Cyclooctasoufre
# Cyclooctasoufre

Le cyclooctasoufre est un corps simple de formule chimique $S_8,$ constitué de huit atomes de soufre. Il s'agit d'un solide le plus souvent cristallin de couleur jaune ou orange pâle à température ambiante. C'est un allotrope naturel du soufre. Lorsque l'on parle de soufre, on parle en fait généralement de cyclooctasoufre qui est la forme allotropique prédominante du soufre à température ambiante.

## Différentes formes

Il existe plusieurs polymorphes d'octasoufre : $S_α,$ $S_β,$ $S_γ,$ $S_λ$ et $S_μ.$ La stabilité de ces polymorphes dépend principalement de la température et de l'état de celui-ci.

### Soufre α

Ce système cristallin octaèdre orthorhombique noté $S_α$ constitue la forme standard du cyclooctasoufre à l'état solide. C'est la forme allotropique la plus stable du soufre et donc du cyclooctasoufre jusqu'à 95,6 °C environ.

### Soufre β

Noté $S_β,$ c'est la structure cristalline de l'octasoufre qui prédomine entre 95,6 °C et 119,6 °C à 100 kPa. $S_β$ est dans l'état solide sous forme de prismes monocliniques. Il peut néanmoins demeurer métastable à température ambiante pendant plusieurs semaines s'il a été obtenu par trempe à partir d'une phase à plus de 100 °C. $S_β$ fond à 119,6 °C pour donner du soufre λ noté $S_λ.$

### Soufre γ

Noté $S_γ,$ il est une forme rare de soufre de structure monoclinique. Il est peu abondant bien que stable dans la même gamme de température que $S_β.$ Il est obtenu par refroidissement lent de soufre fondu au-dessus de 160 °C. La rosickyite (en) est un exemple de soufre gamma, natif.

### Soufre λ

Noté $S_λ,$ il représente un ensemble de variétés allotropiques octasoufre à l'état liquide et entre 119,6 à 159 °C.

## Évolution avec la température

### De la forme prédominante

Le cyclooctasoufre se trouve majoritairement dans l'état solide sous la forme cristalline $S_α$ jusqu'à 95,6 °C puis sous la forme de $S_β$ jusqu'à 119,6 °C. À cette température, il passe à l'état liquide et on le trouve alors majoritairement sous forme de $S_λ$ jusqu'à 159 °C. Cette température marque le début de la polymérisation. Les cycles à huit atomes de soufre s'ouvrent pour devenir des espèces radicalaires qui polymérisent et forment de longues chaînes de soufre, notées $S_µ,$ contenant jusqu'à un million d'atomes. Alors que jusque-là l'octasoufre était la forme allotropique majoritaire du soufre, à cette température d'autres formes cycliques du soufre, telles que $S_6,$ $S_7$ et $S_{12},$ sont en équilibre avec $S_8.$ La trempe de cette phase, extraite à l'aide de disulfure de carbone $CS_2,$ donne un solide amorphe constitué de segments de chaînes $S_n$ où 103 ≤ n ≤ 106.

### Propriétés

Lorsque l'octasoufre est liquide (119,6 °C) sa viscosité commence par diminuer avec l'augmentation de la température. Néanmoins la rupture des cyclooctasoufres, le début de la polymérisation et donc la modification de structure vers 159 °C entraînent une augmentation soudaine. Elle passe ensuite par un maximum à 187 °C, correspondant à du soufre ω à longues chaînes. La viscosité décroît alors lorsque la température continue de croître jusqu'à ébullition à 444,6 °C, les chaînes étant brisées par la chaleur en segments de plus en plus petits.

La trempe de cette phase, extraite à l'aide de disulfure de carbone $CS_2,$ donne un solide amorphe dit soufre μ, constitué de segments de chaînes $S_n$ où 103 ≤ n ≤ 106.

