Cinka sulfīda (ZnS) struktūra, īpašības, nomenklatūra, izmantošana



The cinka sulfīds ir neorganisks savienojums ar formulu ZnS, ko veido Zn katjoni2+ un anjoni S2-. To raksturo galvenokārt divi minerāli: wurtzīts un sphalerīts (vai cinka blende), pēdējais ir tās galvenā forma..

Sphalerīts parādās melnā krāsā, jo tas rada piemaisījumus. Tīrā formā ir balti kristāli, bet wurtzītam ir pelēcīgi balti kristāli.

Cinka sulfīds nešķīst ūdenī. Tas var radīt kaitējumu videi, jo tas iekļūst zemē un piesārņo gruntsūdeņus un to straumes.

Cinka sulfīdu var ražot, cita starpā, ar koroziju un neitralizāciju.

Korozija:

Zn + H2S => ZnS + H2

Neitralizējot:

H2S + Zn (OH)2 => ZnS + 2H2O

Cinka sulfīds ir fosforescējošs sāls, kas tai dod daudzveidīgu lietojumu un pielietojumu. Turklāt tas ir pusvadītājs un fotokatalizators.

Indekss

  • 1 Struktūra
    • 1.1. Cinka blende
    • 1.2 Wurzita
  • 2 Rekvizīti
    • 2.1 Krāsa
    • 2.2 Kušanas punkts
    • 2.3 Šķīdība ūdenī
    • 2.4. Šķīdība
    • 2.5 Blīvums
    • 2.6. Cietība
    • 2.7 Stabilitāte
    • 2.8. Sadalīšanās
  • 3 Nomenklatūra
    • 3.1. Sistemātiskas un tradicionālas nomenklatūras
  • 4 Lietojumi
    • 4.1. Kā pigmenti vai pārklājumi
    • 4.2. Fosforescences dēļ
    • 4.3. Pusvadītāji, fotokatalizatori un katalizatori
  • 5 Atsauces

Struktūra

Cinka sulfīds izmanto kristāliskas struktūras, ko regulē elektrostatiskās atrakcijas starp Zn katjonu2+ un anjonu S2-. Tie ir divi: sphalerīts vai cinka blende un wurzite. Abos jonos līdz minimumam samazina pretestību starp vienādiem maksājumiem.

Cinka blende ir visstabilākā sauszemes spiediena un temperatūras apstākļos; un wurzite, kas ir mazāk blīvs, rodas kristāliskās pārkārtošanās dēļ temperatūras pieauguma dēļ.

Abas struktūras var vienlaikus pastāvēt vienā un tajā pašā cietajā ZnS vienlaicīgi, lai gan ļoti lēni wurzite beigsies pārsvarā..

Cinka blende

Augšējais attēls rāda kubiskā vienības šūnu, kas centrēta uz cinka blendes struktūras virsmām. Dzeltenās sfēras atbilst S anjoniem2-, un pelēkie uz Zn katjoniem2+, atrodas kubu stūriem un centriem.

Ievērojiet tetraedriskās ģeometrijas ap joniem. Cinka blendu var attēlot arī ar šiem tetrahedroniem, kuru caurumu iekšpusē kristālam ir tāda pati ģeometrija (tetraedra caurumi)..

Arī vienības šūnās ir izpildīta ZnS attiecība; tas ir, 1: 1 attiecība. Tādējādi katram Zn katjonam2+ ir anjons S2-. Attēlā var šķist, ka pelēkās sfēras ir bagātīgas, bet patiesībā, kad atrodas kubu seju stūros un centrā, tās koplieto citas šūnas.

Piemēram, ja jūs lietojat četras dzeltenās sfēras, kas ir kastes iekšpusē, visu to pelēko sfēru "gabaliem", kas ir ap jums, jāpievieno tas pats (un viņi), četri. Tādā veidā kubiskā vienības šūnā ir četri Zn2+ un četri S2-, izpildot stehiometrisko ZnS attiecību.

Svarīgi ir arī uzsvērt, ka dzeltenās sfēras priekšā un aizmugurē ir tetraedra caurumi (vieta, kas tos atdala viens no otra).

Wurzita

Atšķirībā no cinka blendas struktūras, wurzite izmanto sešstūra kristālisko sistēmu (augšējo attēlu). Tas ir mazāk kompakts, tāpēc cietā viela ir mazāka. Wurzite joniem ir arī tetraedriska vide un 1: 1 attiecība, kas atbilst ZnS formulai.

Rekvizīti

Krāsa

To var iesniegt trīs veidos:

-Wurtzite, ar baltiem un sešstūra kristāliem.

-Sphalerīts ar baltiem-pelēcīgiem kristāliem un kubiskiem kristāliem.

-Kā balts vai pelēcīgi balts vai dzeltenīgs pulveris, un kubveida dzeltenie kristāli.

Kušanas punkts

1700ºC.

Šķīdība ūdenī

Praktiski nešķīstošs (0,00069 g / 100 ml pie 18 ° C).

Šķīdība

Nešķīst sārmās, šķīst atšķaidītās minerālskābēs.

Blīvums

Spalerīts 4,04 g / cm3 un wurtzīts 4,09 g / cm3.

Cietība

Mohs skalas cietība ir no 3 līdz 4.

