Cinko sulfido (ZnS) struktūra, savybės, nomenklatūra, panaudojimas

The cinko sulfidas yra neorganinis junginys, kurio formulė Z_nS, sudaryta iš Zn katijonų²⁺ ir anijonai S^2-. Gamtoje jis randamas daugiausia kaip du mineralai: wurtzitas ir sphaleritas (arba cinko mišinys), o pastaroji yra pagrindinė jo forma.

Sphaleritas atsiranda kaip juodos spalvos, nes jos yra nešvarumų. Grynoje formoje yra balti kristalai, o wurtzite yra pilkšvai balti kristalai.

Cinko sulfidas netirpsta vandenyje. Tai gali sukelti žalą aplinkai, nes ji prasiskverbia į žemę ir užteršia požeminį vandenį ir jo sroves.

Cinko sulfidas, be kitų reakcijų, gali būti pagamintas korozijos ir neutralizavimo būdu.

Korozija:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Neutralizuojant:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Cinko sulfidas yra fosforescuojanti druska, kuri suteikia jai galimybę naudoti daug kartų ir naudoti. Be to, tai yra puslaidininkis ir fotokatalizatorius.

Indeksas

• 1 Struktūra
  • 1.1 Cinko mišinys
  • 1.2 Wurzita
• 2 Ypatybės
  • 2.1 Spalva
  • 2.2 Lydymosi temperatūra
  • 2.3 Tirpumas vandenyje
  • 2.4 Tirpumas
  • 2.5 Tankis
  • 2.6 Kietumas
  • 2.7 Stabilumas
  • 2.8 Skilimas
• 3 Nomenklatūra
  • 3.1 Sistemingos ir tradicinės nomenklatūros
• 4 Naudojimas
  • 4.1 Kaip pigmentai ar dangos
  • 4.2 Dėl savo fosforescencijos
  • 4.3 Puslaidininkiai, fotokatalizatoriai ir katalizatoriai
• 5 Nuorodos

Struktūra

Cinko sulfidas naudojasi kristalinėmis struktūromis, kurias reguliuoja elektrostatiniai atrakcionai tarp Zn katijono²⁺ ir anijonas S^2-. Tai yra du: sphaleritas arba cinko mišinys ir wurzitas. Abiejuose jonuose iki minimumo sumažėja atotrūkiai tarp vienodų įkrovimų jonų.

Cinko mišinys yra stabiliausias sausumos slėgio ir temperatūros sąlygomis; ir wurzite, kuris yra mažiau tankus, atsiranda dėl kristalinio pertvarkymo dėl temperatūros padidėjimo.

Abi struktūros gali tuo pačiu metu egzistuoti toje pačioje ZnS kietoje medžiagoje tuo pačiu metu, nors labai lėtai, wurzite galų gale vyrauja.

Cinko Blende

Viršutiniame paveikslėlyje parodyta kubinio vieneto ląstelė, centruota ant cinko blende struktūros paviršių. Geltonos sferos atitinka S anijonus^2-, ir pilkas iki Zn katijonų²⁺, išdėstyti kubo kampuose ir centruose.

Atkreipkite dėmesį į tetraedrines geometrijas aplink jonus. Cinko blendą taip pat gali atstovauti šie tetraedronai, kurių skylės kristalo viduje turi tą pačią geometriją (tetraedrinės skylės).

Be to, vieneto ląstelėse įvykdytas ZnS santykis; tai yra santykis 1: 1. Taigi, kiekvienam Zn katijonui²⁺ yra anijonas S^2-. Vaizde gali atrodyti, kad pilkosios sferos yra gausios, bet iš tikrųjų, kai yra kubo veidų kampuose ir centre, jos yra bendrinamos su kitomis ląstelėmis.

Pavyzdžiui, jei vartojate keturis geltonuosius rutulius, esančius dėžutės viduje, visų aplinkinių pilkųjų rutulių "gabalus" turite pridėti tą patį (ir jie), keturis. Tokiu būdu kubiniame vienete yra keturi Zn²⁺ ir keturi S^2-, atitinka stechiometrinį ZnS santykį.

Taip pat svarbu pabrėžti, kad prieš geltonąsias sferas ir už jų yra tetraedrinės skylės (vieta, kuri jas atskiria viena nuo kitos).

Wurzita

Skirtingai nuo cinko blendo struktūros, wurzite priima šešiakampę kristalinę sistemą (viršutinį vaizdą). Tai mažiau kompaktiška, todėl kieta medžiaga turi mažesnį tankį. Wurzite jonai taip pat turi tetraedrinę aplinką ir 1: 1 santykį, atitinkantį ZnS formulę.

Savybės

Spalva

Jis gali būti pateikiamas trimis būdais:

-Wurtzite, su baltais ir šešiakampiais kristalais.

-Sphaleritas su baltais-pilkščiais kristalais ir kubiniais kristalais.

-Kaip balti arba pilkšvai balti arba gelsvi milteliai, kubiniai gelsvi kristalai.

Lydymosi temperatūra

1700ºC.

Tirpumas vandenyje

Beveik netirpi (0,00069 g / 100 ml 18 ° C temperatūroje).

Tirpumas

Netirpsta šarmuose, tirpsta praskiestose mineralinėse rūgštyse.

Tankis

Spalveritas 4,04 g / cm³ ir wurtzitas 4,09 g / cm³.

Kietumas

Jis yra 3–4 kietumas pagal Moho skalę.

