גופרית אבץ (ZnS) מבנה, תכונות, המינוח, משתמש

ה אבץ גופרתי הוא תרכובת אנאורגנית של נוסחה Z_nS, שהוקמה על ידי קטיונים Zn²⁺ ו אניונים S^2-. הוא נמצא בטבע בעיקר כשני מינרלים: wurtzite ואת sphalerite (או אבץ blende), האחרון להיות הצורה העיקרית שלה.

הספלריט מופיע בטבע הצבע השחור בשל הטומאה שהוא מציג. בצורה טהורה יש גבישים לבנים, בעוד wurtzite יש גבישים לבנים אפור.

אבץ גופרתי הוא מסיס במים. הוא עלול לגרום לנזק סביבתי, שכן הוא חודר לקרקע ומזהם מי תהום וזרמים.

אבץ גופרתי יכול להיות מיוצר, בין תגובות אחרות, על ידי קורוזיה ועל ידי ניטרול.

על ידי קורוזיה:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

בנטרול:

ח₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂הו

אבץ גופרתי הוא מלח זרחני, אשר נותן לו את היכולת של שימושים מרובים ויישומים. בנוסף, הוא מוליך למחצה photocatalyst.

אינדקס

• 1 מבנה
  • 1.1 בלנד של אבץ
  • 1.2 וורזיטה
• 2 מאפיינים
  • 2.1 צבע
  • 2.2 נקודת התכה
  • 2.3 מסיסות במים
  • 2.4 מסיסות
  • 2.5 צפיפות
  • 2.6 קשיות
  • 2.7 יציבות
  • 2.8 פירוק
• 3 המינוח
  • 3.1 נומנקלטורות סיסטמטיות ומסורתיות
• 4 שימושים
  • 4.1 כמו פיגמנטים או ציפויים
  • 4.2 בשל זרחנות שלה
  • 4.3 מוליכים למחצה, photocatalyst ו זרז
• 5 הפניות

מבנה

גופרית אבץ מאמצת מבנים גבישיים הנשלט על ידי אטרקציות אלקטרוסטטיות בין קטיון Zn²⁺ ואת אניון S^2-. אלה שני: sphalerite או אבץ blende, ואת wurzite. בשני היונים לצמצם למינימום את הדחייה בין יונים של חיובים שווים.

אבץ blince הוא היציב ביותר בלחץ בתנאי טמפרטורה; ואת wurzite, אשר צפופה פחות, נובע סידור גבישי עקב עליית הטמפרטורה.

שני מבנים יכולים להתקיים באותו מוצק של ZnS באותו זמן, אם כי, לאט מאוד, wurzite בסופו של דבר.

אבץ בלנד

התמונה העליונה מראה את התא יחידה מעוקב במרכז על הפנים של המבנה blende אבץ. הכדורים הצהובים תואמים את האניונים^2-, ואת האפורים לקטיון זן²⁺, הממוקם בפינות ובמרכזי הקובייה.

הערה הגיאומטריות tetrahedral סביב יונים. את blende אבץ יכול להיות גם מיוצג על ידי אלה tetrahedrons, אשר חורים בתוך הגביש יש את אותה גיאומטריה (חורים tetrahedral).

כמו כן, בתוך תאים יחידה היחס ZnS הוא נפגש; כלומר, יחס של 1: 1. לכן, עבור כל קטיון Zn²⁺ יש אניון S^2-. בתמונה נראה כי הספירות אפור בשפע, אבל למעשה כאשר להיות בפינות מרכז הפנים של הקוביה הם משותפים על ידי תאים אחרים.

לדוגמה, אם ניקח את ארבע הספירות הצהובות שנמצאות בתוך הקופסה, "חתיכות" של כל הספירות האפור סביבך חייב להוסיף אותו (והם עושים), ארבעה. בדרך זו בתא יחידה מעוקבת יש ארבעה זן²⁺ וארבעה S^2-, מילוי יחס stnichiometric ZnS.

כמו כן חשוב להדגיש כי ישנם חורים tetrahedral מלפנים ומאחורי הספירות הצהובות (החלל שמפריד ביניהם).

וורציטה

שלא כמו המבנה של blende אבץ, wurzite מאמצת מערכת גבישית משושה (תמונה עליונה). זה קומפקטי פחות, כך מוצק יש צפיפות נמוכה יותר. ליונים ב wurzite יש גם סביבות tetrahedral ואת יחס של 1: 1 התואם את הנוסחה ZnS.

מאפיינים

צבע

ניתן להציג אותו בשלוש דרכים:

-הוורציט, עם גבישים לבנים ומשושים.

-הספלריט, עם גבישים לבנים ואפורים וגבישים מעוקבים.

-כמו אבקה לבנה אפרפר לבן או צהבהב, גבישים צהבהב מעוקב.

נקודת התכה

1700º C.

מסיסות במים

כמעט בלתי מסיס (0.00069 גרם / 100 מ"ל ב 18 ° C).

מסיסות

מסיס ב אלקליות, מסיס בחומצות מינרליות לדלל.

צפיפות

Sphalerite 4.04 גרם / ס"מ³ ו wurtzite 4.09 גרם / ס"מ³.

קשיות

יש לו קשיות של 3 עד 4 בסולם מוס.

