Μονοξείδιο του θείου

Το μονοξείδιο του θείου ή οξειδόθειο (αγγλικά: sulfur monoxide ή oxidosulfur) είναι ανόργανη δυαδική χημική ένωση, που περιέχει θείο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο SO. Αποτελεί το απλούστερο οξείδιο χαλκογόνου. Επειδή είναι θερμοδυναμικά ασταθές,υπάρχει μόνο ως αραιό αέριο, με έντονη και δυσάρεστη οσμή. Αντιδρά με το νερό (ακόμη και με τη μορφή της υγρασίας). Αν επιχειρηθεί να πυκνωθεί ή να συμπυκνωθεί, τότε διμερίζεται σε διοξείδιο του διθείου (S2O2). Ακόμη, αντιδρά πολύ έντονα με το οξυγόνο, σχηματίζοντας διοξείδιο του θείου (SO2).

Φυσική παρουσία 
Έχει ανιχνευθεί η παρουσία του στο διάστημα, αλλά σπανίως βρίσκεται με φυσικό τρόπο στη Γη, ακριβώς εξαιτίας της τάσης του να διμερίζεται σε αυξημένες συγκεντρώσεις ή και να οξειδώνεται σε διοξείδιο του θείου, αν βρει από κάπου το πρόσθετο οξυγόνο.

Αστροχημεία 
Το μονοξείδιο του θείου έχει ανιχνευθεί γύρω από την Ιώ, στην ατμόσφαιρά της και στο δακτύλιο πλάσματος. Ανιχνεύθηκε επίσης στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, στον Κομήτη Χέιλ-Μποπ και στο διαστρικό διάστημα.

Στην Ιώ πιστεύεται ότι παράγεται τόσο με ηφαιστειακές όσο και με φωτοχημικές παραγωγικές οδούς.  Οι κύριες φωτοχημικές αντιδράσεις προτάθηκαν ως ακολούθως:Μονοξείδιο του θείου έχει βρεθεί στο μεγαλύτερο γνωστό άστρο, το NML του κύκνου.

Βιοχημεία 
Το μονοξείδιο του θείου μπορεί να έχει κάποια βιολογική δράση, στο σχηματισμό προσωρινού SO σε χοιρινή στεφανιαία αρτηρία που έχει συναχθεί από τα προϊόντα της αντίδρασης θειοκαρβονύλιου με διοξείδιο του θείου.

Μοριακή δομή 

Το μονοξείδιο του θείου βρίσκεται σε τριπλή βασική κατάσταση, παρόμοια με το διοξυγόνο τριπλής κατάστασης, δηλαδή κάθε μόριό του περιέχει δυο μονήρη ηλεκτρόνια. Το μήκος δεσμού S-Ο είναι 148,1 pm, παρόμοιο με το αντίστοιχο σε κατώτερα οξείδια του θείου (για παράδειγμα στο S8O, το μήκος δεσμού S-Ο είναι 148 pm), αλλά μακρύτερο από τα αντίστοιχα του αέριου υποξείδιου του θείου (S2O), με μήκος δεσμού S-Ο 146 pm,  του διοξείδιου του θείου (SO2), με μήκος δεσμού 143,1 pm, και του τριοξείδιου του θείου (SO3), με μήκος δεσμού 142 pm. Το μόριο του μονοξειδίου του θείου μπορεί να διεγερθεί με χρήση ακτινοβολίας εγγύς υπερύθρου σε μονή κατάσταση, στην οποία κάθε μόριό του δεν περιέχει μονήρη ηλεκτρόνια, αλλά στη θέση τους περιέχει ένα επιπλέον μονήρες ζεύγος ηλεκτρονίων. Αυτή η μονή κατάσταση πιστεύεται ότι είναι πιο δραστική από την τριπλή, όπως η μονή κατάσταση του διοξυγόνου είναι πιο δραστική από την τριπλή.