Stabilumas

Kai jis turi vandenį, jis lėtai oksiduojasi į sulfatą. Sausa aplinka yra stabili.

Skilimas

Šildant aukštoje temperatūroje jis išskiria toksiškus cinko ir sieros oksidų garus.

Nomenklatūra

Elektroninė Zn konfigūracija yra [Ar] 3d¹⁰4s². Dviejų 4s orbitos elektronų praradimas yra panašus į Zn katijoną²⁺ su visomis orbitomis. Todėl, atsižvelgiant į tai, kad elektroniniu būdu Zn²⁺ jis yra daug stabilesnis nei Zn⁺, ji turi tik +2 valentą.

Vadinasi, nepamirškite atsargų nomenklatūros, pridėkite skliaustuose esančią valentą ir romėniškus skaitmenis: cinko sulfidas (II).

Sistemingos ir tradicinės nomenklatūros

Tačiau yra ir kitų būdų, kaip paskambinti ZnS, be jau siūlomo. Sisteminėje sistemoje kiekvieno elemento atomų skaičius nurodomas su graikų skaitikliais; vienintelė dešiniojo elemento išimtis, kai ji yra tik viena. Taigi „ZnS“ yra pavadintas: beždžionėCinko sulfidas (o ne monozinko monosulfidas).

Kalbant apie tradicinę nomenklatūrą, pridedant priesaga -ico, pridedamas unikalus +2 cinko kiekis. Dėl to jo tradicinis pavadinimas yra: cinko sulfidasico.

Naudojimas

Kaip pigmentai arba dangos

-Sachtolith yra baltas pigmentas, pagamintas iš cinko sulfido. Jis naudojamas glaistams, mastikams, sandarikliams, apatiniams dangteliams, latekso dažams ir ženklinti.

Jo naudojimas kartu su pigmentais, sugeriančiais ultravioletinę šviesą, pvz., Mikro titano ar skaidraus geležies oksido pigmentų, yra reikalingas atspariems oro poveikiui..

-Kai ZnS yra naudojamas lateksui arba tekstūruotiems dažams, jis turi ilgalaikį mikrobicidinį poveikį.

-Dėl savo didelio kietumo ir atsparumo lūžiams, erozijai, lietui ar dulkėms, jis tinka išoriniams infraraudonųjų spindulių langams ar orlaivių rėmams..

-ZnS yra naudojamas rotorių, naudojamų junginiams transportuoti, padengimui, siekiant sumažinti susidėvėjimą. Jis taip pat naudojamas spausdinimo dažų, izoliacinių junginių, termoplastinių pigmentų, ugniai atsparių plastikų ir elektroliuminescencinių lempų gamybai.

-Cinko sulfidas gali būti skaidrus ir gali būti naudojamas kaip matomos optikos ir infraraudonųjų spindulių optikos langas. Jis naudojamas naktinio matymo prietaisuose, televizoriaus ekranuose, radarų ekranuose ir fluorescencinėse dangose.

-ZnS dopingas su Cu naudojamas gaminant elektroluminescencines plokštes. Be to, jis naudojamas raketų variklyje ir gravimetrijoje.

Dėl jo fosforescencijos

-Jo fosforescencija naudojama laikrodžio rankoms dažyti ir tokiu būdu vizualizuoti laiką tamsoje; taip pat žaislų dažuose, avariniuose ženkluose ir įspėjimuose apie eismą.

Fosforescencija leidžia naudoti cinko sulfidą katodinių spindulių mėgintuvėliuose ir rentgeno ekranuose, kad blizgėtų tamsiose vietose. Fosforescencijos spalva priklauso nuo naudojamo aktyvatoriaus.

Puslaidininkiai, fotokatalizatoriai ir katalizatoriai

-Sphaleritas ir wurtzitas yra plačiajuosčio ryšio puslaidininkiai. Sphalerito juostos atotrūkis yra 3,54 eV, o wurtzito juostos tarpas yra 3,91 eV.

-ZnS yra naudojamas gaminant fotokatalizatorių, kurį sudaro CdS - ZnS / cirkonio - titano fosfatas, naudojamas vandenilio gamybai matomoje šviesoje..

-Jis veikia kaip organinių teršalų skilimo katalizatorius. Jis naudojamas gaminant spalvų sinchronizatorių LED lempose.

-Jo nanokristalai naudojami ultragarsiniam baltymų aptikimui. Pavyzdžiui, skleidžiant šviesą iš ZnS kvantinių taškų. Jis naudojamas kombinuotam fotokatalizatoriui (CdS / ZnS) -TiO2 gaminti elektros gamybai naudojant fotoelektrokatalizę.

Nuorodos

1. PubChem. (2018). Cinko sulfidas. Paimta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (2015 m. Sausio 16 d.). Baltas pigmentas, pagrįstas cinko sulfidu. Gauta iš: quiminet.com
3. Vikipedija. (2018). Cinko sulfidas. Paimta iš: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Cinko sulfidas (ZnS). Paimta iš: ii-vi.es
5. Rob Toreki (2015 m. Kovo 30 d.). Zincblende (ZnS) struktūra. Paimta iš: ilpi.com
6. Chemija LibreTexts. (2017 m. Sausio 22 d.). Struktūra-Cinko Blende (ZnS). Paimta iš: chem.libretexts.org
7. Skaitykite. (2018). Cinko sulfidas / cinko sulfidas (ZnS). Paimta iš: reade.com