Struktura sulfidu zinečnatého (ZnS), vlastnosti, názvosloví, použití

sulfid zinečnatý "Anorganická sloučenina vzorce Z" je anorganická sloučenina vzorce Z_nS, tvořený Zn kationty²⁺ a anionty S^2-. V přírodě se vyskytuje hlavně jako dva minerály: wurtzit a sphalerit (nebo směs zinku), přičemž druhá z nich je jeho hlavní formou..

Sfalerit se objevuje ve formě černé barvy vzhledem k nečistotám, které představuje. V čisté formě má bílé krystaly, zatímco wurtzite má šedavě bílé krystaly.

Sulfid zinečnatý je nerozpustný ve vodě. To může způsobit poškození životního prostředí, protože proniká do země a kontaminuje podzemní vodu a její proudy.

Sulfid zinečnatý se může vyrábět, kromě jiných reakcí, korozí a neutralizací.

Korozí:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Neutralizací:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Sulfid zinečnatý je fosforeskující sůl, která mu dává schopnost více použití a aplikací. Navíc je to polovodič a fotokatalyzátor.

Index

• 1 Struktura
  • 1.1 Směs zinku
  • 1.2 Wurzita
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Barva
  • 2.2 Bod tání
  • 2.3 Rozpustnost ve vodě
  • 2.4 Rozpustnost
  • 2.5 Hustota
  • 2.6 Tvrdost
  • 2.7 Stabilita
  • 2.8 Rozklad
• 3 Nomenklatura
  • 3.1 Systematické a tradiční názvosloví
• 4 Použití
  • 4.1 Jako pigmenty nebo nátěry
  • 4.2 Kvůli jeho fosforescenci
  • 4.3 Polovodič, fotokatalyzátor a katalyzátor
• 5 Odkazy

Struktura

Sulfid zinečnatý přijímá mezi kationtem Zn krystalické struktury řízené elektrostatickými atrakcemi²⁺ a aniont S^2-. Jedná se o dvě: směsice sfaleritu nebo zinku a wurzitu. V obou iontech snižují na minimum odpudivost mezi ionty stejných nábojů.

Směs zinku je nejstabilnější v podmínkách suchozemského tlaku a teploty; a wurzit, který je méně hustý, vyplývá z krystalického přesmyku v důsledku zvýšení teploty.

Tyto dvě struktury mohou současně koexistovat ve stejné pevné látce ZnS, ačkoliv velmi pomalu bude wurzit převládat..

Zinek Blende

Horní obrázek ukazuje buňku krychlové jednotky, která je vystředěna na stěnách struktury zinkové směsi. Žluté kuličky odpovídají S aniontům^2-, a šedé na Zn kationty²⁺, umístěných v rozích av centrech krychlových ploch.

Všimněte si tetrahedrální geometrie kolem iontů. Směs zinku může být také reprezentována těmito čtyřstěny, jejichž otvory uvnitř krystalu mají stejnou geometrii (tetrahedrické otvory).

V jednotkových buňkách je také splněn poměr ZnS; to znamená poměr 1: 1. Pro každý Zn kation²⁺ existuje anion S^2-. V obrázku se může zdát, že šedé sféry jsou hojné, ale ve skutečnosti, když jsou v rozích a středu tváří krychle, jsou sdíleny jinými buňkami..

Například, pokud vezmete čtyři žluté koule, které jsou uvnitř krabice, "kousky" všech šedých koulí kolem vás musí přidat stejné (a dělají) čtyři. Tímto způsobem v buňce kubické jednotky jsou čtyři Zn²⁺ a čtyři S^2-, splňující stechiometrický poměr ZnS.

Je také důležité zdůraznit, že před a za žlutými kuličkami jsou otvory čtyřstěnné (prostor, který je od sebe odděluje).

Wurzita

Na rozdíl od struktury směsi zinku používá wurzite hexagonální krystalický systém (horní obrázek). To je méně kompaktní, takže pevná látka má nižší hustotu. Ionty ve wurzitu mají také tetrahedrální prostředí a poměr 1: 1, který odpovídá vzorci ZnS.

Vlastnosti

Barva

Může být prezentována třemi způsoby:

-Wurtzite s bílými a šestihrannými krystaly.

-Sfalerit s bílošedými krystaly a kubickými krystaly.

-Jako bílý až šedavě bílý nebo nažloutlý prášek a kubické nažloutlé krystaly.

Teplota tání

1700 ° C.

Rozpustnost ve vodě

Prakticky nerozpustný (0,00069 g / 100 ml při 18 ° C).

Rozpustnost

Nerozpustný v zásadách, rozpustný ve zředěných minerálních kyselinách.

Hustota

Sfalerit 4,04 g / cm³ a wurtzit 4,09 g / cm³.

