Rikki onalkuaine, jonkakemiallinen merkki onS[1] (lat. sulfur, sulphur),järjestysluku 16 jaIUPACin standardin mukainenatomimassa on [32,509;32,076]amu[2]. Se on yleinen, mauton ja hajuton, väriltäänkeltainenepämetalli. Luonnossa rikkiä esiintyy sekä vapaanaalkuaineena että erilaisinayhdisteinä. Vapaana alkuaineena rikkiä on tuliperäisten alueiden maaperässä. Toimivastatulivuoresta purkautuu mm. rikkiä ja rikin yhdisteitäilmakehään ja maan pinnalle. Suurin osa rikistä on kuitenkin luonnossa erilaisina yhdisteinä. Nämä ovat pääasiassa rikin jametallin yhdisteitä. Rikkiä saadaan metallinjalostuksen sivutuotteena, kun metalleja erotetaan näistä yhdisteistä. Rikki on tunnettu jo antiikin aikana. Siitä on käytetty suomen kielessä myös vanhahtavaa nimeätulikivi, sillä se syttyy helpostipalamaan, jolloin syntyy pistävän hajuista, ”tulikivenkatkuista”rikkidioksidia, SO2.
Vapaana alkuaineena esiintyvän rikin atomit muodostavat ketjuja tai renkaita, joissa kahden atomin välisen sidoksen pituus on keskimäärin 206 pm. Rikillä on kuitenkin useitaallotrooppisia muotoja. Tärkeimmät ovatrombinen eli α-rikki jamonokliininen eli β-rikki. Molemmat koostuvat kahdeksan atomin muodostamista rengasmaisista molekyyleistä S8 (ns.syklo-oktarikki). Renkaiden välillä vaikuttavatvan der Waalsin voimat. Yksittäisen renkaan rakenne S8 on α- ja β-muodoissa sama, mutta niillä on erikiderakenne.[3] S8 kiteytyyortorombisessa (α-rikki, 2,07 g/cm3) jamonokliinisessa (β-rikki, 1,94 g/cm3) muodossa.[4] Tiheysero johtuu pakkautumisesta.
Tavallisissa lämpötiloissa rikin pysyvin muoto on ortorombinen α-rikki S8 (tavallinen keltainen rikki). Se muuntuu kuumennettaessa 368 K (95 °C) monokliiniseen β-muotoon, josta se edelleen huoneenlämmössä muuttuu takaisin α-muotoon muutamassa viikossa. Mikäli α-rikkiä kuitenkin kuumennetaan nopeasti, se voidaan sulattaa ilman muuntumista β-muotoon, mutta tällöin sen sulamispiste, 119 °C, on korkeampi kuin α-rikin (112,8 °C).[3]
Muita tunnettuja renkaita ovat S6, S10, S11, S12, S18 ja S20. Suurin tiheys (2,2 g/cm3) ontuolikonformaatioon kiteytyvällä muodolla S6.[4]
Sulaa rikkiä kuumennettaessa se tummenee, ja yli 200 °C:n lämpötilassa se muuttuu mustaksi. Samalla molekyylin rengasrakenne pilkkoutuu ketjuksi. Höyrystyneenä rikki esiintyy S6-, S4- ja lopulta S2 -molekyylenä.
Jos sulaa, ketjumaiseen muotoon muuttunutta rikkiä nopeasti jäähdytetään, se jähmettyyamorfiseksi eli δ-rikiksi, jota sanotaan myösplastiseksi rikiksi. Se koostuu eripituisista ketjumaisista molekyyleistä.[3]
Rikinkatena- eli ketjurakenne S∞ on kierteeltään oikea- tai vasenkätinen.[4]Polykatenarikki sisältää ketju- ja rengasrakenteita. Huoneenlämmössä 298 K ne muuntuvat lopulta ortorombiseen muotoon.
