Đồng(I) sulfide

Đồng(I) sulfide
Cấu trúc của đồng(I) sulfide
Danh pháp IUPAC	Đồng(I) sulfide
Tên khác	Cuprơ sulfide Chalcocit Copper glance
Nhận dạng
Số CAS	22205-45-4
PubChem	62755
ChEBI	51114
Số RTECS	GL8910000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [Cu+].[Cu+].[S-2]
InChI	đầy đủ 1/2Cu.S/q2*+1;-2
ChemSpider	8305611
Thuộc tính
Công thức phân tử	Cu2S
Khối lượng mol	159,158 g/mol
Bề ngoài	bột màu đỏ nâu
Khối lượng riêng	5,6 g/cm³[1]
Điểm nóng chảy	1.130 °C (1.400 K; 2.070 °F)[2]
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	không tan
Độ hòa tan	hơi tan trong HCl; tan trong NH4OH; KCN; phân hủy trong HNO3, H2SO4
Các nguy hiểm
Điểm bắt lửa	Không bắt lửa
PEL	TWA 1 mg/m³ (tính theo Cu)[3]
REL	TWA 1 mg/m³ (tính theo Cu)[3]
IDLH	TWA 100 mg/m³ (tính theo Cu)[3]
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Đồng(I) oxit Đồng(I) selenide Đồng(I) teluride
Cation khác	Niken(II) sulfide Đồng(II) sulfide Kẽm sulfide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Y kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Đồng(I) sulfide là một sulfide của đồng, một hợp chất hóa học của đồng và lưu huỳnh. Nó có công thức hóa học Cu₂S. Nó được tìm thấy trong tự nhiên như là khoáng chất chalcocit. Thực tế hợp chất tồn tại ở một phạm vi rất hẹp, từ Cu_1,997S đến Cu_2,000S.^[4]

Điều chế và phản ứng

Cu₂S có thể được điều chế bằng cách đun nóng đồng trong hơi lưu huỳnh hoặc H₂S^[2]. Phản ứng của bột đồng trong lưu huỳnh chảy nhanh tạo ra Cu₂S, trong khi đó các bột viên của đồng đòi hỏi nhiệt độ cao hơn nhiều^[5]. Cu₂S phản ứng với oxy để hình thành SO₂:^[6]

2Cu₂S + 3O₂ → 2Cu₂O + 2SO₂↑

Trong sản xuất đồng, ⅔ đồng(I) sulfide bị oxy hóa như trên, và Cu₂O phản ứng với CuS₂ để tạo Cu kim loại:^[6]

Cu₂S + 2Cu₂O → 6Cu + SO₂↑

Cấu trúc

Có hai dạng Cu₂S: dạng Đơn nghiêng nhiệt độ thấp ("low chalcocite") có cấu trúc phức tạp với 96 nguyên tử đồng trong tế bào đơn vị^[7] và dạng lục phương ổn định trên 104 ℃^[8]. Trong cấu trúc này có 24 nguyên tử Cu khác biệt về cấu hình tinh thể và cấu trúc đã được mô tả như là một xấp xỉ với một mảng lục nguyên khép kín các nguyên tử lưu huỳnh với các nguyên tử Cu trong phối hợp phẳng 3. Cấu trúc này ban đầu được gán một tế bào hình tam giác do sự kết cặp của tinh thể mẫu.

Ngoài ra còn có một pha thể tinh thể khác biệt (khoáng chất djurleit) với công thức Cu_1,96S, không có chuẩn độ (Cu_{1,934–1,965}S) và có cấu trúc đơn nghiêng với 248 nguyên tử đồng và 128 phân tử sulfide trong tế bào đơn vị^[7]. Cu₂S và Cu_1,96S có hình dáng giống nhau và khó phân biệt chúng với nhau^[9]

Tham khảo

1. Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, ISBN 0-07-049439-8
2. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. tr. 1373. ISBN 978-0-08-022057-4.
3. ^ “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0150”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
4. Potter, R. W. (1977). “An electrochemical investigation of the system copper-sulfur”. Economic Geology. 72 (8): 1524–1542. doi:10.2113/gsecongeo.72.8.1524.
5. Blachnik R., Müller A. (2000). “The formation of Cu₂S from the elements I. Copper used in form of powders”. Thermochimica Acta. 361: 31. doi:10.1016/S0040-6031(00)00545-1.
6. ^ Wiberg, Egon and Holleman, Arnold Frederick (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
7. ^ Evans, H. T. (1979). “Djurleite (Cu_1.94S) and Low Chalcocite (Cu₂S): New Crystal Structure Studies”. Science. 203 (4378): 356–8. doi:10.1126/science.203.4378.356. PMID 17772445.
8. Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford Science Publications, ISBN 0-19-855370-6
9. Evans H.T. (1981). “Copper coordination in low chalcocite and djurleite and other copper-rich sulfides” (PDF). American Mineralogist. 66 (7–8): 807–818.