Stabilitāte

Kad tas satur ūdeni, tas lēnām oksidējas uz sulfātu. Sausā vidē tas ir stabils.

Sadalīšanās

Sildot augstā temperatūrā, tas izdala cinka un sēra oksīdu toksiskus tvaikus.

Nomenklatūra

Zn elektroniskā konfigurācija ir [Ar] 3d104s2. Zaudējot abus 4s orbitāla elektronus, līdzinās Zn katjonam2+ ar pilnu orbītu. Tāpēc, ņemot vērā, ka Zn2+ tas ir daudz stabilāks nekā Zn+, tā valence ir tikai +2.

Līdz ar to, izlaižot krājumu nomenklatūru, pievienojiet tās valenci iekavās un ar romiešu cipariem: cinka sulfīds (II).

Sistemātiskas un tradicionālas nomenklatūras

Bet ir arī citi veidi, kā ZnS zvanīt papildus jau piedāvātajam. Sistemātikā katra elementa atomu skaits ir norādīts ar grieķu skaitītājiem; vienīgais izņēmums ir labajā pusē, kad tas ir tikai viens. Tādējādi ZnS tiek nosaukts kā: mērkaķisCinka sulfīds (un ne monozinc monosulfīds).

Attiecībā uz tradicionālo nomenklatūru, pievienojot sufiksu -ico, pievieno cinku, kam ir unikāls valents +2. Rezultātā tā tradicionālais nosaukums ir: cinka sulfīdsico.

Lietojumi

Kā pigmenti vai pārklājumi

-Sachtolith ir balts pigments, kas izgatavots no cinka sulfīda. To lieto tepes, mastikas, hermētiķus, apakšējos vākus, lateksa krāsas un apzīmējumus.

Tās lietošana kopā ar pigmentiem, kas absorbē ultravioleto gaismu, piemēram, mikro titānu vai caurspīdīgus dzelzs oksīda pigmentus, ir nepieciešama laika apstākļu izturīgiem pigmentiem..

-Kad ZnS tiek uzklāts lateksa vai teksturētu krāsu veidā, tam ir ilgstoša mikrobicīdu iedarbība.

-Pateicoties augstajai cietībai un izturībai pret lūzumiem, eroziju, lietus vai putekļiem, tas ir piemērots ārējiem infrasarkanajiem logiem vai lidmašīnu rāmjiem..

-ZnS tiek izmantots savienojumu pārklāšanai izmantoto rotoru pārklāšanai, lai samazinātu nodilumu. To izmanto arī tintes, izolācijas savienojumu, termoplastisku pigmentācijas, liesmu izturīgu plastmasas un elektroluminiscences lampu ražošanā..

-Cinka sulfīds var būt caurspīdīgs un var tikt izmantots kā logs redzamajai optikai un infrasarkanai optikai. To lieto nakts redzamības ierīcēs, televīzijas ekrānos, radara ekrānos un fluorescējošos pārklājumos.

-ZnS dopingu ar Cu izmanto elektroluminiscences paneļu ražošanā. Turklāt to izmanto raķešu dzinējspēks un gravimetrija.

Fosforescences dēļ

-Tās fosforescenci izmanto, lai krāsotu rokas pulksteni un tādējādi vizualizētu laiku tumsā; arī rotaļlietu krāsās, avārijas zīmēs un satiksmes brīdinājumos.

Fosforescence ļauj izmantot cinka sulfīdu katodstaru lampās un rentgena ekrānos spīdēt tumšās vietās. Fosforescences krāsa ir atkarīga no izmantotā aktivatora.

Pusvadītāji, fotokatalizatori un katalizatori

-Sphalerīts un wurtzīts ir platjoslas spraugas pusvadītāji. Sphalerīta joslas atstatums ir 3,54 eV, bet wurtzīts ir 3,91 eV joslas atstatums..

-ZnS izmanto fotokatalizatora sagatavošanā, kas sastāv no CdS - ZnS / cirkonija - titāna fosfāta, ko izmanto ūdeņraža ražošanai redzamā gaismā..

-Tā darbojas kā katalizators organisko piesārņotāju degradācijai. To izmanto krāsu sinhronizatora sagatavošanā LED lampās.

-Tās nanokristāli tiek izmantoti proteīnu ultrasensitīvai noteikšanai. Piemēram, izstarojot gaismu no ZnS kvantu punktiem. To lieto kombinētās fotokatalizatora (CdS / ZnS) -TiO2 ražošanā elektrisko ražošanu, izmantojot fotoelektrokatalīzi.

Atsauces

  1. PubChem. (2018). Cinka sulfīds. Uzņemts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. QuimiNet. (2015. gada 16. janvāris). Balts pigments uz cinka sulfīda bāzes. Saturs iegūts no: quiminet.com
  3. Vikipēdija. (2018). Cinka sulfīds. Uzņemts no: en.wikipedia.org
  4. II-VI UK. (2015). Cinka sulfīds (ZnS). Ņemts no: ii-vi.es
  5. Rob Toreki (2015. gada 30. marts). Zincblende (ZnS) struktūra. Ņemts no: ilpi.com
  6. Ķīmija LibreTexts. (2017. gada 22. janvāris). Struktūra-cinka blende (ZnS). Ņemts no: chem.libretexts.org
  7. Lasiet. (2018). Cinka sulfīds / cinka sulfīds (ZnS). No: reade.com