H2Sは硫化水素という化合物の化学式です。 硫化水素は、1個の硫黄原子に2個の水素原子が結合した共有結合性化合物です。 硫化水素は水(H20)と同様に、水素と16族元素（酸素、硫黄、セレン、テルル）からなる水素カルコゲニドという化合物であり、硫化水素は水(H20)と同様に、水素と16族元素からなるカルコゲニドである。 硫化水素は、非極性のH-S結合を持つため、非極性である。 水素と硫黄のEN差は0.4であり、水素と硫黄は非極性結合を形成する。 硫化水素は非対称な分子構造をとっているが、極性結合がないため分子全体が非極性である。
硫化水素は硫化生成生物の嫌気性呼吸の生成物として最もよく見られる。 例えば、酸素のない環境で活動するいくつかの細菌は、細胞呼吸の際に硫酸イオン（SO4-）を終末電子受容体として使用し、これをH2Sに還元する。 つまり、硫化生成生物は硫黄を吸って硫化水素を吐いているのである。 逆に好気性生物では、呼吸の際に酸素分子（O2）が終末電子受容体として働き、H2Oに還元される。 また、火山や天然ガス層のプロセスの産物でもあります。
硫化水素は、卵が腐ったと表現される刺激臭として知られています。 可燃性で、熱と酸素と反応して、二酸化硫黄 (SO2) と水を生成します。 硫化水素は多量に発生すると人体に有毒で、その毒性は一酸化炭素（CO）に匹敵します。 吸入すると、硫化水素はミトコンドリアの酵素と結合し、細胞呼吸を妨げる。
Polarity In A Nutshell
本来、化学における極性とは、分子内の電子がどれだけ均一に分布しているかを示す尺度である。 2 つの原子が共有結合を形成するとき、それらは価電子を共有することによって行われます。 各元素には、電子をどれだけ強く引きつけるかを示す電気陰性度があります。 電気陰性度が大きく異なる2つの元素が共有結合を形成する場合、電気陰性度の高い元素は、電気陰性度の低い元素よりも共有する電子を強く引っ張ることになります。 その結果、共有電子はより電気陰性な元素に引き寄せられる。
分子内の電荷の不均等な変位は、より電気陰性な元素に部分的に負の電荷を、より電気陰性でない元素に部分的に正の電荷を与えることになる。 これが分子が極性であることの意味であり、電子の不均一な空間分布のために、その構造全体に部分的に帯電した双極子を持つ。
2つの原子が極性または非極性結合を形成するかどうかは、それらの元素のそれぞれの電気陰性度に依存している。 2つの元素の電気陰性度の差が0.5から2である場合、その結合は一般に極性結合とみなされる。 この差が0.5未満の場合、機能的に非極性とみなされます。 その差が2より大きい場合、その結合は完全に極性を持ち、イオン結合と呼ばれるのが適切である。 水素のEN値は2.1、酸素のEN値は3.5です。この2つの値の差は1.4なので、H-O結合は極性を持ち、酸素に一部負の電荷があると考えられます。
The Polarity Of Hydrogen Sulfide
前回の極性について学んだことを応用し、硫化水素は極性化合物であるか調べてみることが出来ます。 水素のEN値は2.1、硫黄のEN値は2.5で、この2つの値の差は0.5以下なので、H-S結合は無極性に分類される。 硫化水素はすべて非極性のH-S結合で構成されているので、分子全体が非極性です。
厳密に言えば、H-S結合は完全な非極性ではありません。 硫黄は水素よりわずかに電気陰性なので、共有電子をわずかに強く引っ張る。 しかし、この極性は非常に弱く、実用的には、非常に弱い極性の結合は、まったく極性がないものとして扱うのが便利です。 つまり、H-S結合は技術的には少し極性があるのですが、ほとんどの場合、非極性であるかのように扱っても大丈夫なのです。 本当に無極性の結合は、EN値が同一の原子間（二原子分子のようなもの）で形成されるだけです。硫化水素のごくわずかな極性は小さなスケールで大きな影響を与えるので、特定の状況ではH-S結合を極性として扱うことが適切でしょう。
Hydrogen Sulfide As A Compound
