le sulfure de zinc est un composé inorganique de formule ZnS, formé de cations Zndeux+ et anions Sdeux-. On le trouve dans la nature principalement sous forme de deux minéraux: la wurtzite et la sphalérite (ou zinc blende), cette dernière étant sa forme principale.
La sphalérite est de nature noire en raison des impuretés qu'elle présente. Dans sa forme pure, il a des cristaux blancs, tandis que la wurtzite a des cristaux blanc grisâtre..
Le sulfure de zinc est insoluble dans l'eau. Il peut causer des dommages à l'environnement, car il pénètre dans le sol et contamine les eaux souterraines et ses courants.
Le sulfure de zinc peut être produit, entre autres réactions, par corrosion et par neutralisation.
Par corrosion:
Zn + HdeuxS => ZnS + Hdeux
Par neutralisation:
HdeuxS + Zn (OH)deux => ZnS + 2HdeuxOU ALORS
Le sulfure de zinc est un sel phosphorescent, ce qui lui donne la capacité de multiples utilisations et applications. De plus, c'est un semi-conducteur et un photocatalyseur.
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Le sulfure de zinc adopte des structures cristallines régies par des attractions électrostatiques entre le cation Zndeux+ et l'anion Sdeux-. Ce sont deux: la sphalérite ou la blende de zinc et la wurzite. Dans les deux cas, les ions minimisent les répulsions entre les ions de charges égales..
La blende de zinc est la plus stable dans les conditions terrestres de pression et de température; et la wurzite, qui est moins dense, résulte d'un réarrangement cristallin dû à l'augmentation de la température.
Les deux structures peuvent coexister dans le même solide ZnS en même temps, bien que, très lentement, la wurzite finisse par dominer..
L'image du haut montre la cellule unitaire cubique centrée sur les faces de la structure de zinc blende. Les sphères jaunes correspondent aux anions Sdeux-, et les gris aux cations Zndeux+, situé aux coins et au centre des faces du cube.
Notez les géométries tétraédriques autour des ions. La blende de zinc peut également être représentée par ces tétraèdres, dont les trous à l'intérieur du cristal ont la même géométrie (trous tétraédriques).
De même, dans les cellules unitaires, la proportion de ZnS est remplie; c'est-à-dire un rapport 1: 1. Ainsi, pour chaque cation Zndeux+ il y a un anion Sdeux-. Dans l'image, il peut sembler que les sphères grises abondent, mais en réalité, puisqu'elles sont dans les coins et au centre des faces du cube, elles sont partagées par d'autres cellules.
Par exemple, si vous prenez les quatre sphères jaunes qui se trouvent à l'intérieur de la boîte, les «morceaux» de toutes les sphères grises qui l'entourent devraient être égaux (et ils le font) quatre. Ainsi, dans la cellule unitaire cubique, il y a quatre Zndeux+ et quatre Sdeux-, respectant le rapport stoechiométrique ZnS.
Il est également important de souligner qu'il y a des trous tétraédriques devant et derrière les sphères jaunes (l'espace qui les sépare les unes des autres).
Contrairement à la structure du zinc blende, la wurzite adopte un système cristallin hexagonal (image du haut). C'est moins compact, donc le solide a une densité plus faible. Les ions de la wurzite ont également un environnement tétraédrique et un rapport 1: 1 qui correspond à la formule ZnS..
Il peut être présenté de trois manières:
-Wurtzite, avec cristaux blancs et hexagonaux.
-Sphalérite, avec cristaux blanc grisâtre et cristaux cubiques.
-Sous forme de poudre blanche à blanc grisâtre ou jaunâtre et de cristaux cubiques jaunâtres.
1700 ° C.
Pratiquement insoluble (0,00069 g / 100 ml à 18 ° C).
Insoluble dans les alcalis, soluble dans les acides minéraux dilués.
Sphalérite 4,04 g / cm3 et wurtzite 4,09 g / cm3.
A une dureté de 3 à 4 sur l'échelle de Mohs.
