โครงสร้างสังกะสีซัลไฟด์ (ZnS), คุณสมบัติ, ระบบการตั้งชื่อ, การใช้งาน

สังกะสีซัลไฟด์ เป็นสารประกอบอนินทรีย์ของสูตร Z_nS ก่อตั้งขึ้นโดยไอออนบวกของ Zn²⁺ และแอนไอออน^2-. มันถูกพบในธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นแร่ธาตุที่สอง: wurtzite และ sphalerite (หรือซิงค์ผสม) หลังเป็นรูปแบบหลัก.

สไปเลอร์ไรต์ปรากฏในธรรมชาติของสีดำเนื่องจากสิ่งสกปรกที่มันนำเสนอ ในรูปบริสุทธิ์นั้นมีผลึกสีขาวในขณะที่ wurtzite มีผลึกสีขาวเทา.

สังกะสีซัลไฟด์ไม่ละลายในน้ำ มันสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมในขณะที่มันแทรกซึมพื้นดินและปนเปื้อนน้ำใต้ดินและกระแส.

สังกะสีซัลไฟด์สามารถผลิตได้ในปฏิกิริยาอื่น ๆ โดยการกัดกร่อนและการวางตัวเป็นกลาง.

โดยการกัดกร่อน:

Zn + H₂S => ZnS + H₂

โดยการวางตัวเป็นกลาง:

H₂S + Zn (OH)₂ => ZnS + 2H₂O

สังกะสีซัลไฟด์เป็นเกลือฟลูออเรสเซนต์ซึ่งให้ประโยชน์หลายอย่างกับการใช้งาน นอกจากนี้ยังเป็นเซมิคอนดักเตอร์และ photocatalyst.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
  • 1.1 การผสมผสานของสังกะสี
  • 1.2 Wurzita
• 2 คุณสมบัติ
  • 2.1 สี
  • 2.2 จุดหลอมเหลว
  • 2.3 การละลายในน้ำ
  • 2.4 การละลาย
  • 2.5 ความหนาแน่น
  • 2.6 ความแข็ง
  • 2.7 เสถียรภาพ
  • 2.8 การสลายตัว
• 3 ศัพท์
  • 3.1 ระบบการตั้งชื่อและแบบดั้งเดิม
• 4 ใช้
  • 4.1 เป็นเม็ดสีหรือสารเคลือบ
  • 4.2 เนื่องจากฟอสฟอรัส
  • 4.3 เซมิคอนดักเตอร์ photocatalyst และตัวเร่งปฏิกิริยา
• 5 อ้างอิง

โครงสร้าง

ซิงค์ซัลไฟด์ใช้โครงสร้างผลึกภายใต้การดึงดูดด้วยไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออนบวก²⁺ และประจุลบ S^2-. นี่คือสอง: สไปเล่อร์หรือสังกะสีผสมและแวร์ไซต์ ในอิออนทั้งสองจะลดลงไปจนถึงค่าต่ำสุดแรงผลักระหว่างไอออนที่มีประจุเท่ากัน.

สังกะสีมิกซ์มีความเสถียรที่สุดในสภาวะความดันและอุณหภูมิ และ wurzite ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าเป็นผลมาจากการจัดเรียงผลึกใหม่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ.

โครงสร้างทั้งสองสามารถอยู่ร่วมกันในของแข็งเดียวกันของ ZnS ได้ในเวลาเดียวกันแม้ว่าจะช้ามาก wurzite จะจบลงด้วยการครอบงำ.

สังกะสีเบลนด์

ภาพด้านบนแสดงเซลล์ลูกบาศก์หน่วยโดยมีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้าของโครงสร้างการผสมผสานสังกะสี ทรงกลมสีเหลืองตรงกับประจุลบ S^2-, และสีเทาถึงไอออนไนน์²⁺, ตั้งอยู่ที่มุมและที่ศูนย์กลางของใบหน้าลูกบาศก์.

สังเกตรูปทรงเรขาคณิตของวิหารเตตราฮีดรอบไอออน tetrahedrons ซึ่งมีรูในคริสตัลมีรูปทรงเหมือนกัน (tetrahedral hole).

นอกจากนี้ภายในหน่วยเซลล์จะได้อัตราส่วน ZnS นั่นคืออัตราส่วน 1: 1 ดังนั้นสำหรับไอออนบวกแต่ละอัน²⁺ มีประจุลบ S^2-. ในภาพอาจดูเหมือนว่าทรงกลมสีเทามีมาก แต่ในความเป็นจริงเมื่ออยู่ในมุมและศูนย์กลางของใบหน้าของลูกบาศก์พวกเขาถูกใช้ร่วมกันโดยเซลล์อื่น.

ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้ทรงกลมสีเหลืองสี่อันที่อยู่ภายในกล่อง "ชิ้นส่วน" ของทรงกลมสีเทาทั้งหมดที่อยู่รอบ ๆ คุณจะต้องเพิ่มอันเดิม (และพวกมัน) สี่อัน ด้วยวิธีนี้ในเซลล์ลูกบาศก์หน่วยมีสี่สังกะสี²⁺ และสี่เอส^2-, การเติมเต็มอัตราส่วน Stoichiometric.

นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะเน้นว่ามีหลุมเตตราฮีดอยู่ด้านหน้าและด้านหลังทรงกลมสีเหลือง.

wurtzite

ซึ่งแตกต่างจากโครงสร้างของการผสมผสานของสังกะสี wurzite ใช้ระบบผลึกหกเหลี่ยม (ภาพบน) มีขนาดกะทัดรัดน้อยกว่าดังนั้นของแข็งจึงมีความหนาแน่นต่ำกว่า ไอออนใน wurzite มีสภาพแวดล้อมแบบ tetrahedral และอัตราส่วน 1: 1 ที่ตรงกับสูตร ZnS.

สรรพคุณ

สี

สามารถนำเสนอในสามวิธี:

-Wurtzite ด้วยคริสตัลสีขาวและหกเหลี่ยม.

-Sphalerite มีผลึกสีขาวเทาและคริสตัลลูกบาศก์.

-ในฐานะที่เป็นสีขาวถึงสีเทาสีขาวหรือผงสีเหลืองและผลึกลูกบาศก์สีเหลือง.

จุดหลอมเหลว

พ.ศ. 2243.

การละลายในน้ำ

ไม่ละลายในน้ำได้จริง (0.00069 กรัม / 100 มล. ที่18º C).

สามารถในการละลาย

ไม่ละลายในด่างละลายในกรดแร่เจือจาง.

ความหนาแน่น

สปาเลอร์ไลต์ 4.04 กรัม / ซม³ และ wurtzite 4.09 กรัม / ซม³.

ความแข็ง

มันมีความแข็ง 3 ถึง 4 ในระดับ Mohs.

ความมั่นคง

เมื่อมันมีน้ำมันจะค่อยๆออกซิไดซ์ไปเป็นซัลเฟต ในสภาพแวดล้อมที่แห้งมีเสถียรภาพ.

การจำแนก

เมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิสูงมันจะปล่อยไอระเหยที่เป็นพิษของสังกะสีและซัลเฟอร์ออกไซด์.

ศัพท์เฉพาะ

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Zn คือ [Ar] 3d¹⁰4s². การสูญเสียอิเล็กตรอน 2 ตัวของวงโคจร 4s เป็นเหมือนไอออนบวก²⁺ ด้วยวงโคจรเต็ม ดังนั้นเนื่องจาก Zn ทางอิเล็กทรอนิกส์²⁺ มันมีเสถียรภาพมากกว่า Zn มาก⁺, มันมีเพียงวาเลนซ์ +2.

ดังนั้นละเว้นการตั้งชื่อสต็อกเพิ่มความจุของมันล้อมรอบในวงเล็บและด้วยเลขโรมัน: สังกะสีซัลไฟด์ (II).

ระบบการตั้งชื่อและการตั้งชื่อดั้งเดิม

แต่มีวิธีอื่นในการโทรหา ZnS นอกเหนือจากที่เสนอมาแล้ว ใน systematics จำนวนอะตอมของแต่ละองค์ประกอบจะถูกระบุด้วยตัวอักษรกรีก; ด้วยข้อยกเว้นเพียงองค์ประกอบด้านขวาเมื่อเป็นเพียงองค์ประกอบเดียวเท่านั้น ดังนั้น ZnS มีชื่อเป็น: ลิงสังกะสีซัลไฟด์ (และไม่ใช่ monozinc monosulfide).

เกี่ยวกับระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิมสังกะสีมีความจุพิเศษที่ +2 จะถูกเพิ่มโดยการเติมคำต่อท้าย -ico เป็นผลให้ชื่อดั้งเดิมของมันกลายเป็น: สังกะสีซัลไฟด์ICO.

การใช้งาน

เป็นเม็ดสีหรือสารเคลือบ

-Sachtolith เป็นเม็ดสีขาวที่ทำจากสังกะสีซัลไฟด์ มันถูกใช้ใน putties, mastics, ครั่ง, ครอบคลุมต่ำ, สีน้ำยางและป้าย.

