Сульфид меди(I)
Сульфид меди(I) | |
---|---|
![]() Кристаллическая структура халькозина | |
Систематическое название | Моносульфид димеди |
Другие названия | Сульфид меди(I) |
Химическая формула | Cu2S |
Эмпирическая формула | Cu2−XS, x = 0÷0,10 |
Внешний вид | твердое вещество темно-серого цвета |
Свойства | |
Молярная масса | 159,16 г/моль |
Температура плавления | 1129 °C (1402,15 К) |
Температура разложения | 700 °C (в вакууме) |
Фазовые переходы | 103 °C (ромб. → гекс.) 437 °C (гекс. → куб.) |
Плотность | 5,81 г/см³ |
Твёрдость по Моосу | 2,5÷3,0 |
Растворимость в воде | 1,3⋅10−15 г/100 мл |
Произведение растворимости | 2,3⋅10−48 |
Токсикологические данные | |
ПДК | в воздухе 4 мг/м3 |
Структура | |
Кристаллическая решётка | Орторомбическая |
Термодинамические свойства | |
Стандартная энтальпия образования | −79 кДж/моль |
Энтальпия плавления | +23,01 кДж/моль |
Стандартная молярная энтропия | +121 Дж/(моль·К) |
Стандартная энергия образования Гиббса | −86 кДж/моль |
Классификация | |
Регистрационный номер CAS | 22205-45-4 |
Регистрационный номер EC | 244-842-9 |
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа). |
Сульфи́д ме́ди(I) — неорганическое вещество с формулой . Относится к классу бинарных соединений. Может также рассматриваться как соль одновалентной меди и сероводородной кислоты.
Нахождение в природе
Сульфид меди(I) в природе встречается в виде минерала халькозина (устаревшие названия: халькоцит, редрутит, медный блеск). Также, по составу данному соединению близок минерал джюрлеит, иногда называют джарлеит[1] (подробнее см. Сульфиды меди). Основные свойства представлены в таблице.
Халькозин[2] | Джюрлеит[3] | |
---|---|---|
Состав | Cu2S | Cu1,94S |
Цвет | темно-серый | чёрный |
Сингония | ромбическая | моноклинная |
Плотность, г/см³ | 5,5—5,8 | 5,5—5,7 |
Твердость | 2,5—3,0 | 2,2—2,4 |
Физические свойства
Сульфид меди(I) — твердое вещество темно-серого цвета, нерастворимое в воде и этаноле[4].
Cu2S существует в трёх кристаллических модификациях[5]:
- α-Cu2S, ромбическая сингония, пространственная группа Ab 2m, параметры ячейки a = 1,1190 нм, b = 2,728 нм, c = 1,341 нм, Z = 96, d = 5,81 г/см3;
- β-Cu2S, гексагональная сингония, пространственная группа P 63/mmc, параметры ячейки a = 0,389 нм, c = 0,668 нм, Z = 2, d = 5,78 г/см3;
- γ-Cu2S, кубическая сингония, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,5735 нм, Z = 4, d = 5,60 г/см3.
Температуры фазовых переходов: α → β 103 °C, β → γ 437 °C.
Сульфид меди(I) склонен к образованию нестехиометрических соединений, свойства которых могут сильно отличаться от стехиометрических[5].
Химические свойства
Реакции при высоких температурах
При атмосферном давлении в инертной атмосфере:
В вакууме:
С водяным паром:
С кислородом:
С хлором:
С сульфидом железа(II) и серой:
Реакции в растворах
Сульфид меди(I) не реагирует с соляной кислотой.
Растворяется в горячей концентрированной азотной кислоте, концентрированном растворе цианида калия:
Медленно растворяется в холодной концентрированной азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, концентрированном растворе аммиака:
Восстанавливает Fe3+ до Fe2+ (в растворе):
Получение
Сульфид меди(I) может быть получен одним из следующих способов[4].
Нагреванием металлической меди с серой в вакууме:
Нагреванием металлической меди в токе диоксида серы:
Термическим разложением сульфида меди(II):
Нагреванием сульфида меди(II) в токе водорода:
Нагреванием оксида меди(I) с серой:
Монокристаллы сульфида меди(I) получают при помощи зонной плавки[5].
Применение
Руды, содержащие сульфид меди(I) — один из видов сырья для производства меди, медного купороса. Сульфид меди(I) — компонент медного штейна при пирометаллургическом получении меди. Также используется как полупроводник, компонент полупроводниковых сплавов[5].