Mikään rikin allotrooppisista muodoista ei liukene veteen. Sen sijaan rikki liukenee eräisiin orgaanisiin liuottimiin, muun muassaalkoholiin sekä, amorfista rikkiä lukuun ottamatta, myöshiilidisulfidiin.[3]
Rikillä on 23isotooppia, joista neljä on pysyviä. Pysyvät isotoopit ovat32S,33S,34S ja36S. Luonnossa esiintyvästä rikistä 94,99 % on isotooppia32S, 0,75 % isotooppia33S, 4,25 % isotooppia34S ja 0,01 % isotooppia36S. Muut isotoopit ovatradioaktiivisia. Pitkäikäisimmät isotoopit ovat35S, jonka puoliintumisaika on 87,37 päivää, ja38S, jonka puoliintumisaika on 170,3 minuuttia. Muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle 6 minuuttia.[5]
Rikki on tärkeä alkuaine kaikille eliöille, joissa sitä tarvitaankysteiini- jametioniini-aminohapoissaproteiinien osana. Kyseisten aminohappojen väliset sidokset,rikkisillat, mahdollistavat proteiinien sekundaarirakenteen muodostumisen. Myöselektroninsiirtoketjuissa esiintyy rauta-rikki-komplekseja. Kasvi ottaa rikin maasta sulfaatti-ioneina (SO42−). Rikkiä on maassa yleensä riittävästi kasvin tarpeisiin, mutta lannoitteet kuitenkin sisältävät rikkiä, sillä hivenaineet ovat lannoitteissa sulfaatteina eli rikin yhdisteinä. Rikin puute näkyy kasvissa etenkin nuorten lehtien kellastumisena.
Teollisuudessa rikkiä käytetään esimerkiksilannoitteisiin, mustaanruutiin,laksatiiveihin,tulitikkuihin, hyönteis- ja sienimyrkkyihin jarikkihapon, yleisimmän rikkiyhdisteen, valmistukseen.Kumin raaka-aineeseen,kautsuun, lisätään rikkiä. Tätä kumin valmistusprosessia kutsutaanvulkanoinniksi. Tällöin saadaan kumia, joka kestää hyvin sekä kylmää että kuumaa. Monetlääkkeet, esimerkiksipenisilliini, sisältävät rikkiä. Myös nopeasti kuivuvissaliimoissa on rikkiä.
Ennen vuotta 1900 maailman rikin tuotannosta saatiin noin 90 %Sisiliasta mutta vuosisadan vaihteen jälkeen rikintuotannon painopiste kääntyiYhdysvaltoihin. VarsinkinLouisianan jaTeksasin rajamailla rikkiä voi esiintyä paksuina melkein puhtaina kerrostumina ei vulkaanisissa maakerrostumissa.[6]
Rikkiä sitoutuu merenpohjan sedimentteihin ja muuhun kiviainekseen. Esimerkiksisulfidimineraalit, kutenrikkikiisu, sisältävät rikkiä. Rikkiä vapautuu kiviaineksesta tulivuoren purkauksissa ilmakehään, sekä merenalaisten purkausten jarapautumisen myötä vesiin. Eliöt käyttävät rikkiä erilaisiin fysiologisiin tarpeisiinsa ja synnyttävät uusia rikkiyhdisteitä. Esimerkiksi eräät bakteerit käyttävät rikkiähapettimenamädätyksessä, jolloin syntyy mädänneen kananmunan hajuiseksi miellettyärikkivetyä. Myös ihmisen toimet, kutenöljynjalostus, synnyttävät rikkivetyä. Rikkivety onkaasu, joka päätyy ilmakehään. Yleisin ilmakehän rikkiyhdiste on kuitenkindimetyylisulfidi[7], joka on suurelta osin mertenplanktonin tuottamaa. Ilmakehässä esiintyy myös yleisenä luonnollisena rikkiyhdisteenäkarbonyylisulfidi (COS). Myösfossiilisten polttoaineiden käyttö vapauttaa rikkiyhdisteitä ilmakehään, etenkinrikkidioksidia. Rikkidioksidipäästöt jarruttavat merkittävästi ilmaston lämpenemistä, sillä rikkidioksidi muuntuu yläilmakehässä auringonvaloa heijastaviksi rikkihappohiukkasiksi[8].Ilmakehästä rikki palaa takaisin maahan ja vesiin, ja koska esimerkiksi rikkidioksidi reagoi sadeveden kanssa muodostaenhappoja, rikin runsas esiintyminen ilmakehässä aiheuttaa maa- ja vesiluonnolle haitallistahappamoitumista.
Rikin latinankielinen nimisulphur on todennäköisesti johdettu palamista tarkoittavasta sanasta.[9] Suomen kirjakielessä sanarikki esiintyi alkuaineen nimenä ensi kerranKristfrid Gananderin sanakirjassa vuonna 1787, sitä ennen käytettiin vanhempaa sanaatulikivi. Sanan alkuperää ei tunneta, mutta sillä on lähisukukielissä vastineita, joista osa tarkoittaa myös rähmää tai vaikkua. Nimi saattaa siis tulla aineen keltaisesta väristä.[10]
Eräissä rikin yhdisteissä, esimerkiksitiofosgeeni taitiolit, esiintyy etuliite tio-, joka tulee kreikankielen rikkiä tarkoittavasta sanasta θεῖον ("thion").[11]
↑Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC.Artikkelin verkkoversio. Viitattu 15.6.2011. (englanniksi)