Lorsqu'il contient de l'eau, il s'oxyde lentement en sulfate. Dans un environnement sec, il est stable.
Lorsqu'il est chauffé à des températures élevées, il émet des vapeurs toxiques d'oxydes de zinc et de soufre.
La configuration électronique de Zn est [Ar] 3ddix4 sdeux. En perdant les deux électrons de l'orbitale 4s, il reste comme le cation Zndeux+ avec leurs orbitales d remplies. Par conséquent, puisque électroniquement Zndeux+ il est beaucoup plus stable que Zn+, il n'a qu'une valence de +2.
Par conséquent, il est omis pour la nomenclature du stock, en ajoutant sa valence entre parenthèses et avec des chiffres romains: sulfure de zinc (II).
Mais il existe d'autres moyens d'appeler le ZnS en plus de celui déjà soulevé. En systématique, le nombre d'atomes de chaque élément est spécifié avec les numérateurs grecs; à la seule exception de l'élément à droite lorsqu'il n'en est qu'un. Ainsi, le ZnS est nommé comme suit: singesulfure de zinc (et non monosulfure de monozinc).
Par rapport à la nomenclature traditionnelle, le zinc ayant une seule valence de +2 est ajouté en ajoutant le suffixe -ico. Par conséquent, son nom traditionnel en résulte: sulfure de zincico.
-Le sachtolith est un pigment blanc à base de sulfure de zinc. Utilisé dans les calfeutrants, les mastics, les mastics, les sous-couches, les peintures au latex et la signalisation.
Son utilisation en combinaison avec des pigments absorbant la lumière ultraviolette, tels que des pigments de micro-titane ou d'oxyde de fer transparent, est nécessaire dans les pigments résistants aux intempéries.
-Lorsque le ZnS est appliqué sur des peintures au latex ou texturées, il a une action microbicide prolongée.
-En raison de sa grande dureté et de sa résistance à la casse, à l'érosion, à la pluie ou à la poussière, il convient aux fenêtres infrarouges extérieures ou aux châssis d'avions.
-Le ZnS est utilisé dans le revêtement des rotors utilisés dans le transport des composés, pour réduire l'usure. Il est également utilisé dans la production d'encres d'impression, de composés isolants, de pigmentation thermoplastique, de plastiques ignifuges et de lampes électroluminescentes..
-Le sulfure de zinc peut être transparent et peut être utilisé comme fenêtre pour les optiques visibles et les optiques infrarouges. Utilisé dans les appareils de vision nocturne, les écrans de télévision, les écrans radar et les revêtements fluorescents.
-Le ZnS avec dopage Cu est utilisé dans la production de panneaux d'électroluminescence. En outre, il est utilisé dans la propulsion de fusées et la gravimétrie.
-Sa phosphorescence est utilisée pour teinter les aiguilles de l'horloge et ainsi afficher l'heure dans l'obscurité; également dans la peinture pour jouets, dans les panneaux de signalisation et les avertissements routiers.
La phosphorescence permet l'utilisation de sulfure de zinc dans les tubes cathodiques et les écrans à rayons X pour briller dans les taches sombres. La couleur de la phosphorescence dépend de l'activateur utilisé.
-La sphalérite et la wurtzite sont des semi-conducteurs à fente à large bande. La sphalérite a une fente de bande de 3,54 eV, tandis que la wurtzite a une fente de bande de 3,91 eV.
-Le ZnS est utilisé dans la préparation d'un photocatalyseur composé de CdS - ZnS / zirconium - phosphate de titane utilisé pour la production d'hydrogène sous lumière visible.
-Il agit comme un catalyseur de la dégradation des polluants organiques. Utilisé dans la préparation d'un synchroniseur de couleur dans les lampes LED.
-Ses nanocristaux sont utilisés pour la détection ultrasensible des protéines. Par exemple, en émettant de la lumière à partir de points quantiques de ZnS. Il est utilisé dans la préparation d'un photocatalyseur combiné (CdS / ZnS) -TiO2 pour la production électrique par photoélectrocatalyse.
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