יציבות

כאשר הוא מכיל מים, זה לאט oxidizes כדי סולפט. בסביבה יבשה זה יציב.

פירוק

כאשר מחומם בטמפרטורות גבוהות הוא פולט אדי רעילים של תחמוצות אבץ וגופרית.

המינוח

תצורה אלקטרונית של Zn הוא [Ar] 3d¹⁰4s². איבוד שני האלקטרונים של מסלול 4S הוא כמו קטיון Zn²⁺ עם אורביטלים מלאים שלה. לכן, בהתחשב בכך אלקטרונית Zn²⁺ זה הרבה יותר יציב מאשר Zn⁺, יש לו רק ערכיות של +2.

לפיכך, להשמיט עבור המינוח המניות, להוסיף הערכיות שלה מוקף בסוגריים עם ספרות רומיות: גופרית אבץ (II).

מינונים סיסטמטיים ומסורתיים

אבל יש דרכים אחרות להתקשר ZnS בנוסף אחד הציע כבר. בשיטתיות, מספר האטומים של כל אלמנט מוגדר עם המספרים היווניים; למעט הימין מימין כאשר הוא רק אחד. לפיכך, ZnS נקרא בשם: קוףאבץ גופרתי (ולא monosulfide monozincide).

באשר המינוח המסורתי, אבץ בעל ערך ייחודי של +2, מתווסף על ידי הוספת סיומת -ico. כתוצאה מכך, השם המסורתי שלה מתברר להיות: אבץ גופרתיאיקו.

שימושים

כמו פיגמנטים או ציפויים

-Sachtolith הוא פיגמנט לבן עשוי גפרתי אבץ. הוא משמש ב putties, mastics, sealers, התחתון מכסה, צבעים לטקס ו signage.

השימוש בו בשילוב עם פיגמנטים סופגים אור אולטרה סגול, כגון טיטניום מיקרו או פיגמנטים תחמוצת ברזל שקוף, יש צורך פיגמנטים עמידות מזג האוויר.

-כאשר ZnS מוחל לטקס או צבעים מרקם יש לה פעולה מיקרוביצידית ממושכת.

-בגלל הקשיות הגבוהה שלה שבירת כוח, שחיקה, גשם או אבק, הופך אותו מתאים מטוסי חלונות או מסגרות אינפרא אדום חיצוניים.

-ZnS משמש ציפוי של רוטורים המשמשים הובלה של תרכובות, כדי להפחית ללבוש. הוא משמש גם בייצור של דיו להדפסה, תרכובות בידוד, פיגמנטציה תרמופלסטיים, פלסטיק עמיד בלהבה מנורות electroluminescent.

-אבץ גופרתי יכול להיות שקוף, והוא יכול לשמש כחלון עבור אופטיקה גלוי אופטיקה אינפרא אדום. הוא משמש התקנים לראיית לילה, על מסכי טלוויזיה, מסכי מכ"ם בציפויים פלורסנט.

-סימום של ZnS עם Cu משמש בייצור לוחות electroluminescence. בנוסף, הוא משמש בהנעה רקטות gravimetry.

בגלל זרחנות שלה

-זרחנות שלה משמש לצבוע את הידיים של השעון ובכך לדמיין את הזמן בחושך; גם בצבעים צעצועים, סימני חירום ואזהרות תנועה.

זרחני מאפשר את השימוש של גופרית אבץ ב קתודית קרני שפופרת על מסכי רנטגן להאיר כתמים כהים. צבע זרחני תלוי activator בשימוש.

מוליכים למחצה, photocatalyst ו זרז

-Sphalerite ו wurtzite הם שבבים למחצה פס רחב. את sphalerite יש פער הלהקה של 3.54 eV, בעוד wurtzite יש פער הלהקה של 3.91 eV.

-ZnS משמש להכנת תרכובת של photocatalyst CDS - ZnS / זירקוניום - פוספט טיטניום המשמש לייצור מימן תחת האור הנראה.

-זה פועל כזרז עבור השפלה של מזהמים אורגניים. הוא משמש להכנת synchronizer צבע מנורות LED.

-Nanocrystals שלה משמשים לזיהוי רגיש של חלבונים. לדוגמה, על ידי פליטת אור מנקודות קוונטיות של ZnS. הוא משמש בהכנת photocatalyst משולב (CdS / ZnS) -TiO2 לייצור חשמל באמצעות photelectrocatalysis.

הפניות

1. PubChem. (2018). אבץ גופרתי. נלקח מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. קימי. (16 בינואר 2015). פיגמנט לבן מבוסס על אבץ גופרתי. מקור: quiminet.com
3. ויקיפדיה. (2018). אבץ גופרתי. מתוך: en.wikipedia.org
4. II-VI בבריטניה. (2015). אבץ גופרתי (ZnS). נלקח מתוך: iii
5. רוב טורקי (30 במרץ 2015). מבנה Zincblende (ZnS). מתוך: ilpi.com
6. כימיה. (22 בינואר 2017). מבנה - אבץ בלנד (ZnS). נלקח מ: chem.libretexts.org
7. Reade. (2018). אבץ גופרתי / אבץ סולפיד (ZnS). נלקח מ: reade.com