Štruktúra sulfidovej medi, vlastnosti, použitie

On sulfid medený Je to rodina anorganických zlúčenín, ktorých všeobecný chemický vzorec je Cu_XSiež_a. Jo X Je to väčšie ako a To znamená, že tento sulfid je bohatší na meď ako v síre; A ak naopak, X Je menší ako a, Potom je sulfid bohatší na síru ako v medi.

V prírode prevládajú početné minerály, ktoré predstavujú prírodné zdroje tejto zlúčeniny. Takmer všetky z nich sú bohatšie v medi ako v síre a ich zloženie je vyjadrené a zjednodušiteľné vzorcom_XS; tu X Môžete si dokonca brať frakčné hodnoty, čo svedčí o stechiometrickej pevnej látke (cu_1.75S napríklad).

Vzorka minerálu Covellita, jedného z mnohých prírodných zdrojov sulfidu medi. Zdroj: James St. John [CC by 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)]

Aj keď v elementárnom stave je síra žltá, jej derivátové zlúčeniny vyzerajú tmavé farby; Tak sa vyskytuje aj s sulfidom medi. Avšak minerál Covelita (vynikajúci obraz), ktorý sa skladá hlavne z CUS, vykazuje kovové trblietky a modrú dúhovku.

Môžu sa pripraviť z rôznych zdrojov medi a síry pomocou rôznych techník a meniť parametre syntézy. Preto môžete získať Nanočastice CUS so zaujímavými morfológiami.

[TOC]

Štruktúra sulfidu medi

Odkazy

Táto zlúčenina má vzhľad kryštalickej, takže si môžete okamžite myslieť, že je zložená z Cu iónov⁺ (Monovalentná meď), Cu²⁺ (Dvojmocná meď), s^2- E, dokonca, s₂^- a s₂^2- (disulfur anióny), ktoré interagujú prostredníctvom elektrostatických síl alebo iónovej väzby.

Medzi Cu a S však existuje mierny kovalentný charakter, a preto nie je možné vylúčiť spojenie Cu-S. Z tohto odôvodnenia sa kryštalická štruktúra CUS (a štruktúra všetkých jeho odvodených tuhých látok) začína líšiť od tých, ktoré sa nachádzajú alebo charakterizujú pre iné iónové alebo kovalentné zlúčeniny.

Inými slovami, nedá sa hovoriť o čistých iónoch, ale o tom, že uprostred jeho atrakcií (katión-Anion) dochádza k miernemu prekrývaniu jeho externých orbitálov (zdieľanie elektrónov).

Koordinácie v Covelite

Kryštalická štruktúra Covellita. Zdroj: Benjah-Bmm27 [verejná doména].

Po tom, čo bolo uvedené vyššie, kryštalická štruktúra kovelitu je zobrazená na obrázku. Skladá sa z šesťuholníkových kryštálov (definovaných parametrami ich jednotkových buniek), kde sa ióny viažu a vedú v rôznych koordináciách; Toto je s rôznym počtom susedov v okolí.

Môže vám slúžiť: typ odkazu 02

Na obrázku sú medené ióny znázornené ružovými guľami, zatiaľ čo síra so žltými guľami.

Zameranie pozornosti na ružové sféry sa bude poznamenať, že niektoré sú obklopené tromi žltými guľami (trigonálna plochá koordinácia) a ďalšie pre štyri (tetraedrálna koordinácia).

Prvý typ medi, trigonal, možno identifikovať v rovinách kolmých na šesťuholníkové tváre, ktoré dávajú čitateľovi, v ktorom sú zase druhý typ uhlíka, tetraedrálne.

Na základe žltých guľôčok majú niektoré päť ružových guľôčok (trigonálna bipyramidová koordinácia) a ďalšie tri a žltá guľa (opäť tetraedrálna koordinácia); V druhom prípade je pred disulfidovým aniónom, ktorý sa dá vizualizovať dole a v rámci rovnakej štruktúry kovelitu:

Tetraedrálna koordinácia disulfidového aniónu v Covellite. Zdroj: Benjah-Bmm27 [verejná doména].

Alternatívny vzorec

Potom sú Cu ióny²⁺, Cu⁺, Siež^2- a s₂^2-. Štúdie uskutočňované s fotoelektronikou XPS (XPS), ale poukazujú na to, že všetka meď je ako Cations Cu⁺; A preto je počiatočný vzorec CUS vyjadrený „lepší“ ako (cu⁺)₃(S^2-) (S₂)^-.

Všimnite si, že vzťah Cu: S pre predchádzajúci vzorec je naďalej 1 a záťaže sú zrušené.

Iné kryštály

Sulfid medi môže prijať orcombické kryštály, ako v polymorfu, y-Cu₂S, z kalcity; kubický, rovnako ako v inom polymorfu kalcitu, a-cu₂S; Tetragonálne, v minerále Anilita, Cu_1.75S; monoklinické, v Djurleite, cu_1.96S, okrem iného.

Pre každé definované sklo je minerál a každý minerál má svoje vlastné vlastnosti a vlastnosti.

Vlastnosti

Všeobecný

Vlastnosti sulfidu medi podliehajú vzťahu cu: s ich tuhými látkami. Napríklad tie, ktoré predstavujú anióny s₂^2- Majú hexagonálne štruktúry a môžu byť buď polovodičom alebo kovovými vodičmi.

