Väävel on mittemetalliline keemiline element järjenumbriga 16.

Sõna "väävel" on laenatud keskalamsaksa keelest (swevel). Tänapäeva saksa keeles (uusülemsaksa keeles) vastab sellele sõna Schwefel.

Väävlil on neli stabiilset isotoopi massiarvudega 32, 33, 34 ja 36. Väävel on mittemetall. Tal on palju allotroopseid vorme. Normaaltingimustes on stabiilne rombiline väävel. See on kollane, rabe, elektrit mittejuhtiv kristalne aine tihedusega 1,96 g/cm³. Vees kristalne väävel ei lahustu, kuid lahustub vähesel määral orgaanilistes lahustites nagu benseen ja etanool. Lisaks halvale elektrijuhtivusele on väävel ka halb soojusjuht. Väävli hõõrumisel naha vastu omandab see negatiivse elektrilaengu.

Keemiliselt on väävel aktiivne element. Ta reageerib normaaltingimustel leelismetallide, leelismuldmetallide, elavhõbeda, vase ja hõbedaga. Soojendamisel tekkib reaktsioon ka alumiiniumi, raua, tsingi ja pliiga. Mittemetallidega reageerimiseks on vaja veidi suuremat aktivatsioonienergiat, seetõttu toimuvad need reaktsioonid kõrgemal temperatuuril. Väävel ei reageeri kulla, plaatina, joodi, lämmastiku ega väärisgaasidega.

Väävli stabiilsemad oksüdatsiooniastmed on −2, 0, 4 ja 6. Oksüdeerivas keskkonnas on valdav oksüdatsiooniaste 6; redutseerivas keskkonnas on oksüdatsiooniastmed −2, 0 ja 4 võrreldava stabiilsusega ja lähevad kergesti üksteiseks üle. Väävli oksiidid on happelised. Olulisim väävli ja vesiniku ühend on divesiniksulfiid, mis on nõrk hape ja redutseerivate omadustega.

Väävel on erandlik keemiline element allotroopsete vormide rohkuse poolest. Väävliaatomeist võib moodustuda lineaarseid, siksakilisi, spiraalseid või tsüklilisi struktuure. Allotroopide rohkus on tingitud sellest, et väävliaatomite sidemetevahelised nurgad ja vahekaugused võivad olla erinevad. Samuti ei ole piiratud struktuuri kuuluvate aatomite arv.

Tavatingimustes on kõige stabiilsem rombiline väävel, mis koosneb tsüklilistest molekulidest ja kuhu kuulub kaheksa väävli aatomit. Rombiline väävel on püsiv temperatuurini 95,4 °C. Edasisel kuumutamisel kristalliseerub väävel ümber monokliinsesse süngooniasse. Rombilist väävlit nimetatakse ka α-väävliks ning monokliinset б-väävliks. Seistes muutub б-väävel taas α-väävliks, mis on väävlile termodünaamiliselt stabiilsem olek.

Väävel polümeriseerub kiirel jahutamisel, näiteks kui vedelat väävlit valada külma vette. Tulemuseks on plastiline, amorfne aine, mis koosneb spiraalsetest ahelatest. Aja jooksul kristalliseerub ka see aine tagasi rombiliseks väävliks.

Väävel sulab temperatuuril 119 °C. Madalal temperatuuril on sulaväävel vedel ja kollane, koosnedes S₈ molekulidest. Vahemikus 150–200 °C värvub väävel pruuniks ja muutub viskoossemaks. Selle põhjus on, et väävliaatomitest moodustuvad väga pikad ahelad (500 000 – 800 000 aatomit), mis oluliselt suurendavad sisehõõret. Edasisel kuumutamisel üle 300 °C jääb sulaväävel pruuniks, kuid muutub taas vedelamaks, sest polümeerid lagunevad.

Normaalrõhul väävel keeb temperatuuril 445 °C. Keemistemperatuuri lähedal on väävli aurus valdavad S₈ molekulid, mis lagunevad üha rohkem temperatuuri tõusmisel, moodustades molekule nagu S₆ ja S₄. Seetõttu pole väävli aurul kindlat molekulmassi. Temperatuuril üle 800 °C valdavad S₂ molekulid. Temperatuuril üle 1500 °C on aurus ainult üksikud väävliaatomid.

