硫化亜鉛（ZnS）の構造、性質、命名法、用途



の 硫化亜鉛 式Ｚの無機化合物である。nS、Znカチオンで形成2+ とアニオンS2-. それは主に2つの鉱物として発見されます：ウルツ鉱と閃亜鉛鉱（または閃亜鉛鉱）、後者がその主な形です。.

閃亜鉛鉱は、それが存在する不純物のために黒色の性質で現れる。純粋な形ではそれは白い結晶を持ち、ウルツ鉱は灰色がかった白い結晶を持ちます.

硫化亜鉛は水に不溶です。それは地面に浸透し、地下水とその流れを汚染するので、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する可能性があります。.

腐食によって：

Zn + H2S => ZnS + H2

中和によって：

H2S + Zn（OH）2 => ZnS + 2H2○

硫化亜鉛は燐光塩であり、それはそれにそれを多数の用途および用途の能力を与える。また、半導体と光触媒です.

索引

  • 1つの構造
    • 1.1閃亜鉛鉱
    • 1.2ウルジタ
  • 2プロパティ
    • 2.1色
    • 2.2融点
    • 2.3水への溶解度
    • 2.4溶解度
    • 2.5密度
    • 2.6硬さ
    • 2.7安定性
    • 2.8分解
  • 3命名法
    • 3.1体系的および伝統的な命名法
  • 4つの用途
    • 4.1顔料またはコーティングとして
    • 4.2その燐光のために
    • 4.3半導体、光触媒および触媒
  • 5参考文献

構造

硫化亜鉛はZnカチオン間の静電引力によって支配される結晶構造をとる2+ そして陰イオンS2-. これらは2つです。閃亜鉛鉱または閃亜鉛鉱、およびウルツ鉱。両方のイオンとも、等しい電荷を持つイオン間の反発力を最小限に抑えます。.

閃亜鉛鉱は、地上気圧と気温の条件で最も安定しています。そしてそれより密度の低いウルツ鉱は、温度の上昇による結晶の再配列から生じる。.

２つの構造は同時に非常にゆっくりと、ウルツ鉱が優勢になることになるが、ＺｎＳの同じ固体中に共存することができる。.

亜鉛ブレンデ

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格子を示しています。黄色の球はSアニオンに対応します2-, そしてZnのカチオンへの灰色2+, 立方体面の角と中心にあります.

イオンの周囲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、結晶内の孔は同じ形状をしています（四面体孔）。.

また、単位格子内ではＺｎＳ比が満たされている。つまり、1：1の比率です。従って、各Ｚｎカチオンについて2+ 陰イオンSがあります2-. 画像では灰色の球がたくさんあるように見えますが、実際には立方体の面の角や中心にあるときは他のセルと共有されます。.

例えば、箱の中にある4つの黄色い球を取るならば、あなたの周りのすべての灰色の球の「部分」は同じものを加えなければなりません、そして、それらは4つです。このように、立方体の単位格子には4つのZnがあります。2+ そして四S2-, 化学量論的ＺｎＳ比を満たすこと.

黄色い球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

閃亜鉛鉱の構造とは異なり、ウルツ鉱は六方晶系を採用しています（上の画像）。これはあまりコンパクトではないので、ソリッドの密度は低くなります。ウルツ鉱中のイオンも四面体環境とZnSの式に一致する1：1の比率を持っています.

プロパティ

色

それは3つの方法で提示することができます。

-白と六方晶の結晶を持つウルツ鉱.

-白灰色がかった結晶と立方晶の閃亜鉛鉱.

-白〜灰色がかった白色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

1700℃.

水への溶解度

実質的に不溶（18℃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 / cm3 ウルツ鉱4.09 g / cm3.

硬さ

モース硬度で3〜4の硬さ.

安定性

それが水を含むとき、それはゆっくりと硫酸塩に酸化する。乾燥した環境では安定しています.

分解

高温で加熱すると、亜鉛と酸化硫黄の有毒な蒸気を放出する.

命名法

Znの電子配置は[Ar] 3dです。10年4秒2. 4s軌道の2つの電子を失うことはZnカチオンのようなものです2+ その完全な軌道で。したがって、電子的にはZn2+ それはZnよりはるかに安定しています+, それは+2の原子価しか持たない.

そのため、株式の命名法は省略し、かっこで囲みローマ数字でその原子価を追加してください。：硫化亜鉛（II）.

体系的および伝統的な命名法

しかし、すでに提案されているものに加えて、ZnSを呼び出すための他の方法があります。システマティックスでは、各元素の原子数はギリシャの分子で指定されます。それがただ一つであるとき、右側の要素の唯一の例外を除いて。したがって、ＺｎＳは次のように命名されている。 猿硫化亜鉛（モノ硫化亜鉛ではない）.

伝統的な命名法に関して、+ 2のユニークな原子価を持つ亜鉛は、接尾辞-icoを追加することによって追加されます。その結果、伝統的な名称は硫化亜鉛です。イコ.

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い顔料です。それはパテ、マスチック、シーラー、より低いカバー、ラテックス塗料および看板で使用されます.

マイクロチタニウムや透明酸化鉄顔料などの紫外線を吸収する顔料と組み合わせて使用​​することは、耐候性顔料に必要です。.

-ZnSがラテックス塗料またはテクスチャード加工塗料に適用される場合、それは長期の殺菌作用を有する.

-その高い硬度と破損、浸食、雨やほこりに対する抵抗性のために、それは外部の赤外線窓または航空機のフレームに適しています.

-ＺｎＳは、摩耗を減らすために、化合物の輸送に使用されるローターのコーティングに使用される。それはまた印刷インキ、絶縁化合物、熱可塑性顔料着色、難燃性プラスチックおよびエレクトロルミネセントランプの製造にも使用される。.

-硫化亜鉛は透明にすることができ、そして可視光学および赤外線光学のための窓として使用することができる。それは暗視装置、テレビスクリーン、レーダースクリーンおよび蛍光塗料に使用されています。.

-ＣｕによるＺｎＳのドーピングは、エレクトロルミネセンスパネルの製造において使用される。さらに、ロケット推進や重量測定にも使用されています。.

その燐光のために

-その燐光は時計の針を染めるために使用され、したがって暗闇の中で時間を視覚化します。玩具用塗料、緊急標識および交通警告にも.

燐光は、陰極線管およびＸ線スクリーンにおいて硫化亜鉛を使用して暗点で輝くことを可能にする。燐光の色は使用される活性剤に依存する.

半導体、光触媒および触媒

-閃亜鉛鉱およびウルツ鉱は広帯域スリット半導体である。閃亜鉛鉱のバンドギャップは3.54 eVで、ウルツ鉱のバンドギャップは3.91 eVです。.

-ＺｎＳは、可視光下で水素を製造するために使用されるＣｄＳ － ＺｎＳ ／ジルコニウム - チタンホスフェートからなる光触媒の調製に使用される。.

-それは有機汚染物質の分解のための触媒として作用します。 LEDランプの色同期装置の製造に使用されます。.

-そのナノクリスタルは、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射することによって。それは、光電気触媒作用による電気製造のための複合光触媒（ＣｄＳ ／ ＺｎＳ）−ＴｉＯ ２の調製に使用される。.

参考文献

  1. PubChem。 （２０１８）。硫化亜鉛撮影者：pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. QuimiNet （2015年1月16日）硫化亜鉛をベースにした白色顔料。取得元：quiminet.com
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  5. ロブトレキ（2015年3月30日）亜鉛閃石（ZnS）構造撮影元：ilpi.com
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