황화 아연

Zinc sulfide
황화 아연
ZnS powders2.jpg
서로 다른 농도의 유황[1] 공실을 함유한 ZnS 분말
이름
기타 이름
식별자
3D 모델(JSmol)
ECHA 정보 카드 100.013.866 Edit this at Wikidata
RTECS 번호
  • ZH5400000
유니
  • 스팔라이트: [SH+2]12 [ZnH2-2][SH+2]3[ZnH2-2][SH+2]([ZnH-2]14)[ZnH-2]1[S+2]5([ZnH-2]38)[Zn-2]26[SH+2]2[ZnH-2]([S+2]4)[SH+2]1[ZnH2-2][SH+2]3[ZnH-2]2[S+2] [ZnH-2]([SH+2]6)[ZnH-2]([SH+2)][SH+2]68)[SH+2]([ZnH2-2]6)[ZnH-2]35
  • Wurtzite : [ ZnH 2 - 2 ]1 [ S + 2 ]47 [ ZnH - 2 ]2[S+2] [ZnH-2] 3[S+2]8([ZnH2-2])[SH+2]([ZnH2-2]4)[ZnH2-2]6)[ZnH-2]4[S+2] [ZnH-2] 5[S+2]6([ZnH2-2]6)[Zn-2]78[S+2]78[ZnH-2]([SH+2]69)[SH+2]5[ZnH2-2][SH+2]4[ZnH-2]7[SH+2]3[ZnH2-2][SH+2]2[ZnH-2]8[SH+2]1[ZnH2-2]9
  • Wurtzite : [ZnH2-2]1 [SH+2]([ZnH2-2]6)[ZnH2-2][SH+2]7[ZnH-2]2[S+2] [Zn-2] 3 ([S+2] [ZnH-2] 9[S+2]5) [S+2]18[Zn-2]45[S+2][ZnH-2]5[SH+2]6[Zn-2]78[S+2]78[ZnH2-2]SH+2]5[ZnH2-2][S+2]4([ZnH2-2][SH+2]9[ZnH2-2]4)[ZnH-2]7[S+2]34[ZnH2-2][SH+2]2[ZnH2-2]8
특성.
ZnS
몰 질량 97.474 g/g
밀도 4.090 g/cm3
녹는점 1,850 °C (3,360 °F, 2,120 K) (고품)
무시할 수 있다
밴드갭 3.54 eV (입방체, 300 K)
3.91 eV (육각형, 300 K)
2.3677
구조.
텍스트 참조
사면체(Zn2+)
사면체(S2−)
열화학
- 204.6 kJ/mol
위험 요소
NFPA 704(파이어 다이아몬드)
1
0
0
플래시 포인트 불연성
안전 데이터 시트(SDS) ICSC 1627
관련 화합물
기타 음이온
 산화 아연
셀렌화 아연
텔루화 아연
기타 캐티온
 황화 카드뮴
황화 수은
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

황화아연(또는 황화아연)은 화학식이 ZnS인 무기 화합물이다.이것은 자연에서 발견되는 아연의 주요 형태이며, 주로 광물질인 스팔레라이트로 발생합니다.이 광물은 여러 가지 불순물로 인해 보통 검은색이지만 순수한 물질은 흰색으로 안료로 널리 사용되고 있다.황화아연은 밀도가 높은 합성 형태로 투명할 수 있으며 가시광학 및 적외선 광학의 창으로 사용된다.

구조.

황화아연의 일반적인 다형인 스팔레라이트
황화 아연의 덜 흔한 다형질인 워츠사이트

ZnS는 두 가지 주요 결정 형태로 존재하며, 이 이원론은 종종 다형성의 두드러진 예이다.각 형태에서 Zn 및 S에서의 좌표 형상은 사면체이다.보다 안정적인 입방체 형태는 아연 블렌드 또는 스팔레라이트라고도 알려져 있습니다.육각형 형태는 광물질 워츠이트로 알려져 있지만,[2] 합성으로도 만들어질 수 있습니다.스할레라이트 형태에서 워츠라이트 형태로의 이행은 약 1020°C에서 발생합니다.사각형 형태는 또한 폴헤무사이트라고 불리는 매우 희귀한 광물로 알려져 있는데, 그 공식은 다음과 같다.(Zn,Hg)S

적용들

발광 재료

황화 아연은 몇 ppm의 적절한 활성제를 첨가하여 강한 인광(Nikola Tesla에 의해 1893년에[3] 기술됨)을 나타내며, 현재 브라운관에서 X선 스크린에 이르기까지 어두운 제품에서 빛을 내기 위해 많은 응용 분야에 사용되고 있습니다.은을 활성제로 사용하면 밝은 파란색이 되며, 최대 450나노미터가 됩니다.망간을 사용하면 약 590나노미터의 주황색-빨간색이 된다.구리는 오랜 시간 동안 빛을 내며, 친숙한 녹색을 띤 야광을 가지고 있습니다.구리 도프 황화아연("ZnS + Cu")은 일렉트로루미네센스 [4]패널에도 사용됩니다.청색이나 자외선에 의한 조명 불순물에 의한 인광도 보인다.

광학 재료

황화 아연은 가시 파장에서 12마이크로미터를 조금 넘는 파장으로 전송되는 적외선 광학 물질로도 사용됩니다.광학 창으로 평면적으로 사용하거나 렌즈 모양으로 만들 수 있습니다.황화수소 가스와 아연 증기를 합성해 미결정 시트로 만들어지며, 황화아연이 우유빛 노란색으로 불투명한 형태로 FLIR(Forward Looking 적외선) 등급으로 판매된다.이 물질은 열간 등정압(HIPED) 시 클리어트란(상표)으로 알려진 투명한 형태로 변환될 수 있습니다.초기 상용 형태는 Irtran-2로 판매되었지만, 이 명칭은 이제 구식이 되었다.

안료

황화 아연은 흔한 색소이고, 때로는 삭톨리스라고 불립니다.황산바륨과 결합하면 황화아연은 리소폰을 [5]형성한다.

촉매

미세한 ZnS 분말은 빛을 받으면 물에서 수소가스를 생산하는 효율적인 광촉매입니다.황 공극은 합성 과정에서 ZnS에 도입될 수 있으며, 이는 점차적으로 흰색의 노란색을 띤 ZnS를 갈색 분말로 변화시키고 [1]광흡수를 강화하여 광촉매 활성을 증가시킨다.

반도체 특성

스팔레라이트 및 워츠라이트 모두 고유의 광대역 반도체입니다.이것들은 원형 II-VI 반도체이며 갈륨 비소와 같은 다른 반도체와 관련된 구조를 채택하고 있습니다.ZnS의 입방형은 300켈빈에서 약 3.54전자볼트의 밴드갭을 가지지만 육각형형은 약 3.91전자볼트의 밴드갭을 가진다.ZnS는 n형 반도체 또는 p형 반도체로 도핑할 수 있다.

역사

ZnS의 인광은 1866년 프랑스의 화학자 Théodore Sidot에 의해 처음 보고되었다.그의 발견은 발광에 대한 [6]연구로 유명한 A. E. 베크렐에 의해 발표되었습니다.ZnS는 X선이나 전자빔에 의한 들뜸에 빛을 방출하여 X선 스크린과 음극선 [7]튜브에 유용하기 때문에 어니스트 러더포드 등 핵물리학 초기에 섬광 검출기로 사용되었다.이러한 특성은 황화 아연을 라듐 시계의 다이얼에 유용하게 만들었다.

생산.

아연과 유황의 혼합물은 폭약적으로 반응하여 황화아연을 남긴다.

황화아연은 보통 다른 용도들의 폐자재로 생산됩니다.대표적인 공급원으로는 제련소,[5] 슬래그 및 피클주가 있습니다.또한 산화 아연이 천연 가스의 황화 수소 불순물을 청소하는 데 사용되는 메탄에서 암모니아를 합성하는 부산물입니다.

ZnO + HS2 → ZnS + HO2

검사실 준비

그것은 아연과 [8]유황의 혼합물에 불을 붙이면 쉽게 만들어진다.황화아연은 물에 녹지 않기 때문에 침전 반응에서도 생성될 수 있다.Zn염을2+ 포함한 용액은 황화물 이온(예를 들어 HS)의2 존재 하에서 쉽게 ZnS를 침전시킨다.

Zn2+ + S2− → ZnS

이 반응은 [9]아연에 대한 중량 분석의 기초이다.

레퍼런스

  1. ^ a b Wang, Gang; Huang, Baibiao; Li, Zhujie; Lou, Zaizhu; Wang, Zeyan; Dai, Ying; Whangbo, Myung-Hwan (2015). "Synthesis and characterization of ZnS with controlled amount of S vacancies for photocatalytic H2 production under visible light". Scientific Reports. 5: 8544. Bibcode:2015NatSR...5E8544W. doi:10.1038/srep08544. PMC 4339798. PMID 25712901.
  2. ^ 를 클릭합니다Wells, A. F. (1984), Structural Inorganic Chemistry (5th ed.), Oxford: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6.
  3. ^ Tesla, Nikola. "The Inventions, Researches, and Writings of Nikola Tesla". Internet Archive. Retrieved 1 October 2017.
  4. ^ 울만의 산업화학 백과사전 2002, Wiley-VCH, Weinheim에 실린 Karl A. Franz, Wolfgang G. Kehr, Alfred Siggel, Yurgen Wieczoreck 및 Waldemar Adam "Luminesent Materials"입니다.doi: 10.1002/14356007.a15_519
  5. ^ a b 게르하르트 아우어, 피터 보디치, 악셀 베스터하우스, 위르겐 키슈케비츠, 볼프-다이어터 그리블러, 마르셀 리데커케 "피그먼트, 무기물, 2"Wiley-VCH, Weinheim의 Ulmann의 산업화학 백과사전 2009에 수록되어 있습니다.doi: 10.1002/14356007.n20_n01
  6. ^ Sidot, T. (1866). "Sur les propriétés de la blende hexagonale". Compt. Rend. 63: 188–189.
  7. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. p. 1405. ISBN 978-0-08-022057-4.
  8. ^ Sur unnouveau procédé préparation – du sulfure de anjephosphoric by R.쿠스탈, F. 프레벳, 1929년
  9. ^ Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K. (2000), Vogel's Quantitative Chemical Analysis (6th ed.), New York: Prentice Hall, ISBN 0-582-22628-7

외부 링크

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