Štruktúra sulfidu zinočnatého (ZnS), vlastnosti, názvoslovie, použitia

sulfid zinočnatý "Anorganická zlúčenina všeobecného vzorca Z" je anorganická zlúčenina všeobecného vzorca Z_nS, tvorený Zn katiónmi²⁺ a anióny S^2-. Nachádza sa v prírode hlavne ako dva minerály: wurtzit a sphalerit (alebo zmes zinku), pričom druhá z nich je jeho hlavnou formou..

Sfalerit sa objavuje vo forme čiernej farby kvôli nečistotám, ktoré predstavuje. V čistej forme má biele kryštály, zatiaľ čo wurtzite má sivobiele kryštály.

Sulfid zinočnatý je nerozpustný vo vode. Môže spôsobiť poškodenie životného prostredia, pretože preniká do zeme a kontaminuje podzemnú vodu a jej prúdy.

Sulfid zinočnatý sa môže vyrábať, okrem iných reakcií, koróziou a neutralizáciou.

Koróziou:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

Neutralizáciou:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

Sulfid zinočnatý je fosforescenčná soľ, ktorá mu dáva schopnosť viacnásobného použitia a použitia. Okrem toho je to polovodič a fotokatalyzátor.

index

• 1 Štruktúra
  • 1.1 Zmes zinku
  • 1.2 Wurzita
• 2 Vlastnosti
  • 2.1 Farba
  • 2.2 Teplota topenia
  • 2.3 Rozpustnosť vo vode
  • 2.4 Rozpustnosť
  • 2.5 Hustota
  • 2.6 Tvrdosť
  • 2.7 Stabilita
  • 2.8 Rozklad
• 3 Nomenklatúra
  • 3.1 Systematické a tradičné názvoslovia
• 4 Použitie
  • 4.1 Ako pigmenty alebo nátery
  • 4.2 Kvôli svojej fosforescencii
  • 4.3 Polovodič, fotokatalyzátor a katalyzátor
• 5 Referencie

štruktúra

Sulfid zinočnatý prijíma medzi katiónom Zn kryštalické štruktúry riadené elektrostatickými atrakciami²⁺ a anión S^2-. Sú to dve: zmes sfaleritu alebo zinku a wurzite. V oboch iónoch dochádza k redukcii na minimum odpudenia medzi iónmi rovnakých nábojov.

Zmes zinku je najstabilnejšia v podmienkach suchozemského tlaku a teploty; a wurzit, ktorý je menej hustý, vyplýva z kryštalického prešmyku v dôsledku zvýšenia teploty.

Tieto dve štruktúry môžu súčasne koexistovať v rovnakej pevnej látke ZnS, aj keď veľmi pomaly bude wurzit prevládať..

Zinok Blende

Horný obrázok zobrazuje bunku kubickej jednotky so stredom na plochách štruktúry zinkovej zmesi. Žlté guľôčky zodpovedajú S aniónom^2-, a odtiene šedej do katiónov Zn²⁺, umiestnené v rohoch a v stredoch kocky.

Všimnite si tetrahedrálne geometrie okolo iónov. Zmes zinku môže byť tiež reprezentovaná týmito tetraedrónmi, ktorých otvory vo vnútri kryštálu majú rovnakú geometriu (tetraedrické diery).

V jednotkových bunkách je tiež ZnS pomer splnený; to znamená pomer 1: 1. Pre každý katión Zn²⁺ je tu anión S^2-. V obraze sa môže zdať, že sivé gule sú hojné, ale v skutočnosti, keď sú v rohoch a v strede tváre kocky, sú zdieľané inými bunkami..

Napríklad, ak vezmete štyri žlté guľôčky, ktoré sú v krabici, "kúsky" všetkých sivých guličiek okolo vás musia pridať to isté (a robia), štyri. Týmto spôsobom v bunke kubických jednotiek sú štyri Zn²⁺ a štyri S^2-, splnenie stechiometrického pomeru ZnS.

Je tiež dôležité zdôrazniť, že pred a za žltými guľôčkami sa nachádzajú tetrahedrické diery (priestor, ktorý ich od seba oddeľuje).

wurtzite

Na rozdiel od štruktúry zmesi zinku, wurzite prijíma hexagonálny kryštalický systém (vrchný obrázok). Toto je menej kompaktné, takže tuhá látka má nižšiu hustotu. Ióny vo wurzite majú tiež tetraedrické prostredie a pomer 1: 1, ktorý zodpovedá vzorcu ZnS.

vlastnosti

farba

Môže byť prezentovaná tromi spôsobmi:

-Wurtzite s bielymi a hexagonálnymi kryštálmi.

-Sfalerit, s bielošedými kryštálmi a kubickými kryštálmi.

-Ako biely až sivastý biely alebo žltkastý prášok a kubické žltkasté kryštály.

Teplota topenia

1700 ° C.

