Trisoufre

Le trisoufre a de nombreuses propriétés similaires à l'ozone O₃ dont sa structure coudée selon la théorie VSEPR. Les liaisons entre les atomes de soufre ne sont pas réellement doubles (car ceci nécessiterait deux électrons en moins) et il est préférable d'envisager la molécule comme en résonance entre deux états dans lesquels un des deux atomes terminaux a une charge formelle négative et l'atome central une charge formelle positive. La distance interatomique dans le trisoufre est de 191,70 ± 0,01 pm (1,9170 ± 0,0001 Å)[4] et un angle de 117,36°±0,006°[5].

La forme cyclique de S₃, où les atomes forment un triangle équilatéral à trois liaisons, devrait avoir une énergie inférieure à celle de la structure coudée[6].

Au-dessus de 1 200 °C, S₃ est la deuxième forme allotropique de soufre la plus abondante (après S₂).

Dans le soufre liquide, le trisoufre est peu abondant jusqu'à température élevée soit environ 500 °C. Néanmoins, il contribue fortement à sa réactivité.

S₃ peut être produit par photolyse de S₃Cl₂ intégré dans un verre ou une matrice d'un gaz rare sous forme solide.
Il est sinon présent naturellement dans les émissions volcaniques et semblerait apparaître en équilibre avec S₂ et S₄ dans l'atmosphère de Vénus sur une épaisseur de 20 à 30 km[7]. La couleur rougeâtre de cette dernière à basses hauteurs serait peut être d'ailleurs liée à cette présence de S₃[8].

Photo de Lazurite (contenant S₃⁻).

L'anion S₃⁻ bleu intense, parfois trouvé sous le nom d'ion thiozonure dans les publications scientifiques par analogie avec l'ion ozonure de formule chimique O₃⁻, est présent dans la roche métamorphique lapis-lazuli et le minéral lazurite (dont le pigment azurite provient).
En peinture, la couleur bleue dite parfois « profonde » dont le vrai nom est l'International Klein Blue qui fut créée à la demande du français Yves Klein contient également l'anion S₃⁻[9].

La réalisation du spectre UV-Visible de l'anion S₃⁻ révèle un maximum d'absorption entre 610 nm et 620 nm soit vers 2,017 eV[3]. Ce résultat est cohérent avec la couleur bleue de cet anion, couleur complémentaire du rouge-orange.
Une caractérisation de S^-
₃ par spectroscopie infrarouge et Raman montre des absorptions maximales à 580 cm⁻¹ (IR) et 523 cm⁻¹ (Raman). D'autres bandes caractéristiques sont toutefois aussi présentes sur le spectre de Raman à 549 cm⁻¹ pour les élongations symétriques (Stretching), 585 cm⁻¹ pour celles asymétriques et 259 cm⁻¹ pour les déformations ẟ (Bending)[10].

L'anion S₃⁻ est stable en solution aqueuse sous une pression de 0,5 gigapascal, soit de 5 000 bars.

Il se peut qu'il soit produit de manière naturelle en profondeur dans la croûte terrestre aux niveaux des zones de subduction et de métamorphisme sous haute pression[11].
En synthèse, la réaction d'hexasoufre de lithium solvaté par de la putrescine avec un solvant donneur comme l'acétone permet de former du S₃⁻[12].
Une autre méthode pour obtenir cet anion est la réduction de soufre gazeux par du Zn²⁺.
Enfin, dissoudre des polysulfures dans de l'hexaméthylphosphoramide ou encore faire réagir du soufre avec un oxyde de magnésium un peu humide permet la production de l'anion S^-
₃[13].

L'anion trisulfure, S₃²⁻, fait partie de la famille des polysulfures. Selon la théorie VSEPR, il a, tout comme le trisoufre S₃, une structure coudée avec cependant un angle de 107,53°. Les liaisons entre les atomes de soufre sont simples[3].
On le trouve généralement associé à d'autres éléments comme au strontium Sr dans la molécule SrS₃.