كبريتيد الزنك (ZnS) هيكل ، والخصائص ، والتسميات ، يستخدم

ال كبريتيد الزنك هو مركب غير عضوي من الصيغة Z_نS ، التي شكلتها الكاتيونات الزنك²⁺ والأنيونات S^2-. ويوجد في الطبيعة بشكل أساسي معادن: الورتزيت والسبليت (أو مزيج الزنك) ، والأخير هو شكله الرئيسي.

يظهر sphalerite في طبيعة اللون الأسود بسبب الشوائب التي يقدمها. في شكل نقي له بلورات بيضاء ، في حين أن wurtzite لديه بلورات بيضاء رمادية.

كبريتيد الزنك غير قابل للذوبان في الماء. يمكن أن يسبب أضرارا بيئية ، لأنه يخترق الأرض ويلوث المياه الجوفية وتياراتها.

يمكن إنتاج كبريتيد الزنك ، من بين ردود الفعل الأخرى ، عن طريق التآكل والتحييد.

عن طريق التآكل:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

عن طريق تحييد:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

كبريتيد الزنك هو ملح فسفوري ، والذي يمنحه قدرة استخدامات وتطبيقات متعددة. بالإضافة إلى ذلك ، إنه أشباه الموصلات ومحفز ضوئي.

مؤشر

• 1 هيكل
  • 1.1 مزيج من الزنك
  • 1.2 ورزيتا
• 2 خصائص
  • 2.1 اللون
  • 2.2 نقطة الانصهار
  • 2.3 الذوبان في الماء
  • 2.4 الذوبان
  • 2.5 الكثافة
  • 2.6 صلابة
  • 2.7 الاستقرار
  • 2.8 التحلل
• 3 تسميات
  • 3.1 التسميات المنهجية والتقليدية
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 كما أصباغ أو الطلاء
  • 4.2 بسبب التفسفر لها
  • 4.3 أشباه الموصلات ، محفز ضوئي ومحفز
• 5 المراجع

هيكل

يستخدم كبريتيد الزنك هياكل بلورية تحكمها عوامل جذب كهربائية بين الكاتيون Zn²⁺ والأنيون S^2-. وهذان هما: مزيج sphalerite أو الزنك ، و wurzite. في كل من الأيونات تقلل إلى الحد الأدنى عمليات الطرد بين الأيونات ذات الشحنات المتساوية.

مزيج الزنك هو الأكثر ثباتًا في ظروف الضغط ودرجة الحرارة الأرضية ؛ والورزيت ، وهو أقل كثافة ، ناتج عن إعادة التبلور بسبب زيادة درجة الحرارة.

يمكن أن يتعايش الهيكلان في نفس مادة ZnS في نفس الوقت ، على الرغم من أنه ببطء شديد ، سوف ينتهي الأمر بالورزيت..

الزنك بليندي

تُظهر الصورة العليا خلية الوحدة المكعبة المتمركزة على وجوه بنية مزيج الزنك. المجالات الصفراء تتوافق مع الأنيونات S^2-, والرمادي إلى الكاتيونات الزنك²⁺, تقع في الزوايا وفي مراكز وجوه المكعب.

لاحظ هندس رباعي السطوح حول الأيونات. يمكن أيضًا تمثيل مزيج الزنك من خلال هذه رباعي السطوح التي لها ثقوب داخل البلورة لها نفس الهندسة (ثقوب رباعي السطوح).

أيضا ، داخل خلايا الوحدة يتم تحقيق نسبة ZnS ؛ وهذا هو ، نسبة 1: 1. وبالتالي ، لكل الكاتيون الزنك²⁺ هناك أنيون S^2-. قد يبدو في الصورة أن الكرات الرمادية كثيرة ، ولكن في الواقع عندما تكون في الزوايا ووسط وجوه المكعب ، يتم مشاركتها بواسطة خلايا أخرى.

على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ المجالات الأربعة الصفراء الموجودة داخل الصندوق ، فيجب أن تضيف "القطع" لجميع المجالات الرمادية من حولك نفس الشيء (ويفعلونه) ، أربعة. بهذه الطريقة في خلية الوحدة المكعبة ، هناك أربعة زنك²⁺ وأربعة ق^2-, تحقيق نسبة ZnS متكافئة.

من المهم أيضًا التأكيد على وجود ثقوب رباعية السطوح أمام الكرات الصفراء وخلفها (المساحة التي تفصلها عن بعضها البعض).

wurtzite

بخلاف بنية مزيج الزنك ، يتبنى الورزيت نظامًا بلوريًا سداسيًا (الصورة العليا). هذا أقل إحكاما ، وبالتالي فإن المادة الصلبة لها كثافة أقل. تحتوي الأيونات الموجودة في wurzite أيضًا على بيئات رباعية السطوح ونسبة 1: 1 تتوافق مع صيغة ZnS.

خصائص

اللون

يمكن تقديمه بثلاث طرق:

-وورتزيت ، مع بلورات بيضاء وسداسية.

-و sphalerite ، مع بلورات بيضاء رمادية وبلورات مكعب.

-كما الأبيض إلى مسحوق أبيض أو أصفر مصفر ، وبلورات مصفر مكعب.

نقطة انصهار

1700 درجة مئوية.

الذوبان في الماء

غير قابل للذوبان تقريبًا (0.00069 جم / 100 مل في 18 درجة مئوية).

الذوبانية

غير قابل للذوبان في القلويات ، قابل للذوبان في الأحماض المعدنية المخففة.

كثافة

Sphalerite 4.04 جم / سم³ وورتزيت 4.09 جم / سم³.

صلابة

لديها صلابة من 3 إلى 4 على مقياس موس.