硫化水素は中心の硫黄原子と末端の水素原子2個からなる三原子（3-原子）分子で、硫黄原子と水素原子の間の結合は、硫化水素と硫黄原子の間の結合と同じように、硫黄原子を含む3-原子結合です。 硫化水素は水と同じように、結合角92.1°、結合長136ピコメートル（1ピコメートルは1メートルの1兆分の1）の曲がった幾何学構造を持っています。 空気より少し密度が高く、酸素と熱の存在下で爆発する。 硫化水素は水にわずかに溶け、単独プロトン（H+）とヒドロサルファイドイオン（HS-）に解離する。 この挙動から硫化水素は弱酸である。
硫化水素は可燃性で、酸素と熱で反応して二酸化硫黄と水を生成する。 高温下では二酸化硫黄は元素状硫黄と水に変化するので、純元素状硫黄の製造工程の1つとして硫化水素の燃焼がよく利用される。 金属イオンと反応して金属硫化物を形成し、最も一般的には鉛（Pb）と反応して硫化鉛（II）（PbS）を形成する。 逆に、金属硫化物を強酸で処理すると、硫化水素が生成される。
Occurrences Of Hydrogen Sulfide
Anaerobic Respiration
The primary natural source of hydrogen sulfide is the activity of sulfidogenic bacteria. 硫化細菌は酸素の代わりに硫黄を利用して代謝を行う。 硫化生成呼吸の際、バクテリアは硫酸イオンを還元剤として使い、電子輸送系に電子を運ぶ。 この反応の最後に、硫酸イオンは硫化水素に還元され、環境中に放出される。 湿地や下水道のような腐敗した有機物が大量にある場所の腐敗臭は、硫化細菌の活動とその硫化水素生成物が原因である。
硫化細菌の活動は、地球上の硫黄循環にとって極めて重要である。 したがって、硫化水素は硫黄循環の主要な構成要素の1つである。 硫黄循環とは、硫黄が環境中を循環し、生物に取り込まれ、再び環境中に戻ってくる過程のことである。 硫黄は生物にとって必要な微量元素であるため、硫黄サイクルによって生物が使用する元素である硫黄を常に供給し続けることができるのです。 硫化細菌による硫化水素の生成は、このサイクルの重要なステップであり、最終的に生物に取り込まれる硫黄の生成である。
地質活動
地殻の地球化学反応でも少量の硫化水素が生成されている。 地殻には大量の硫黄や硫黄含有鉱物が含まれています。 硫化金属は熱と圧力により水と加水分解を起こし、金属酸化物と硫化水素ガスを生成する。 このように、硫化水素は天然ガスが作られる過程で自然に発生するものである。 実際、天然ガス鉱床から硫化水素を分離することで、大量の硫化水素が生産されている。 同様のメカニズムで、熱海の噴出孔でも硫化水素が生成される。
ヒトの場合
硫化水素は大量に発生するとヒトに対して極めて有毒であるが、少量の硫化水素はヒトの生物学において重要な役割を担っている。 体内の硫化水素は、しばしば細胞呼吸の際のATP生成量を調節するシグナル伝達分子として働く。 また、動物の血管収縮や植物の種子発芽率にも硫化水素が関与しているようです。
硫化水素の毒性
一般に硫化水素は酸素呼吸義務者にとっては非常に毒性が強いです。 その作用機序は一酸化炭素のそれと類似している。 硫化水素は重要な酵素や補酵素と結合して、細胞呼吸の際にその役割を果たせなくする。 硫化水素は人体で自然に生成されるため、体内には硫化水素を除去するメカニズムがあるが、十分な量を摂取するとこのメカニズムに負けてしまう。
硫化水素中毒の症状は、疲労、めまい、集中できない、記憶の喪失、過敏性などで、一酸化炭素中毒の症状とよく似ている。 最初は刺激臭がしますが、すぐに体が慣れるため、その存在に気づかないこともあります。 空気よりわずかに密度が高いため、風通しの悪い空間の底付近に溜まりやすい性質があります。 人体は低濃度の硫化水素にはしばらく耐えることができます。 高濃度では、硫化水素の吸入は直ちに致命的となるか、深刻な脳障害を引き起こす。
歴史的に、医師は被害者のポケットに銅貨を入れて、硫化水素中毒の極端なケースを診断している。 もし患者の体内に大量の硫化水素があれば、ポケットの中の銅貨と反応して、銅貨を酸化させ、緑色に変色させるのです。