Сульфід цинку (або Цинкова обманка) — неорганічна сполука з хімічною формулою . У природі існує у формі мінералу сфалериту,який має чорне забарвлення через домішки;чистий сфалерит є білим. Використовується як пігмент. У щільній синтетичній формі є прозорим, що робить його корисним для використання в оптиці.
Сульфід цинку | |
Загальні | |
---|---|
Традиційні назви | Цинкова обманка
Сфалерит Вюртцит |
Хімічна формула | ZnS |
Зовнішній вигляд | білий борошноподібний порошок |
Фізичні властивості | |
Стан (н. у.) | твердий |
Молярна маса | 97.474 г/моль г/моль |
Густина | 4.090 г/см3 г/см³ |
Термічні властивості | |
Температура сублімації | 1,850 °C °C |
Розчинність в вода | нерозчинна г/100 мл |
Оптичні властивості | |
Показник заломлення | 2.3677 |
Структура | |
Координаційна геометрія | тетрагедральна для цинку та сульфуру |
Кристалічна ґратка | вказано на сторінці |
Класифікація | |
Реєстр. номер CAS | 1314-98-3 |
Реєстр. номер PubChem | 14821 |
SMILES | Zn+2].[S-2] |
RTECS | ZH5400000 |
Ідентифікаційний номер ChemSpider | ZH5400000 |
Структура


має дві кристалічні форми,що є прикладом поліморфізму. Кожна з форм — тетраедрична,що зумовлено координаційним числом 4 у цинку і, відповідно, тетраедричним розміщенням лігандів. Більш стабільною є кубічна структура сфалериту. Гексагональна форма,також відома як вюртцит, є гексагонально кристалізований сульфід цинку або β-ZnS. Перехід від сфалерит до вюртциту відбувається за температури 1020°С[2].[3][1]
Застосування
Пігмент
Сульфід цинку є поширеним пігментом. При з'єднанні з сульфатом барію сульфід цинку утворює літопон[4].
Каталізатор
Порошок сульфату цинка є ефективним фотокаталізатором, який виробляє водень з води при освітленні. Певні дози сірки можуть бути введені в ZnS при його синтезі; це поступово перетворює біло-жовтуватий ZnS на коричневий порошок і підвищує фотокаталітичну активність завдяки посиленому поглинанню світла.[5]
Оптичний матеріал
Сульфід цинку також використовується як інфрачервоний оптичний матеріал, що пропускає хвилі від видимого діапазону до 12 мікрометрів. З нього виробляють лінзи.[6] Мікрокристалічні шари синтезують з сірководню та випарів цинку.[6]
Напівпровідник
Вюртциту та сфалериту притаманні напівпровідникові властивості в забороненій зоні. Кубічна форма ZnS має ширину забороненої зони приблизно 3,54 еВ при 300 К, але гексагональна форма має ширину забороненої зони приблизно 3,91 еВ. ZnS можна легувати як напівпровідник n-типу або як напівпровідник p-типу.[джерело?]
Люмінесцентний матеріал
При додаванні певної кількості активатора, сульфід цинку може виявляти фосфоренційні властивості.[7] Вперше цей феномен описав Нікола Тесла в 1893[8],в своїх дослідах він використовував кальцій та сульфід цинку. При додаванні срібла у якості активатора, отримуємо яскравий блакитний колір (450 нм). Манган дасть червоно-помаранчевий колір (590 нм), купрум — зелений.[джерело?]
Історія
Про фосфоресценцію вперше повідомив французький хімік Теодор Сідо в 1866 році. Його відкриття представив А. Е. Беккерель, який був відомий своїми дослідженнями люмінесценції. використовувався Ернестом Резерфордом та іншими на початку розвитку ядерної фізики як сцинтиляційний детектор, оскільки він випромінює світло при збудженні рентгенівськими або електронними променями, це робить його корисним для рентгенівських екранів і електронно-променевих трубок. Ця властивість зробила сульфід цинку корисним для циферблатів радієвих годинників.[джерело?]