Влияние на здоровье
Пыль сульфида меди(I) токсична, ПДК в воздухе 4 мг/м³.[5]
См. также
- Халькозин
- Сульфиды меди
- Сульфид меди(II)
Примечания
- ↑ Яхонтова Л. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза. Учеб. пособие. Владивосток: Дальнаука, 2000. 331 с. Архивная копия от 2 апреля 2015 на Wayback Machine ISBN 5-7442-1235-3
- ↑ Халькозин на webmineral.com (неопр.). Дата обращения: 13 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
- ↑ Джюрлеит на webmineral.com (неопр.). Дата обращения: 13 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
- ↑ 1 2 Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Реакции неорганических веществ: справочник. — М.: Дрофа, 2007. — С. 151.
- ↑ 1 2 3 4 5 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2464.html Сульфиды меди на xumuk.ru] (неопр.).
H2S | |||||||||||||||||
Li2S | BeS | B2S3 BS2 B2S5 | CS2 | NH4HS (NH4)2S H8N2MoS4 | O | F | |||||||||||
Na2S NaHS NaCrS2 | MgS | Al2S3 | SiS SiS2 | P4S3 P4S7 P4S10 | S | Cl | |||||||||||
K2S KBiS2 KFeS2 KHS K2Pt4S6 KCrS2 | CaS Сa(HS)2 | ScS Sc2S3 | Ti6S Ti16S21 Ti2S TiS Ti8S9 Ti8S10 Ti2S3 TiS2 TiS3 | V3S V5S4 VS V2S3 V5S8 VS2 V2S5 VS4 | CrS Cr5S6 Cr7S8 Cr3S4 Cr2S3 CoCr2S4 KCrS2 NaCrS2 | MnS MnS2 | FeS FeS2 CuFeS2 Fe3S4 Fe2S3 KFeS2 | CoS CoS2 Co9S8 Co3S4 CoCr2S4 Co2S3 CoAsS | Ni2S Ni3S2 Ni6S5 Ni7S6 NiS2 NiS Ni3S4 | Cu2S CuS CuFeS2 CuS2 | ZnS | Ga2S GaS Ga2S3 | GeS GeS2 | As4S4 As4S5 As4S3 As2S3 As2S5 | Se6S2 SeS SeS2 Se2S6 | Br | |
Rb2S | SrS SrS2 | YS Y5S7 Y2S3 YS2 | Zr9S2 ZrS2 Zr3S2 ZrS Zr2S ZrOS ZrS3 | NbS NbS2 NbS2Br2 NbS2Cl2 NbS3 | Mo2S3 MoS2 MoS3 | Tc2S7 | RuS2 | Rh17S15 Rh2S3 RhS2 | Pd4S Pd3S Pd16S7 Pd2S PdS PdS2 | Ag2S AgS Ag3SbS3 | CdS | In2S InS In6S7 In3S4 In2S3 In3S5 | SnS Sn3S4 Sn2S3 SnS2 | Sb2S3 Sb2S5 | Te | I | |
Cs2S Cs2S2 Cs2S3 Cs2S5 Cs2S6 | BaS Ba(HS)2 | Hf2S HfS Hf2S3 HfS2 HfS3 | Ta6S Ta2S TaS2 TaS3 | WS2 WS3 | ReS ReS2 Re2S7 | OsS2 OsS4 | IrS Ir2S3 IrS2 IrS3 | PtS K2Pt4S6 Pt2S3 PtS2 | Au2S AuS Au2S3 | Hg2S HgS Hg3S2Cl2 | Tl2S TlS Tl2S3 Tl2S5 | PbS PbS2 | BiS KBiS2 Bi2S3 BiSI BiSCl | PoS | At | ||
Fr | Ra | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | ||
↓ | |||||||||||||||||
LaS La3S4 La2O2S La2S3 LaS2 | CeS Ce3S4 Ce5S7 Ce2S3 CeS2 | PrS Pr5S7 Pr3S4 Pr2O2S Pr2S3 PrS2 | NdS Nd3S4 Nd2O2S Nd2S3 | Pm | SmS Sm3S4 Sm2S3 | EuS Eu3S4 Eu2O2S Eu2S3 | GdS Gd2S3 GdS2 | Tb | DyS Dy5S7 Dy2S3 DyS2 | HoS Ho5S7 Ho2O2S Ho2S3 | Er5S7 ErS Er2S3 | Tm | YbS Yb3S4 Yb2S3 | LuS Lu2O2S Lu2S3 | |||
Ac2S3 | US U2S3 US2 U2S5 US3 | PaOS | ThS Th2S3 Th7S12 ThS2 Th2S5 | NpS Np2S3 NpOS Np3S5 NpS3 | PuS Pu2O2S Pu2S3 PuS2 | Am2S3 | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |