらの硫化物鉱物は、形成時に周囲の環境の情報（同位体など）を記録しています。科学者はこれらの鉱物を使って、深海や地球の過去の環境を研究しています。^{[ 7 ]}

溶解した遊離硫化物（H₂S _、 HS⁻ ^、 S²⁻ ^）は、鋼、ステンレス鋼、銅など多くの金属の腐食に対して非常に攻撃的な物質です。水溶液中に存在する硫化物は、鋼の応力腐食割れ（SCC）の原因となり、硫化物応力割れとも呼ばれます。硫化物を扱う多くの産業施設、例えば硫化物鉱石工場、深層油井、硫化油を輸送するパイプライン、クラフト紙工場などでは、腐食が大きな懸念事項となっています。

微生物誘発腐食（MIC）または生物起源硫化物腐食は、硫酸還元細菌が生成する硫化物が空気中に放出され、硫黄酸化細菌によって硫酸中で酸化されることによって引き起こされます。生物起源の硫酸は下水物質と反応し、一般的には質量損失、下水管のひび割れ、そして最終的には構造崩壊を引き起こします。このような劣化は世界中の下水システムに影響を与える主要なプロセスであり、非常に高額な修復費用につながります。

硫化物の酸化によってチオ硫酸塩（S）も生成される。₂ O ²⁻ ₃ ) は、鋼やステンレス鋼の孔食の深刻な問題を引き起こす中間種であり、酸化が進むと硫酸が生成されて媒体が酸性化されます。

有機化学では、スルフィドは通常C–S–C結合を指しますが、チオエーテルという用語の方が曖昧さが少ないです。例えば、チオエーテルであるジメチルスルフィドは_CH₃ –S–CH₃_です。ポリフェニレンスルフィド（下記参照）の実験式はC₆H₄Sです。_{スルフィドという}用語は、–SH官能基を含む分子を指す場合もあります。例えば、メチルスルフィドはCH₃ _– SHを意味することがあります。このようなSHを含む化合物の好ましい表記はチオールまたはメルカプタン、すなわちメタンチオールまたはメチルメルカプタンです。

「ジスルフィド」という用語の意味が異なるため、混乱が生じます。二硫化モリブデン（MoS₂ _{）は、形式的に+4の}酸化状態（つまり、Mo⁴⁺^と2つのS²⁻ ^）にあるモリブデンと結合した、分離した硫化物中心から構成されます。一方、二硫化鉄（黄鉄鉱、FeS₂）は、形式的に+2の酸化状態（二価鉄イオン：Fe²⁺）にある二価鉄と結合した^S²⁻²、または−S _– S−ジアニオンから構成されます^。ジメチルジスルフィド_はCH₃ ^– S ^– S _– CH₃という_化学結合を持ちますが、二硫化炭素はS–S結合を持たず、S=C=S（ _CO₂の線状分子類似体）です。硫黄化学や生化学では、ジスルフィドという用語は、過酸化物–O–O–結合の硫黄類似体を指すことが一般的です。ジスルフィド結合（–S–S–）は、タンパク質の立体構造や酵素の触媒活性において重要な役割を果たしている。

硫化物化合物はいくつかの異なる方法で調製できます: ^{[ 8 ]}

1. 要素の直接的な組み合わせ：

   例：Fe _{( s )} + S _{( s )} → FeS _{( s )}

2. 硫酸塩の還元：

   例：MgSO₄ _{( s )} + 4C _{( s )} → MgS _{( s )} + 4CO _{( g )}

3. 不溶性硫化物の沈殿：

   例：M ²⁺ + H ₂ S _{( g )} → MS _{( s )} + 2H ⁺ _{( aq )}

多くの金属硫化物は水に溶けにくいため、毒性はそれほど高くないと考えられます。しかし、一部の金属硫化物は、胃酸などの強い鉱酸にさらされると、有毒な硫化水素を放出します。

有機硫化物は非常に燃えやすい。硫化物が燃焼すると、二酸化硫黄（SO₂ _）ガスが発生する。

硫化水素、その塩類の一部、そしてほとんどすべての有機硫化物は、強烈で腐敗臭を放つ。腐敗したバイオマスはこれらの物質を放出する。

有効なIUPAC名であるスルファネジイドとスルフィド(2−)の系統名は、それぞれ置換命名法と付加命名法に従って決定されます。スルフィドという名称は、結合の性質を考慮しない組成IUPAC命名法でも使用されます。そのような命名の例としては、硫化物イオンを含まない二硫化セレンや硫化チタンなどがあります。

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