硫化亜鉛は、無機化合物である式Z nはカチオンのZnにより形成S 2+及び陰イオンS 2-。自然界には主に2つの鉱物、ウルツ鉱と閃亜鉛鉱(または閃亜鉛鉱)があり、後者が主な形態です。
閃亜鉛鉱はその不純物のために色が自然に黒いです。純粋な形では白い結晶を呈し、ウルツ鉱は灰白色の結晶を呈します。
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硫化亜鉛は水に不溶です。地下に浸透し、地下水とその流れを汚染するため、環境破壊を引き起こす可能性があります。
硫化亜鉛は、他の反応の中でも、腐食と中和によって生成されます。
腐食による:
Zn + H 2 S => ZnS + H 2
中和によって:
H 2 S + Zn(OH)2 => ZnS + 2H 2 O
硫化亜鉛はリン光性の塩であり、複数の用途と用途に使用できます。また、半導体と光触媒です。
構造
硫化亜鉛は、Zn 2+カチオンとS 2-アニオンの間の静電引力によって支配される結晶構造を採用しています。これらは、閃亜鉛鉱または閃亜鉛鉱、およびウルツァイトの2つです。どちらの場合も、イオンは同じ電荷のイオン間の反発力を最小限に抑えます。
閃亜鉛鉱は、圧力と温度の地上条件で最も安定しています。密度が低いウルツァイトは、温度の上昇による結晶の再配列に起因します。
2つの構造は、同じZnS固体内に同時に共存できますが、非常にゆっくりと、ウルツァイトが支配的になります。
亜鉛ブレンド
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上の画像は、閃亜鉛鉱構造の面を中心とした立方体の単位胞を示しています。黄色の球はS 2-陰イオンに対応し、灰色の球は立方体の角と中心にあるZn 2+陽イオンに対応します。
イオン周辺の四面体形状に注意してください。閃亜鉛鉱は、これらの四面体で表すこともできます。結晶内部の穴は同じ形状(四面体の穴)です。
同様に、ユニットセル内ではZnSの比率が満たされます。つまり、1:1の比率です。したがって、各Zn 2+カチオンにはS 2-アニオンがあります。画像では灰色の球が多いように見えるかもしれませんが、実際には立方体の面の隅や中心にあるため、他のセルと共有されています。
たとえば、ボックス内にある4つの黄色の球体を使用した場合、その周りのすべての灰色の球体の「破片」は4つに等しくなります(実際に4つになります)。したがって、立方体の単位格子には4つのZn 2+と4つのS 2-があり、化学量論比ZnSが満たされています。
黄色の球体の前後に四面体の穴があることを強調することも重要です(それらを互いに分離するスペース)。
ウルジタ
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閃亜鉛鉱の構造とは異なり、ウルツァイトは六方晶系を採用しています(上の画像)。これはコンパクトではないため、固体の密度は低くなります。ウルツ鉱のイオンは、四面体の周囲と、式ZnSと一致する1:1の比率を持っています。
プロパティ
色
次の3つの方法で提示できます。
-ウルツァイト、白と六角形の結晶。
-閃亜鉛鉱、灰色がかった白い結晶と立方晶。
-白から灰色がかった白または黄色がかった粉末、および立方黄色がかった結晶として。
融点
1700ºC
水溶性
実質的に不溶性(18°Cで0.00069 g / 100 ml)。
溶解度
アルカリに不溶、希鉱酸に可溶。
密度
閃亜鉛鉱4.04 g / cm 3およびウルツ鉱4.09 g / cm 3。
硬度
モーススケールで3〜4の硬度を持っています。
安定
水が含まれている場合、ゆっくりと酸化して硫酸塩になります。乾燥した環境では安定しています。
分解
高温に加熱すると、亜鉛と硫黄酸化物の有毒な蒸気を放出します。
命名法
Znの電子配置は3d 10 4s 2です。4s軌道の2つの電子を失うことにより、d軌道が満たされたZn 2+カチオンとして残ります。したがって、Zn 2+はZn +よりも電子的にはるかに安定しているため、価数は+2になります。
したがって、株式の命名法では、括弧で囲まれ、ローマ数字でその原子価を追加することは省略されています:硫化亜鉛(II)。
体系的および伝統的な命名法
しかし、すでに述べた方法に加えて、他の方法でZnSを呼び出すことができます。体系学では、各要素の原子の数はギリシャの分子で指定されます。要素が1つだけの場合は、右側の要素を除きます。:このように、のZnSのように命名されている亜鉛モノスルフィド(としないmonozincモノスルフィド)。
従来の命名法に関して、+ 2の単一の価数を持つ亜鉛は、接尾辞–icoを追加することによって追加されます。したがって、その伝統的な名前は次のとおりです。硫化亜鉛ico。
用途
顔料またはコーティングとして
-Sachtolithは硫化亜鉛で作られた白色顔料です。コーキング材、マスチック材、シーラント材、下塗り材、ラテックス塗料、看板などに使用されています。
耐候性顔料では、マイクロチタンや透明酸化鉄顔料などの紫外線吸収顔料と組み合わせて使用する必要があります。
-ZnSがラテックスまたはテクスチャーペイントに適用される場合、長期の殺菌作用があります。
-硬度が高く、破損、浸食、雨、またはほこりに対する耐性があるため、屋外の赤外線ウィンドウや航空機のフレームに適しています。
-化合物の輸送に使用されるローターのコーティングにZnSを使用して、摩耗を低減します。また、印刷インク、絶縁コンパウンド、熱可塑性顔料、難燃性プラスチック、エレクトロルミネセントランプの製造にも使用されます。
-硫化亜鉛は透明にすることができ、可視光学および赤外線光学の窓として使用できます。暗視装置、テレビ画面、レーダー画面、蛍光コーティングに使用されています。
-エレクトロルミネセンスパネルの製造には、CuによるZnSのドーピングが使用されます。また、ロケット推進や重力測定にも使用されています。
そのりん光について
-そのリン光は、時計の針に色を付けるために使用され、暗闇の中で時間を表示します。おもちゃのペイント、非常用標識、交通警告にも。
リン光により、陰極線管およびX線スクリーンで硫化亜鉛を使用して、暗いスポットで光らせることができます。リン光の色は、使用する活性剤によって異なります。
半導体、光触媒、触媒
-閃亜鉛鉱とウルツ鉱は広帯域スリット半導体です。閃亜鉛鉱のバンドギャップは3.54 eVですが、ウルツ鉱のバンドギャップは3.91 eVです。
-ZnSは、CdS-ZnS /ジルコニウム-可視光下での水素製造に使用されるリン酸チタンで構成される光触媒の調製に使用されます。
-有機汚染物質の分解の触媒として介入します。LEDランプの色シンクロナイザーの準備に使用されます。
-そのナノ結晶は、タンパク質の超高感度検出に使用されます。例えば、ZnSの量子ドットから光を放出することによって。これは、光電気触媒作用による電気生産のための複合光触媒(CdS / ZnS)-TiO2の調製に使用されます。
参考文献
- PubChem。(2018)。硫化亜鉛。pubchem.ncbi.nlm.nih.govから取得
- QuimiNet。(2015年1月16日)。硫化亜鉛をベースにした白色顔料。回収元:quiminet.com
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