Хімічні властивості
Добування
Промислове добування
є поширеним продуктом багатьох реакцій, тому навмисно його добувають дуже рідко. Прикладом такої реакції може бути синтез аміаку з метану, який вимагає попередньої екстракції домішок сірководню з природнього газу.Для цього використовують оксид цинку:
Лабораторне добування
Оскільки цинк з легкістю реагує з багатьма речовинами, сульфід цинку можна добути, запаливши суміш цинку та сульфуру:[3]
Ця реакція може бути використана для примітивного гравіметричного аналізу цинку.
При нагріванні цинку з сірководнем утворюється :
Утворений на поверхні цинку нерозчинний сульфід запобігає подальшій взаємодії із сірководнем.[3][2]
Добування цинку
Для добування цинку збагачений концентрат руди випалюють:
Оксид цинку, що утворився, відновлюють вуглецем:
Газ випаровується, залишаючи метал.
Цікаві факти
- Цинк входить до складу деяких рослин (у подорожнику його ~0,02 %, у фіалці ~0,05 %). У людському організмі Цинк накопичується у зубах (~0,02 %). Цинк виявлено у складі панцирів деяких тварин, наприклад черепах.[3]
Примітки
- ↑ а б В.М. Квасниця 1, Є.В. Науменко 2, І.В. Квасниця 3, О.Є. Гречановська. КРИСТАЛИ ВЮРТЦИТУ-СФАЛЕРИТУ ІЗ МУЖІЇВСЬКОГО ЗОЛОТО-ПОЛІМЕТАЛІЧНОГО РОДОВИЩА В ЗАКАРПАТТІ | Мінералогічний журнал. mineraljournal.org.ua (укр.). Процитовано 1 квітня 2025.
- ↑ а б Михалічко Борис Миронович, Борис Миронович (2009). Курс загальної хімії. Теоретичні основи: Навчальний посібник / ; [Мін-во освіти і науки України; гриф: лист № 1.4/18-Г1180 від 22.11.2006]. – Київ: Знання, 2009. – 548 с. - Бібліогр.: с. 511 (21 назва). – Предм. покажч.: с. 543–548. – ISBN 978-966-346-712-2 (Українською) . Київ. с. 543—548.
{{cite book}}
: символ зміни рядка в|title=
на позиції 63 (довідка) - ↑ а б в г д Лекція. 24. Тема. Елементи ІІВ групи Періодичної системи (Українською) . (ПРОСТО ВБИЙТЕ НАЗВУ В GOOGLE,ПРИКРІПИТИ ПОСИЛАННЯ НЕМОЖЛИВО): Прикарпатський націоналний університет імені Василя Стефаника. с. 2.
{{cite book}}
: символ зміни рядка в|title=
на позиції 12 (довідка) - ↑ Літопон B301, літопон B311 порошок Виробники та постачальники - ціна - Fengchen. ua.fengchengroup.net (укр.). Процитовано 1 квітня 2025.
- ↑ Wang, Gang; Huang, Baibiao; Li, Zhujie; Lou, Zaizhu; Wang, Zeyan; Dai, Ying; Whangbo, Myung-Hwan (25 лютого 2015). Synthesis and characterization of ZnS with controlled amount of S vacancies for photocatalytic H2 production under visible light. Scientific Reports. 5: 8544. doi:10.1038/srep08544. ISSN 2045-2322. PMC 4339798. PMID 25712901.
- ↑ а б N.N.Greenwood,A.Earnshaw (1998). Chemistry of the Elements (англійською) . 225 Wildwood Avenue, Woburn, MA 01801-204J: Pergamon Press. с. 1208—1209. ISBN 0 7506 3365 4.
- ↑ Межиловська, Бабущак, Л.Й. ,Г.Я. (2006). Дефектна підсистема і фізико-хімічні властивості цинк сульфіду (Українською) . вул. Шевченка, 57, 76000, Україна: Кафедра фізики і хімії твердого тіла Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника. с. 1.
- ↑ University of California Libraries, Thomas Commerford; Tesla, Nikola (1894). The inventions, researches and writings of Nikola Tesla, with special reference to his work in polyphase currents and high potential lighting. New York : The Electrical Engineer.