Tantal(IV) sulfide

Tantal(IV) sulfide
Kết cấu tinh thể thể hiện hai tấm S-Ta-S xếp chồng lên nhau
Mẫu tantal(IV) sulfide
Danh pháp IUPAC	Tantal(IV) sulfide
Tên khác	Tantal disulfide
Nhận dạng
Số CAS	12143-72-5
PubChem	82945
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ S=[Ta]=S
InChI	đầy đủ 1S/2S.Ta
Thuộc tính
Công thức phân tử	TaS2
Khối lượng mol	245,079 g/mol[1]
Bề ngoài	tinh thể màu đen[1]
Khối lượng riêng	6,86 g/cm³[1]
Điểm nóng chảy	> 3000 °C [1]
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	không tan[1]
Độ hòa tan	tạo phức với amonia
Các nguy hiểm
Phân loại của EU	không có danh sách
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). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Tantal(IV) sulfide là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học TaS₂. Nó có cấu trúc tương tự như molybden(IV) sulfide – MoS₂. TaS₂ là một chất bán dẫn với cấu hình điện tử d¹. Mặc dù có một tài liệu không rõ ràng, TaS₂ đã là chủ đề của nhiều nghiên cứu vì nó xen kẽ linh hoạt các electron và nó có sự chuyển tiếp pha bất thường ở nhiệt độ thấp.

Điều chế

TaS₂ được điều chế bằng phản ứng của bột tantal và lưu huỳnh ở nhiệt độ khoảng 900 °C. Nó được tinh chế và tinh thể hóa bằng chuyển đổi hóa học sử dụng iod:

TaS₂ + 2 I₂ ⇌ TaI₄ + 2 S

Tính chất

(a): Sơ đồ của kiểu sao David trong 1T-TaS₂ với các nguyên tử xanh là S và tím là Ta. (b) và (c) là ảnh STM chụp ở độ phóng đại 6.5K ở các độ phóng đại khác nhau, trước và sau khi áp dụng xung 2,8 V. thông qua STM. Hình ảnh góc cho thấy phóng to hình ảnh ~ 10 lần.

Ba cấu trúc tinh thể chính được biết đến của TaS₂: trigonal 1T với một tấm S-Ta-S trên mỗi tinh thể, hexagonal 2H với hai tấm S-Ta-S và rhombohedraling 3R với ba tấm S-Ta-S trên mỗi tinh thể; Cấu trúc 4H và 6R cũng được quan sát, nhưng thường ít hơn. Những đa hình này đa phần khác nhau bởi sự sắp xếp tương đối của tấm S-Ta-S chứ không phải là cấu trúc của tấm.

2H-TaS₂ là chất siêu dẫn có nhiệt độ chuyển đổi hàng loạt TC = 0,5, tăng lên 2,2 K ở dạng mảnh với độ dày của một vài lớp nguyên tử. Giá trị TC lớn tăng lên đến 8K ở 10 GPa và sau đó bão hòa với áp suất tăng lên. Ngược lại, 1T-TaS₂ bắt đầu siêu dẫn ở ~ 2 GPa; như là một chức năng của áp lực TC của nó nhanh chóng tăng lên đến 5 K tại ~ 4 GPa và sau đó bão hòa.

Ở áp suất xung quanh và nhiệt độ thấp 1T-TaS₂ là chất cách điện Mott. Khi nung, nó thay đổi ở trạng thái TCDW ở nhiệt độ T_TCDW ~ 220 K tới trạng thái sóng mang điện tích gần như tương xứng (NCCDW) tại T_ICCDW ~ 350 K.

Trong trạng thái CDW, mạng lưới TaS₂ biến dạng để tạo ra một mẫu ngôi sao David. Áp dụng các xung điện áp (~ 2–3 V) trong một kính hiển vi đường hầm quét (STM) tới trạng thái CDW tạo ra một "trạng thái khảm" bao gồm các miền có kích cỡ nano mét, trong đó cả các miền ấy và các bức tường của chúng đều có độ dẫn kim loại. Cấu trúc khảm này có thể phân hủy và dần dần biến mất khi nung từ 5 đến 50 K.

Hợp chất khác

Phức hợp TaS₂·NH₃ được tạo thành khi cho TaS₂ tác dụng với NH₃ ở thể khí hoặc lỏng. TaS₂ phản ứng với NH₃ tạo thành chất lỏng màu xanh dương-đen, khi tách ra ở dạng bột/tinh thể có màu tương tự.^[2] Có hai dạng tinh thể của phức hợp này được biết đến. Dạng lục phương có khối lượng riêng D = 5,02 g/cm³, đối với dạng trực thoi D = 4,77 g/cm³.^[3]

Tham khảo

1. ^ Haynes, William M. biên tập (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 92). Boca Raton, FL: CRC Press. tr. 4.93. ISBN 1439855110.
2. R. R. Chianelli, J. C. Scanlon, M. S. Whittingham, F. R. Gamble (ngày 1 tháng 5 năm 1975). Structural studies of the intercalation complexes titanium sulfide-ammonia (TiS₂·NH₃) and tantalum sulfide-ammonia (TaS₂·NH₃). Inorg. Chem. 1975, 14 (7): 1691–1696. doi:10.1021/ic50149a052.
3. Villars, Pierre; Cenzual, Karin; Gladyshevskii, Roman (24 tháng 7 năm 2017). Handbook (bằng tiếng Anh). Walter de Gruyter GmbH & Co KG. ISBN 978-3-11-043655-6.