استقرار

عندما يحتوي على الماء ، فإنه يتأكسد ببطء إلى الكبريتات. في بيئة جافة مستقرة.

التحلل

عند تسخينه في درجات حرارة عالية ، ينبعث منه أبخرة سامة من أكاسيد الزنك والكبريت.

تسمية

التكوين الإلكتروني للزنك هو [Ar] ثلاثي الأبعاد¹⁰4S². إن خسارة إلكترونين في المدار 4s يشبه الكاتيون Zn²⁺ مع المدارات كاملة. لذلك ، بالنظر إلى أن الزنك الكترونيا²⁺ هو أكثر استقرارا بكثير من الزنك⁺, أنه يحتوي فقط على التكافؤ من +2.

وبالتالي ، حذف للتسمية الأسهم ، إضافة التكافؤ محاطة بأقواس وبأرقام رومانية: كبريتيد الزنك (II).

التسميات المنهجية والتقليدية

ولكن هناك طرق أخرى للاتصال بـ ZnS بالإضافة إلى الطريقة المقترحة بالفعل. في علم اللاهوت النظامي ، يتم تحديد عدد ذرات كل عنصر مع البسط اليونانية. مع الاستثناء الوحيد للعنصر الموجود على اليمين عندما يكون واحدًا فقط. وبالتالي ، فإن ZnS يدعى باسم: قردكبريتيد الزنك (وليس أحادي سلفيد monozinc).

فيما يتعلق بالتسمية التقليدية ، يضاف الزنك ذو التكافؤ الفريد لـ +2 بإضافة اللاحقة -ico. نتيجة لذلك ، اتضح أن اسمها التقليدي هو: كبريتيد الزنكمنظمة البن الدولية.

تطبيقات

كما أصباغ أو الطلاء

-Sachtolith هو صبغة بيضاء مصنوعة من كبريتيد الزنك. يتم استخدامه في المعاجين ، المصطكي ، السدود ، الأغطية السفلية ، دهانات اللاتكس واللافتات.

استخدامه مع أصباغ تمتص الأشعة فوق البنفسجية ، مثل صبغات التيتانيوم الصغرى أو أكسيد الحديد الشفاف ، ضروري في أصباغ مقاومة للطقس.

-عندما يتم تطبيق ZnS في الدهانات المطاطية أو الدهنية ، يكون له تأثير مبيد للجراثيم لفترة طويلة.

-نظرًا لصلابته العالية ومقاومته للكسر أو التعرية أو المطر أو الغبار ، فإنه يجعله مناسبًا لنوافذ الأشعة تحت الحمراء الخارجية أو إطارات الطائرات.

-يستخدم ZnS في طلاء الدوارات المستخدمة في نقل المركبات ، لتقليل التآكل. كما أنها تستخدم في إنتاج أحبار الطباعة ، والمركبات العازلة ، وتصبغ بالحرارة ، والبلاستيك المقاوم للهب والمصابيح الكهربائية.

-يمكن أن يكون كبريتيد الزنك شفافًا ، ويمكن استخدامه كنافذة للبصريات المرئية والبصريات تحت الحمراء. يتم استخدامه في أجهزة الرؤية الليلية ، على شاشات التلفزيون وشاشات الرادار والطلاء الفلوريسنت.

-يستخدم تعاطي ZnS مع Cu في إنتاج ألواح التألق الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في الدفع الصاروخي والجاذبية.

بسبب التفسفر لها

-يستخدم فسفوره للصباغة أيدي عقارب الساعة وبالتالي تصور الوقت في الظلام ؛ أيضا في الدهانات للعب الأطفال ، في علامات الطوارئ والتحذيرات المرورية.

يسمح التفسفر باستخدام كبريتيد الزنك في أنابيب أشعة الكاثود وعلى شاشات الأشعة السينية للتألق في البقع الداكنة. يعتمد لون التفسفر على المنشط المستخدم.

أشباه الموصلات ، حفاز ضوئي ومحفز

-Sphalerite و wurtzite هما أشباه الموصلات ذات النطاق العريض. يوجد في فجوة الشريط sphalerite 3.54 eV ، في حين أن wurtzite لديه فجوة في نطاق 3.91 eV.

-يستخدم ZnS في تحضير محفز ضوئي يتكون من CdS - ZnS / zirconium - فوسفات التيتانيوم المستخدم لإنتاج الهيدروجين تحت الضوء المرئي.

-وهو يعمل كعامل مساعد لتدهور الملوثات العضوية. يتم استخدامه في إعداد مزامن الألوان في مصابيح LED.

-تستخدم البلورات النانوية للكشف عن البروتينات فوق الحساسية. على سبيل المثال ، من خلال انبعاث الضوء من النقاط الكمومية للزنك. يتم استخدامه في إعداد محفز ضوئي مشترك (CdS / ZnS) -TiO2 للإنتاج الكهربائي عن طريق التحفيز الكهروضوئي.

مراجع

1. بوب كيم. (2018). كبريتيد الزنك. مأخوذة من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (16 يناير 2015). الصباغ الأبيض على أساس كبريتيد الزنك. تم الاسترجاع من: quiminet.com
3. ويكيبيديا. (2018). كبريتيد الزنك. مأخوذة من: en.wikipedia.org
4. الثاني إلى السادس في المملكة المتحدة. (2015). كبريتيد الزنك (ZnS). مأخوذة من: الثاني - السادس
5. روب توريكي (30 مارس 2015). هيكل Zincblende (ZnS). مأخوذة من: ilpi.com
6. كيمياء LibreTexts. (22 يناير 2017). هيكل الزنك Blende (ZnS). مأخوذة من: chem.libretexts.org
7. ريد. (2018). كبريتيد الزنك / كبريتيد الزنك (ZnS). مأخوذة من: reade.com