ZINC SULFIDE (ZNS): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang sink sulfide ay isang tulagay tambalan ng mga formula Z _n S nabuo sa pamamagitan ng cations Zn ²⁺ at anions S ^2- . Ito ay matatagpuan sa kalikasan pangunahin bilang dalawang mineral: wurtzite at sphalerite (o zinc blende), ang huli ang pangunahing anyo nito.

Ang Sphalerite ay natural na itim sa kulay dahil sa mga impurities nito. Sa dalisay na anyo nito ay nagtatanghal ng mga puting kristal, habang ang wurtzite ay may kulay-abo-puting kristal.

Pinagmulan: Ni Killerlimpet, mula sa Wikimedia Commons

Ang zinc sulfide ay hindi matutunaw sa tubig. Maaari itong maging sanhi ng pinsala sa kapaligiran, dahil ito ay tumagos sa lupa at nahawahan ang tubig sa lupa at ang mga alon nito.

Ang zinc sulfide ay maaaring gawin, bukod sa iba pang mga reaksyon, sa pamamagitan ng kaagnasan at sa pamamagitan ng neutralisasyon.

Sa pamamagitan ng kaagnasan:

Zn + H ₂ S => ZnS + H ₂

Sa pamamagitan ng neutralisasyon:

H ₂ S + Zn (OH) ₂ => ZnS + 2H ₂ O

Ang zinc sulfide ay isang posporus na asin, na binibigyan nito ang kapasidad para sa maraming paggamit at aplikasyon. Gayundin, ito ay isang semiconductor at isang photocatalyst.

Istraktura

Ang Zinc sulfide ay nagpapatupad ng mga istrukturang mala-kristal na pinamamahalaan ng mga atraksyon ng electrostatic sa pagitan ng Zn ²⁺ cation at ang S ^2- anion . Ito ang dalawa: sphalerite o zinc blende, at wurzite. Sa pareho, ang mga ion ay nagpapaliit ng mga pagtanggi sa pagitan ng mga ion ng pantay na singil.

Ang zinc blende ay ang pinaka matatag sa mga kondisyon ng terestrial ng presyon at temperatura; at wurzite, na hindi gaanong siksik, ay nagreresulta mula sa pag-aayos ng mala-kristal dahil sa pagtaas ng temperatura.

Ang dalawang istraktura ay maaaring magkakasabay sa parehong solidong ZnS kahit na, napakabagal, magtatapos ang wurzite.

Zinc blende

Pinagmulan: Ni Solid State, mula sa Wikimedia Commons

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng cubic unit cell na nakasentro sa mga mukha ng istruktura ng zinc blende. Ang dilaw na spheres ay tumutugma sa S ^2- anion , at ang kulay abong spheres sa mga cn Zn ²⁺ , na matatagpuan sa mga sulok at sa mga sentro ng mga mukha ng kubo.

Pansinin ang mga geometry ng tetrahedral sa paligid ng mga ions. Ang zinc blende ay maaari ding kinatawan ng mga tetrahedra na ang mga butas sa loob ng kristal ay may parehong geometry (butas ng tetrahedral).

Gayundin, sa loob ng yunit ng mga cell ang proporsyon ng ZnS ay natutupad; iyon ay, isang 1: 1 ratio. Kaya, para sa bawat Zn ²⁺ cation mayroong isang S ^2- anion . Sa imahe ay maaaring mukhang ang mga kulay-abo na spheres ay sagana, ngunit sa katotohanan, dahil sila ay nasa mga sulok at sentro ng mga mukha ng kubo, ibinahagi sila ng iba pang mga cell.

Halimbawa, kung kukuha ka ng apat na dilaw na spheres na nasa loob ng kahon, ang mga "piraso" ng lahat ng mga kulay-abo na paligid ay dapat na pantay (at gawin) apat. Kaya, sa cell cubic unit mayroong apat na Zn ²⁺ at apat na S ^2- , ang stoichiometric ratio ZnS ay natutupad.

Mahalaga ring bigyang-diin na mayroong mga butas ng tetrahedral sa harap at sa likod ng mga dilaw na spheres (ang puwang na naghihiwalay sa kanila mula sa isa't isa).

Wurzita

Pinagmulan: Ni Solid State, mula sa Wikimedia Commons

Hindi tulad ng istraktura ng zinc blende, wurzite ay nagpatibay ng isang hexagonal crystal system (tuktok na imahe). Ito ay hindi gaanong compact, kaya ang solid ay may mas mababang density. Ang mga ions sa wurzite ay mayroon ding mga tetrahedral na paligid at isang 1: 1 ratio na sumasang-ayon sa formula ZnS.

Ari-arian

Kulay

Maaari itong maipakita sa tatlong paraan:

-Wurtzite, na may puti at heksagonal na mga kristal.

-Ang sphalerite, na may greyish-white crystals at cubic crystals.

-Ang isang puti hanggang kulay-abo-puti o madilaw-dilaw na pulbos, at kubiko madilaw-dilaw na kristal.

Temperatura ng pagkatunaw

1700º C.

Pagkakatunaw ng tubig

Praktikal na hindi matutunaw (0.00069 g / 100 ml sa 18 ° C).

Solubility

Hindi matutunaw sa alkalisin, matutunaw sa mga mineral acid.

Density

Sphalerite 4.04 g / cm ³ at wurtzite 4.09 g / cm ³ .

Katigasan

Mayroon itong tigas na 3 hanggang 4 sa scale ng Mohs.

Katatagan

Kapag naglalaman ito ng tubig, dahan-dahang nag-oxidize ito sa sulpate. Sa isang dry na kapaligiran ito ay matatag.