Παραγωγή και παρουσίαση 

Το μονοξείδιο του θείου μπορεί να σχηματιστεί με αντίδραση ανάμεσα σε (στοιχειακό) θείο και διοξείδιο του θείου, με τη χρήση ηλεκτρικής εκκένωσης:Είναι ακόμη δυνατή η παρουσίασή τιου με ολική σύνθεση, δηλαδή με την καύση θείου με καθαρό οξυγόνο υπό μειωμένη πίεσηΗ παραγωγή του μονοξειδίου του θείου, που χρησιμοποιείται συνήθως ως αντιδραστήριο για οργανικές συνθέσεις, επικεντρώνεται στη χρήση ενώσεων που (περιέχουν) και αποβάλλουν την ομάδα -SO. Τέτοια παραδείγματα συμπεριλαμβάνουν το σχετικά απλό παράδειγμα της αποσύνθεσης 1-θειιρανόνης, αλλά και κάποια πιο πολύπλοκα, όπως η αποσύνθεση οξειδοτρισουλφιδίων, όπως η ένωση C10H6S3O:

Παραγωγή κάτω από ακραίες συνθήκες 

Στο εργαστήριο, το μονοξείδιο του θείου μπορεί να παραχθεί με επίδραση διοξειδίου του θείου, μαζί με ατμούς (στοιχειακού) θείου, σε εκκένωση λάμψης. Έχει ανιχνευθεί σε απλή φυσαλίδα με ηχοφωταύγεια σε πυκνό θειικό οξύ που περιέχει σε διάλυση ευγενές αέριο.

Χημική συμπεριφορά 
Το μονοξείδιο του θείου είναι θερμοδυναμικά ασταθές, μετατρεπόμενο τελικά σε S2O2.:Το μονοξείδιο του θείου είναι άχρωμο πτητικό αέριο, (σχετικά) σταθερό μόνο υπό χαμηλές πιέσεις (<0,9869 matm). Υπό υψηλότερες πιέσεις ή όταν αυμπυκνωθεί με υγρό αέρα, σχηματίζονται πορτοκαλέρυθρα προς κερασέρυθρα προϊόντα, που (τελικά) δυσαναλοντοποιούνται σε κίτρινα πολυθειούχα οξέιδια, όταν εξουδετερωθούν (τα αρχικά προϊόντα) μετά από θέρμανση με διοξείδιο του θείου:Το μονοξείδιο του θείου μπορεί να δώσει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης με αλκένια, αλκίνια και αλκαδιένια, σχηματίζοντας οξυγονούχα παράγωγα του θειιράνιου.

Το μονοξείδιο του θείου (σε μονομερή ή διμερή μορφή) αντιδρά με το νερό, σχηματίζοντας θειοθειικό οξύ (H2S2O3):

Συναρμοτής σε μεταβατικά μέταλλα 
Το  μονοξείδιο του θείου μπορεί να συναρμοστεί με διαφορετικούς τρόπους:
 Ως τερματικός συναρμοτής, με μια γωνιακή διευθέτηση M-S-O, ανάλογη με το γωνιακό νιτροζύλιο (M-N-O).
 Γεφυρώνοντας δύο (2) ή τρία (3) μεταλλικά κέντρα ανά άτομο θείου, όπως στην ένωση Fe3S(SO)(CO)9.

Εφαρμογές 
Ένας ανιχνευτής χημειοφωταύγειας για θείο έχει αναφέρει ότι βασίζεται στις αντιδράσεις:Όπου SO2* διεγερμένο διοξείδιο του θείου.

Ασφάλεια 
Επειδἠ το μονοξείδιο του θείου έχει σπάνει παρουσία στην ατμόσφαιρά μας και είναι φτωχή η σταθερότητά του, είναι δύσκολος ο πλήρης καθορισμός των προβλημάτων που προκαλεί. Αλλά όταν συμπιεστεί ή και συμπυκνωθεί σχηματίζει διοξείδιο του διθείου, που είναι σχετικά τοξικό και διαβρωτικό. Ακόμη, η ένωση αυτή (μονομερής ή διμερής αδιάφορο) είναι πολύ εύφλεκτη. (με ευφλεκτότητα παρόμοια με την αντίστοιχη του μεθανίου, CH4). Εξάλλου, όταν καίγεται  (μονομερές ή διμερές μονοξείδιο του θείου) παράγεται διοξείδιο του θείου, που είναι ένα δηλητηριώδες αέριο.

Διοξείδιο του διθείου 

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το μονοξείδιο του θείου διμερίζεται συχνά σε διοξείδιο του διθείου. Το μόριο του τελευταίου είναι επίπεδο, με συμμετρία C2v. Στο διοξείδο του διθείου το μήκος δεσμού S-Ο είναι 145,8 pm, δηλαδή βραχύτερο του αντίστοιχου του μονομερούς (148,1 pm), ενώ το μήκος του δεσμού S-S είναι 202,45 pm. Η δεσμική γωνία OSS είναι 112,7°. Το διοξείδο του διθείου έχει διπολική ροπή 3,17 D.

Παρατηρήσεις και αναφορές 

Οξείδια του θείου
Ασταθείς ενώσεις