Môže vám slúžiť: fosforečnan draselný (K3PO4): Štruktúra, vlastnosti, použitia

Ak na druhej strane obsah síry pozostáva z aniónov s^2-, Sulfidy sa správajú ako polovodiče a tiež predstavujú iónové vodivosti pri vysokých teplotách. Je to preto, že ich ióny začínajú vibrovať a pohybovať sa vo vnútri kryštálov, a tak prepravovať elektrické náboje.

Opticky, hoci tiež závisí od jej zloženia medi a síry, sulfidy môžu alebo nemusia absorbovať žiarenie v infračervenej oblasti elektromagnetického spektra. Tieto optické a elektrické vlastnosti robia potenciálne materiály, ktoré sa majú implementovať v rôznych zariadeniach.

Ďalšie premenné, ktoré je potrebné zvážiť, okrem vzťahu Cu: S, je veľkosť kryštálov. Nielenže ide o viac „síry“ alebo „medi“ sulfidov medi, ale rozmery ich kryštálov poskytujú nepresný účinok na ich vlastnosti; Vedci teda túžia študovať a hľadajú aplikácie v nanočasticiach Cu_XSiež_a.

Covelita

Každý minerálny alebo sulfid medi má jedinečné vlastnosti. Zo všetkých z nich je však Covelita najzaujímavejšia zo štrukturálneho a estetického hľadiska (kvôli jej iridescencii a modrým tónom). Preto sú niektoré z jeho vlastností uvedené nižšie.

Molárna hmota

95 611 g/mol.

Hustota

4,76 g/ml.

Bod topenia

500 ° C; Ale rozkladá sa.

Rozpustnosť

3,3 · 10^-5 G/100 ml pri 18 ° C.

Žiadosti

Nanočastice v medicíne

Nielenže sa mení veľkosť častíc, kým nedosiahne. Sulfid medi tak môže tvoriť nanosféry, tyče, taniere, tenké filmy, klietky, káble alebo trubice.

Tieto častice a ich atraktívne morfológie získavajú individuálne aplikácie v rôznych liekov.

Napríklad nanejaulas alebo prázdne gule môžu slúžiť ako liečivá v tele. Nanosfery boli použité, podopreté uhlíkovým sklom a uhlíkovými nanotrubicami, ktoré slúžia ako glukózové detektory; ako aj ich agregáty sú citlivé na detekcie biomolekúl, ako je DNA.

Môže vám slúžiť: 6 prírodných ukazovateľov pH a ich vlastnosti

CUS nanotrubice presahujú nanosfera pri detekcii glukózy. Okrem týchto biomolekúl boli imunosenzory navrhnuté z tenkých filmov CUS a určitých podpory pre patogénnu detekciu.

Nanokryštály a amorfné agregáty CU môžu dokonca spôsobiť apoptózu rakovinových buniek bez toho, aby spôsobili poškodenie zdravých buniek.

Nanoveda

V prednej časti sa hovorilo, že ich nanočastice boli súčasťou biosenzorov a elektród. Vedci a technici okrem týchto použití využili aj svoje vlastnosti na navrhovanie solárnych článkov, kondenzátorov, lítiových batérií a katalyzátorov pre veľmi špecifické organické reakcie; nevyhnutné prvky v nanoscience.

Za zmienku tiež stojí, že keď sú podporené na aktívnom uhlí, súbor NPCUS-CA (CA: aktívny uhlík a NP: nanočastice) sa ukázal ako odstraňovač škodlivých farbív pre ľudí, a preto funguje ako čistič Zdroje zo zdrojov nevyžiadaných molekúl absorbujúcich vodu.

Odkazy

1. Triasť a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Sulfid medený. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
3. Ivan Grozdanov a Methodija Najdoski. (Devätnásť deväťdesiatpäť). Optické a elektrické vlastnosti filmov s sulfidom medi s variabilným zložením. Journal of Solid State Chemistry Zväzok 114, vydanie 2, 1. februára 1995, strany 469-475. doi.org/10.1006/jssc.Devätnásť deväťdesiatpäť.1070
4. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Sulfid meďnatého (CUS). Databáza pubchem. CID = 14831. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
5. Peter a. Ajibade a Nandipha L. Obtok. (2017). Syntéza, optické a štrukturálne vlastnosti
6. nanokryštálov sulfidov medi z prekurzorov jednej molekuly. Katedra chémie, University of Fort Hare, Private Bag X1314, Alice 5700, Južná Afrika. Nanomateriály, 7, 32.
7. Spolupráca: Autori a redaktori zväzkov III/17E-17F-41C (S.F.). Sulfidy medi (Cu2S, Cu (2-X) S) Kryštalická štruktúra, parametre latice. In: Madelung alebo., Rössler u., Schulz M. (eds) netetrahedrálne viazané prvky a binárne zlúčeniny i. Landolt-Börnstein-Group III Kondenzovaná hmota (numerické údaje a funkčné vzťahy vo vede a technike), zv. 41C. Springer, Berlín, Heidelberg.
8. Momtan, f., Vafaei, a., Ghaedi, m. a kol. Kórejský J. Chem. Breh. (2018). Aplikácia nanočastíc sulfidov meďnatého naloženého aktívneho uhlia na súčasnú adsorpciu termárnych farbív: metodika povrchu odozvy. 35: 1108. doi.org/10.1007/s11814-018-0012-1
9. Goel, s., Chen, f., & Cai, W. (2014). Syntéza a biomedicínske aplikácie nanočastíc sulfidov medi: od senzorov po terápiu. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Nemecko), 10 (4), 631-645. Doi: 10.1002/smll.201301174