Agnas

Kapag pinainit sa mataas na temperatura ay naglalabas ito ng mga nakakalason na singaw ng zinc at asupre oxides.

Pangngalan

Ang pagsasaayos ng elektron ng Zn ay 3d ¹⁰ 4s ² . Sa pamamagitan ng pagkawala ng dalawang elektron ng orbital ng 4s ay nananatili ito bilang ang cn Zn ^{2+ na} napunan ng d orbitals nito. Samakatuwid, dahil ang Zn ²⁺ ay elektroniko na mas matatag kaysa sa Zn ⁺ , mayroon lamang itong valence ng +2.

Samakatuwid ito ay hindi tinanggal para sa nomenclature ng stock, pagdaragdag ng valence nito na nakapaloob sa mga panaklong at kasama ang Roman number: zinc (II) sulfide.

Sistema ng sistematikong at tradisyunal na mga lagda

Ngunit may iba pang mga paraan upang tawagan ang ZnS bilang karagdagan sa nabanggit na. Sa mga sistematiko, ang bilang ng mga atoms ng bawat elemento ay tinukoy sa mga numerong Greek; na may tanging pagbubukod ng elemento sa kanan kung iisa lamang. Kaya, ang ZnS ay pinangalanan bilang: zinc mono sulfide (at hindi monozinc monosulfide).

Kaugnay ng tradisyonal na tatak, ang pagkakaroon ng isang solong valence ng +2 ay idinagdag sa pamamagitan ng pagdaragdag ng suffix –ico. Dahil dito, ang tradisyunal na pangalan nito ay: zinc sulphide ico .

Aplikasyon

Bilang mga pigment o coatings

-Sachtolith ay isang puting pigment na gawa sa zinc sulfide. Ginagamit ito sa mga caulks, mastics, sealant, undercoats, latex paints at signage.

Ang paggamit nito kasama ng ultraviolet light na sumisipsip ng mga pigment, tulad ng micro titanium o transparent iron oxide pigment, ay kinakailangan sa mga pigment ng panahon.

-Kapag ang ZnS ay inilapat sa latex o naka-texture na mga pintura mayroon itong matagal na pagkilos na microbicidal.

-Due sa sobrang tigas at paglaban sa pagbasag, pagguho, ulan o alikabok, ginagawang angkop ito para sa mga panlabas na infrared windows o sa mga frame ng sasakyang panghimpapawid.

Ang ZZ ay ginagamit sa patong ng mga rotors na ginagamit sa transportasyon ng mga compound, upang mabawasan ang pagsusuot. Ginagamit din ito sa paggawa ng mga inks sa pag-print, insulating compound, thermoplastic pigmentation, flame resistant plastik at electroluminescent lamp.

-Zinc sulfide ay maaaring maging transparent at maaaring magamit bilang isang window para sa nakikitang mga optika at infrared optika. Ginagamit ito sa mga aparato ng pangitain sa gabi, mga screen sa telebisyon, mga radar screen, at fluorescent coatings.

-Ang doping ng ZnS kasama si Cu ay ginagamit sa paggawa ng mga panel ng electroluminescence. Gayundin, ginagamit ito sa propulsyon ng rocket at gravimetry.

Para sa phosphorescence nito

-Ang phosphorescence ay ginagamit upang i-tint ang mga kamay ng orasan at sa gayon ipakita ang oras sa dilim; din sa pintura para sa mga laruan, sa mga palatandaan ng emerhensiya at mga babala sa trapiko.

Pinapayagan ng Phosphorescence ang paggamit ng zinc sulfide sa mga tubod ng ray ng katod at mga X-ray screen upang mamula sa mga madilim na lugar. Ang kulay ng phosphorescence ay nakasalalay sa ginamit na activator.

Semiconductor, Photocatalyst at Catalyst

-Sphalerite at wurtzite ay broadband slit semiconductors. Ang Sphalerite ay may bandang band ng 3.54 eV, samantalang ang wurtzite ay may bandang band ng 3.91 eV.

-ZnS ay ginagamit sa paghahanda ng isang photocatalyst na binubuo ng CdS - ZnS / zirconium - titanium phosphate na ginamit para sa paggawa ng hydrogen sa ilalim ng nakikitang ilaw.

Ito ay namamagitan bilang isang katalista sa pagkasira ng mga organikong pollutant. Ginagamit ito sa paghahanda ng isang color synchronizer sa mga LED lamp.

-Ang mga nanocrystals ay ginagamit para sa ultrasensitive detection ng mga protina. Halimbawa, sa pamamagitan ng paglabas ng ilaw mula sa mga kabuuan ng tuldok ng ZnS. Ginagamit ito sa paghahanda ng isang pinagsamang photocatalyst (CdS / ZnS) -TiO2 para sa de-koryenteng paggawa sa pamamagitan ng photoelectrocatalysis.

Mga Sanggunian

1. PubChem. (2018). Sink sulfide. Kinuha mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. QuimiNet. (2015, Enero 16). White Pigment batay sa Zinc Sulfide. Nabawi mula sa: quiminet.com
3. Wikipedia. (2018). Sink sulfide. Kinuha mula sa: en.wikipedia.org
4. II-VI UK. (2015). Zinc Sulfide (ZnS). Kinuha mula sa: ii-vi.es
5. Rob Toreki. (Marso 30, 2015). Ang istruktura ng Zincblende (ZnS). Kinuha mula sa: ilpi.com
6. Chemistry LibreTexts. (Enero 22, 2017). Istraktura-Zinc Blende (ZnS). Kinuha mula sa: chem.libretexts.org
7. Bumagsak. (2018). Zinc Sulfide / Zinc Sulphide (ZnS). Kinuha mula sa: reade.com