Rozpustnosť vo vode

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

rozpustnosť

Nerozpustný v alkáliách, rozpustný v zriedených minerálnych kyselinách.

hustota

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

tvrdosť

Má tvrdosť 3 až 4 podľa Mohsovej stupnice.

stabilita

Keď obsahuje vodu, pomaly oxiduje na síran. V suchom prostredí je stabilný.

rozklad

Pri zahrievaní pri vysokých teplotách vyžaruje toxické výpary oxidov zinku a síry.

názvoslovie

Elektronická konfigurácia Zn je [Ar] 3d¹⁰4s². Strata dvoch elektrónov orbitálu 4s je ako katión Zn²⁺ s jeho plnými orbitálmi. Preto vzhľadom na to, že elektronicky Zn²⁺ je omnoho stabilnejšia ako Zn⁺, má len valenciu +2.

Preto vynechajte pre nomenklatúru zásob pridajte jej valenciu uzavretú v zátvorkách a rímskymi číslicami: sulfid zinočnatý (II).

Systematické a tradičné názvoslovia

Existujú však aj iné spôsoby, ako nazvať ZnS dodatočným k už navrhnutému. V systematike je počet atómov každého prvku špecifikovaný gréckymi čitateľmi; s jedinou výnimkou prvku vpravo, ak je len jeden. ZnS je teda pomenovaný ako: opiceSulfid zinočnatý (a nie monozínový monosulfid).

Čo sa týka tradičnej nomenklatúry, pridaním prípony -ico sa pridáva zinok s jedinečnou valenciou +2. Výsledkom je, že jeho tradičný názov je: Sulfid zinočnatýico.

aplikácie

Ako pigmenty alebo nátery

-Sachtolith je biely pigment vyrobený zo sulfidu zinočnatého. Používa sa v tmely, tmely, tmely, spodné kryty, latexové farby a značenie.

Použitie v kombinácii s pigmentmi absorbujúcimi ultrafialové svetlo, ako sú mikro titán alebo transparentné pigmenty oxidu železa, je nevyhnutné v pigmentoch odolných voči poveternostným vplyvom..

-Ak sa ZnS aplikuje v latexe alebo textúrovaných farbách, má predĺžený mikrobicídny účinok.

-Vďaka svojej vysokej tvrdosti a odolnosti voči rozbitiu, erózii, dažďu alebo prachu ho robí vhodným pre vonkajšie infračervené okná alebo rámy lietadiel..

-ZnS sa používa na poťahovanie rotorov používaných pri preprave zlúčenín na zníženie opotrebenia. Používa sa tiež pri výrobe tlačiarenských farieb, izolačných zmesí, termoplastických pigmentov, plameňov odolných voči ohňu a elektroluminiscenčných lámp..

-Sulfid zinočnatý môže byť transparentný a môže byť použitý ako okno pre viditeľnú optiku a infračervenú optiku. Používa sa v zariadeniach na nočné videnie, na televíznych obrazovkách, radarových obrazovkách a vo fluorescenčných náteroch.

-Dopovanie ZnS s Cu sa používa pri výrobe elektroluminiscenčných panelov. Okrem toho sa používa v raketovom pohone a gravimetrii.

Kvôli jeho fosforescencii

-Jeho fosforescencia sa používa na farbenie rúk hodinami a tým vizualizáciu času v tme; tiež v náterových farbách na hračky, v núdzových značkách a dopravných upozorneniach.

Fosforescencia umožňuje použitie sulfidu zinočnatého v katódových trubiciach a na röntgenových obrazovkách na osvetlenie tmavých škvŕn. Farba fosforescencie závisí od použitého aktivátora.

Polovodič, fotokatalyzátor a katalyzátor

-Sfalerit a wurtzit sú polovodiče so širokopásmovou štrbinou. Sfalerit má pásmovú medzeru 3,54 eV, zatiaľ čo wurtzite má pásmo pásma 3,91 eV.

-ZnS sa používa na prípravu fotokatalyzátora zloženého z CdS - ZnS / zirkónium - titán fosfátu, ktorý sa používa na výrobu vodíka za viditeľného svetla..

-Pôsobí ako katalyzátor degradácie organických znečisťujúcich látok. Používa sa pri príprave farebného synchronizátora v LED lampách.

-Jeho nanokryštály sa používajú na ultrazvukovú detekciu proteínov. Napríklad, vyžarovaním svetla z kvantových bodiek ZnS. Používa sa na prípravu kombinovaného fotokatalyzátora (CdS / ZnS) -Ti02 pre elektrickú výrobu prostredníctvom fotoelektrokatalýzy.

referencie

1. PubChem. (2018). Sulfid zinočnatý. Prevzaté z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (16. január 2015). Biely pigment na báze sulfidu zinočnatého. Zdroj: quiminet.com
3. Wikipedia. (2018). Sulfid zinočnatý. Prevzaté z: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Sulfid zinočnatý (ZnS). Prevzaté z: ii-vi.es
5. Rob Toreki (30. marec 2015). Štruktúra Zincblende (ZnS). Prevzaté z: ilpi.com
6. Chémia LibreTexts. (22. január 2017). Štruktúra-zinočnatá zmes (ZnS). Prevzaté z: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). Sulfid zinočnatý / sulfid zinočnatý (ZnS). Prevzaté z: reade.com