การใช้งานรวมกับเม็ดสีที่ดูดซับแสงอุลตร้าไวโอเลตเช่นไมโครไททาเนียมหรือเม็ดสีเหล็กออกไซด์โปร่งใสมีความจำเป็นสำหรับเม็ดสีที่ทนต่อสภาพอากาศ.

-เมื่อ ZnS ถูกนำไปใช้ในน้ำยางหรือสีที่มีพื้นผิวมันจะมีการกระทำของ microbicidal เป็นเวลานาน.

-เนื่องจากมีความแข็งสูงและทนต่อการแตกการกัดเซาะฝนหรือฝุ่นละอองทำให้เหมาะสำหรับหน้าต่างอินฟราเรดภายนอกหรือเฟรมเครื่องบิน.

-ZnS ใช้ในการเคลือบใบพัดที่ใช้ในการขนส่งสารประกอบเพื่อลดการสึกหรอ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตหมึกพิมพ์, สารฉนวน, เม็ดสีเทอร์โมพลาสติก, พลาสติกทนไฟและหลอดไฟฟ้า.

-ซิงค์ซัลไฟด์สามารถโปร่งใสและสามารถใช้เป็นหน้าต่างสำหรับเลนส์ที่มองเห็นได้และเลนส์อินฟราเรด มันถูกใช้ในอุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนบนหน้าจอโทรทัศน์หน้าจอเรดาร์และในการเคลือบฟลูออเรสเซนต์.

-การเติมสาร ZnS ด้วย Cu นั้นถูกใช้ในการผลิตแผงอิเลคโทรลูมิเนสเซนซ์ นอกจากนี้ยังใช้ในการขับเคลื่อนจรวดและ gravimetry.

เพราะมันมีสารเรืองแสง

-การเรืองแสงของมันถูกใช้เพื่อย้อมมือของนาฬิกาและทำให้มองเห็นเวลาในความมืด ในสีสำหรับของเล่นในสัญญาณฉุกเฉินและคำเตือนการจราจร.

สารเรืองแสงช่วยให้การใช้งานของสังกะสีซัลไฟด์ในหลอดแคโทดและบนหน้าจอ X-ray ส่องแสงในที่มืด สีของสารเรืองแสงขึ้นอยู่กับตัวกระตุ้นที่ใช้.

เซมิคอนดักเตอร์ photocatalyst และตัวเร่งปฏิกิริยา

-Sphalerite และ wurtzite เป็นอุปกรณ์กึ่งตัวนำแยกความเร็วสูง sphalerite มีช่องว่างของวง 3.54 eV ในขณะที่ wurtzite มีช่องว่างของวง 3.91 eV.

-ZnS ใช้ในการจัดทำโฟโตคะทาลิสต์ที่ประกอบด้วย CdS - ZnS / เซอร์โคเนียม - ไทเทเนียมฟอสเฟตที่ใช้สำหรับการผลิตไฮโดรเจนภายใต้แสงที่มองเห็น.

-มันทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการย่อยสลายสารอินทรีย์ มันถูกใช้ในการจัดทำซิงโครไนซ์สีในหลอดไฟ LED.

-ผลึกนาโนของมันถูกใช้สำหรับการตรวจจับแบบพิเศษของโปรตีน ตัวอย่างเช่นโดยการเปล่งแสงจากจุดควอนตัมของ ZnS มันถูกใช้ในการจัดทำโฟโตคะทาลิสต์รวม (CdS / ZnS) -TiO2 สำหรับการผลิตไฟฟ้าผ่านโฟโตอิเล็กทริก.

การอ้างอิง

1. PubChem (2018) สังกะสีซัลไฟด์ นำมาจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet (16 มกราคม 2558) เม็ดสีขาวขึ้นอยู่กับสังกะสีซัลไฟด์ ดึงมาจาก: quiminet.com
3. วิกิพีเดีย (2018) สังกะสีซัลไฟด์ นำมาจาก: en.wikipedia.org
4. II-VI สหราชอาณาจักร (2015) สังกะสีซัลไฟด์ (ZnS) นำมาจาก: ii-vi.es
5. Rob Toreki (30 มีนาคม 2558) โครงสร้าง Zincblende (ZnS) นำมาจาก: ilpi.com
6. เคมีเคมี (22 มกราคม 2017) โครงสร้างสังกะสีผสม (ZnS) นำมาจาก: chem.libretexts.org
7. Reade (2018) สังกะสีซัลไฟด์ / สังกะสีซัลไฟด์ (ZnS) นำมาจาก: reade.com