Tvrdost

Má tvrdost 3 až 4 podle Mohsovy stupnice.

Stabilita

Když obsahuje vodu, pomalu oxiduje na síran. V suchém prostředí je stabilní.

Rozklad

Při zahřívání při vysokých teplotách vyzařuje toxické páry oxidů zinku a síry.

Nomenklatura

Elektronická konfigurace Zn je [Ar] 3d¹⁰4s². Ztráta dvou elektronů orbitálu 4s je jako kation Zn²⁺ s plnými orbitály. Proto vzhledem k tomu, že elektronicky Zn²⁺ je mnohem stabilnější než Zn⁺, má pouze valenci +2.

Proto, vynechat pro nomenklaturu akcií, přidat jeho valenci uzavřené v závorkách as římskými číslicemi: sirník zinečnatý (II) \ t.

Systematické a tradiční názvosloví

Existují však i jiné způsoby, jak zavolat ZnS k té, která již byla navržena. V systematics, počet atomů každého elementu je specifikován s řeckými čitateli; s jedinou výjimkou prvku vpravo, pokud je pouze jeden. ZnS je tedy pojmenován jako: opiceSulfid zinečnatý (a nikoliv monosulfid monozinku).

Pokud jde o tradiční názvosloví, přidává se zinek s jedinečnou valencí +2, přidáním přípony -ico. Jako výsledek, jeho tradiční jméno se ukáže být: Sulfid zinkuico.

Použití

Jako pigmenty nebo nátěry

-Sachtolith je bílý pigment vyrobený ze sulfidu zinečnatého. Používá se v tmelech, tmelu, tmelech, spodních krytech, latexových barvách a značení.

Použití v kombinaci s pigmenty absorbujícími ultrafialové světlo, jako jsou mikro titan nebo transparentní pigmenty oxidu železa, je nezbytné v pigmentech odolných vůči povětrnostním vlivům.

-Pokud se ZnS aplikuje v latexu nebo texturovaných nátěrech, má dlouhodobý mikrobicidní účinek.

-Díky vysoké tvrdosti a odolnosti proti rozbití, erozi, dešti nebo prachu je vhodný pro venkovní infračervená okna nebo rámy letadel..

-ZnS se používá při potahování rotorů používaných při přepravě sloučenin, aby se snížilo opotřebení. Používá se také při výrobě tiskových barev, izolačních hmot, termoplastických pigmentů, plamenů odolných proti ohni a elektroluminiscenčních lamp.

-Sulfid zinečnatý může být transparentní a může být použit jako okno pro viditelnou optiku a infračervenou optiku. Používá se v zařízeních pro noční vidění, na televizních obrazovkách, radarových obrazovkách a ve fluorescenčních povlacích.

-Dopování ZnS s Cu se používá při výrobě elektroluminiscenčních panelů. Kromě toho se používá v raketovém pohonu a gravimetrii.

Protože jeho fosforescence

-Jeho fosforescence se používá k barvení rukou hodin a tak vizualizuje čas ve tmě; také v barvách pro hračky, v nouzových značkách a dopravních varováních.

Fosforescence umožňuje použití sulfidu zinečnatého v katodových zkumavkách a na rentgenových obrazovkách, aby svítily v tmavých bodech. Barva fosforescence závisí na použitém aktivátoru.

Polovodič, fotokatalyzátor a katalyzátor

-Sphalerit a wurtzit jsou širokopásmové polovodiče. Sfalerit má mezeru pásma 3,54 eV, zatímco wurtzite má pásmo pásma 3,91 eV.

-ZnS se používá při přípravě fotokatalyzátoru složeného z CdS - ZnS / zirkonia - titan fosfátu, který se používá k výrobě vodíku za viditelného světla.

-Působí jako katalyzátor degradace organických polutantů. Používá se při přípravě barevného synchronizátoru v LED lampách.

-Jeho nanokrystaly se používají pro ultrazvukovou detekci proteinů. Například vyzařováním světla z kvantových teček ZnS. Používá se při přípravě kombinovaného fotokatalyzátoru (CdS / ZnS) -Ti02 pro elektrickou výrobu pomocí fotoelektrokatalýzy.

Odkazy

1. PubChem. (2018). Sulfid zinečnatý. Převzato z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (16. ledna 2015). Bílý pigment na bázi sulfidu zinečnatého. Zdroj: quiminet.com
3. Wikipedia. (2018). Sulfid zinečnatý. Převzato z: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Sulfid zinečnatý (ZnS). Převzato z: ii-vi.es
5. Rob Toreki (30. března 2015). Struktura Zincblende (ZnS). Převzato z: ilpi.com
6. Chemie LibreTexts. (22. ledna 2017). Strukturně-zinková směs (ZnS). Převzato z: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). Síran zinečnatý / sulfid zinečnatý (ZnS). Převzato z: reade.com