stringtranslate.com

Сульфид меди(I)

Сульфид меди (I) — это сульфид меди , химическое соединение меди и серы . Он имеет химическое соединение Cu 2 S. Встречается в природе как минерал халькозин . Он имеет узкий диапазон стехиометрии от Cu 1,997 S до Cu 2,000 S. [4] Образцы обычно черные.

Приготовление и реакции

Cu 2 S можно получить, обрабатывая медь серой или H 2 S. [2] Скорость зависит от размера частиц и температуры. [5] Cu 2 S реагирует с кислородом, образуя SO 2 : [6]

2 Cu 2 S + 3 O 2 → 2 Cu 2 O + 2 SO 2

Производство меди из халькозина является типичным процессом извлечения металла из руд. Обычно преобразование включает обжиг, в результате которого получают Cu2O и диоксид серы: [6]

Cu2S + O2 → 2 Cu + SO2

Закись меди легко превращается в металлическую медь при нагревании.

Структура

Кристаллы халькозина (минеральная форма Cu2S ) .

Стехиометрический

Известны две формы ( диморфизм ) Cu2S . Так называемая низкотемпературная моноклинная форма («низкий халькозин») имеет сложную структуру с 96 атомами меди в элементарной ячейке. [7] Гексагональная форма, стабильная выше 104 °C, [8] имеет 24 кристаллографически различных атома Cu. Ее структура была описана как приближающаяся к гексагональной плотноупакованной решетке атомов серы с атомами Cu в плоской 3 координации. Первоначально этой структуре была приписана орторомбическая ячейка из-за двойникования кристалла образца.

Нестехиометрический

Как показано на примере минерала джурлеита , также известен сульфид меди. С приблизительной формулой Cu 1.96 S этот материал нестехиометричен (диапазон Cu 1.934 S-Cu 1.965 S) и имеет моноклинную структуру с 248 атомами меди и 128 атомами серы в элементарной ячейке. [7] Cu 2 S и Cu 1.96 S похожи по внешнему виду и их трудно отличить друг от друга. [9]

Фазовый переход

Электрическое сопротивление резко возрастает в точке фазового перехода около 104 °C, при этом точная температура зависит от стехиометрии. [10] [11]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Патнаик, Прадьот (2002). Справочник по неорганическим химикатам . McGraw-Hill, ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ ab Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1984). Химия элементов. Оксфорд: Pergamon Press . стр. 1373. ISBN 978-0-08-022057-4.
  3. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ Поттер, Р. В. (1977). «Электрохимическое исследование системы медь-сера». Экономическая геология . 72 (8): 1524–1542. Bibcode : 1977EcGeo..72.1524P. doi : 10.2113/gsecongeo.72.8.1524.
  5. ^ Блахник Р., Мюллер А. (2000). «Образование Cu2S из элементов I. Медь, используемая в виде порошков». Thermochimica Acta . 361 : 31. doi :10.1016/S0040-6031(00)00545-1.
  6. ^ ab Wiberg, Egon и Holleman, Arnold Frederick (2001) Неорганическая химия , Elsevier ISBN 0-12-352651-5 
  7. ^ ab Evans, HT (1979). "Джурлейт (Cu 1.94 S) и низкий халькозин (Cu 2 S): новые исследования кристаллической структуры". Science . 203 (4378): 356–8. Bibcode :1979Sci...203..356E. doi :10.1126/science.203.4378.356. PMID  17772445. S2CID  6132717.
  8. ^ Уэллс А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия , 5-е изд., Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6 
  9. ^ Эванс ХТ (1981). «Координация меди в низком халькозине и джурлеите и других сульфидах с высоким содержанием меди» (PDF) . American Mineralogist . 66 (7–8): 807–818.
  10. ^ Гаристо, Дэн (16.08.2023). «LK-99 не является сверхпроводником — как научные детективы разгадали тайну». Nature . 620 (7975): 705–706. Bibcode :2023Natur.620..705G. doi :10.1038/d41586-023-02585-7. PMID  37587284. S2CID  260955242.
  11. ^ Джейн, Прашант К. «Фазовый переход сульфида меди (I) и его значение для предполагаемой сверхпроводимости LK-99». Препринт arXiv arXiv:2308.05222 (2023).