Neodym(III)-sulfid

Allgemeines
Name	Neodym(III)-sulfid
Andere Namen	Dineodymiumtrisulfid
Summenformel	Nd2S3
Kurzbeschreibung	hellgrüner Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12035-32-4 EG-Nummer 234-820-7 ECHA-InfoCard 100.031.642 PubChem 166011 ChemSpider 145460 Wikidata Q18212129
Eigenschaften
Molare Masse	384,68 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	5,46 g·cm^−3[2]
Schmelzpunkt	2207 °C[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Neodym(III)-sulfid ist eine anorganische chemische Verbindung aus der Gruppe der Sulfide.

Gewinnung und Darstellung

Neodym(III)-sulfid kann durch Reaktion von Neodym(III)-oxid mit Schwefelwasserstoff bei 1450 °C gewonnen werden.^[4]

${\displaystyle {\ce {Nd2O3 + 3 H2S -> Nd2S3 + 3 H2O}}}$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Umsetzung von elementarem Neodym mit Schwefel in einem evakuierten Glasrohr, welches in einen 2-Zonen-Ofen eingebracht wird. Die Zonentemperaturen liegen bei 400 °C und 100 °C. Nachdem sämtlicher Schwefel abreagiert ist, wird die Ampulle bei 1000 °C getempert und man erhält die Verbindung in polykristalliner Form^[5]:

${\displaystyle {\ce {2 Nd + 3 S -> Nd2S3}}}$

Stäbchenförmige Einkristalle mit bis zu 1 cm Länge lassen sich über eine Modifizierung der Synthese aus den Elementen erhalten. Hierzu wird neben Neodym und Schwefel elementares Iod in die zu evakuierende Ampulle gegeben. Im 2-Zonen-Ofen entsteht nun primär ${\displaystyle {\ce {NdSI}}}$. Wird die erhaltene Verbindung in der Ampulle auf 1100 bis 1200 °C erhitzt und hier für mindestens 20 Stunden gehalten, so zersetzt sich die Verbindung und es wachsen Neodym(III)-sulfid-Einkristalle in einer Schmelze aus Neodym(III)-iodid. Nach dem Öffnen der Ampulle können Anhaftungen des Iodids an den Einkristallen mit Wasser oder Wasser-Ethanol-Mischungen abgespült werden^[5]:

${\displaystyle {\ce {6 Nd + 6 S + 3 I2 -> 6 NdSI}}}$

${\displaystyle {\ce {3 NdSI -> Nd2S3 + NdI3}}}$

Eigenschaften

Neodym(III)-sulfid ist ein (als γ-Modifikation) hellgrüner Feststoff^[1]. Die Verbindung kommt in drei Modifikationen vor. Die α-Form hat eine orthorhombische, die β-Form eine tetragonale und die γ-Form eine kubische Kristallstruktur. Bei 1650 °C im Vakuum zersetzt sich die γ-Verbindung, wobei sich das Monosulfid bildet.^[4]

Verwendung

Wie auch andere Seltenerd-Sulfide, findet Neodym(III)-sulfid Verwendung als anorganisches Hochleistungs-Pigment.^[1]

Einzelnachweise

1. Edwin B. Faulkner, Russell J. Schwartz: High Performance Pigments. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 3-527-62692-1, S. 28 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
2. David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition. CRC Press, 2004, ISBN 0-8493-0484-9, S. 4–84. 
3. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. G. Meyer, Lester R. Morss (Hrsg.): Synthesis of Lanthanide and Actinide Compounds. Springer, 1991, ISBN 0-7923-1018-7, S. 329–335 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
5. A. W. Sleight and D. P. Kelly: Rare-earth sesquisulfides, Ln₂S₃. In: Aaron Wold and John K. Ruff (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 14. McGraw-Hill Book Company, Inc., 1973, ISBN  07-071320-0 (defekt), S. 152–155 (englisch).