Väävlit leidub looduses nii ehedalt kui ka ühendite koostises. Ehedat väävlit võib esineda näiteks vulkaanilistes piirkondades. Ehe väävel tekib divesiniksulfiidhappe reageerimisel vääveldioksiidiga:

SO₂ + 2H₂S → 2H₂O + 2S.

Eheda väävli tavalisim leiukoht on fumaroolide ümbrus, sest fumaroolid paiskavad atmosfääri suures koguses eelmainitud gaase. Väävlit leidub ka maakoores olevates soolakuplites, kus ta moodustub näiteks kipsi reageerimisel nafta ja muude orgaaniliste setetega. Näide:

nCaSO₄ + C_nH_2n → nCaCO₃ + nH₂O + nS.

Väävlit on kõigi fossiilkütustena kasutatavate maavarade koostises. Väävel esineb looduses paljude mineraalide koostises, millest levinumad on sulfiidsed mineraalid ja sulfaatsed mineraalid. Väävlimineraalid on näiteks püriit – FeS₂, kalkopüriit – CuFeS₂, galeniit – PbS, argentiit – Ag₂S, sfaleriit – ZnS, kinaver – HgS, barüüt – BaSO₄, tsölestiin – SrSO₄, anhüdriit – CaSO₄, kips – CaSO₄·2H₂O jne.

Väävel on tähtis element ka eluslooduses. Ta on mitme aminohappe ja valgu koostises. Keskmisest enam on väävlit juustes, karvades, küüntes, sarvedes ja sulgedes. Juuste koostises on väävlit umbes 4%. Inimene sisaldab ligikaudu 140 g väävlit. Toiduga siseneb meie organismi keskmiselt 800–900 mg väävlit päevas. Väävlirikkamad toiduained on teravili, herned, oad ja kapsas. Väävlit kasutatakse ka ravimina, näiteks lahtistite ja salvide koostises. Gaasilised väävliühendid on inimesele sissehingamisel mürgised. Samuti põhjustavad nad suuri keskkonnaprobleeme, neist üks tõsisemaid on happevihmad.

Väävli kui mineraali all peetakse silmas normaaltingimustes kõige stabiilsemat eheda väävli allotroopi ehk rombilist väävlit. Väävli kõvadus jääb vahemikku 1,5–2,5, mis vastab umbes kipsi kõvadusele. Väävli erikaal on 2,05–2,09 g, keskmiselt 2,06 g. Väävli kriipsu värvus on valge.

Optiliselt on väävel kaheteljeline ja optiliselt positiivne ehk omab kahte isotroopsuskoridori, mis moodustavad Z-teljega teravnurga. Väävlil esineb nõrk pleokroism (helekollasest tumekollaseni). Tal on tugev positiivne reljeef. Värvuselt on väävel enamasti sidrunkollane, kuid võib olla ka punakas, pruunikas või isegi rohekas. Kristallstruktuuris võib osa väävli aatomeid olla asendunud seleeni või telluuri aatomitega. Väävli lõhenevus oleneb suunast, kuid on enamasti halb. Väävlil on tugev kaksikmurdumine (0,287), mis tähendab, et interferentsvärvused on kõrgemat järku valged.

Väävlit kasutatakse põhiliselt väävelhappe tootmiseks, mida omakorda kasutatakse põhiliselt akudes. Väävelhappe tootmiseks kulub üle poole maailma väävlitoodangust, USA-s isegi 88%. Peale väävelhappe on väävel ka mineraalväetiste tooraine. Väävlit kasutatakse ka kautšuki vulkaniseerimisel, lõhkeainete, tuletikkude, värvide ja muude kemikaalide tootmisel.

Väävli maailmaturuhind on umbes 30 USD/tonn.

• sulfiidid
• sulfaadid
• väävli oksiidid
• Väävliringe

• Webelements.com