ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ, соед. Zn с халькогенами (табл.). При атм. давлении существуют в виде двух модификаций - стабильной кубической со структурой типа сфалерита (пространств. группа F43m, z = 4) и метастабильной гексагональной типа вюрцита (пространств. группа P63mc, z = 2). Возможно получение кристаллов со структурами, включающими кубич. (трехслойные) и гексагон. (двухслойные) упаковки. Особенно много политипных модификаций (до 150) известно у ZnS. При высоких давлениях все Ц. х. переходят в др. кубич. модификации со структурой типа NaCl (по др. данным, типа CsCl). Все Ц. х. могут иметь отклонения от стехиометрии, испаряются конгруэнтно с диссоциацией в парах на компоненты.

СВОЙСТВА ХАЛЬКОГЕНИДОВ ЦИНКА
Показатель
ZnS
ZnSe
ZnTe
Цвет
Бесцв.
Желтый
Красный
Сингония
Кубич.а
Гекса-гон.
Кубич.6
Гекса-гон.
Кубич.
Гекса-гон.
Параметры решетки, нм:
а

0,54109

0,38225

0,5656

0,3996

0,6085

0,4310

с
_
0,62613
_
0,6626
_
0,7090
Т. пл., °С
1820 (0,37 МПа)
1575 (0,053 МПа)
1305 (0,064 МПа)
~
Т. возг., °С
1178
1185
_
_
Плотн., г/см3
4,09
4,08
5,42
5,72
6023-31.jpg Дж/(моль х К)
45,5
50
49,7
6023-32.jpg кДж/моль
149,8
265,3
6023-33.jpg кДж/моль
-205
-192
-164
-119,2
6023-34.jpg Дж/(моль х К)
57,7
84
92
Теплопроводность,

Вт/(см х К)

0,026
0,19
0,18
Коэф. преломления
2,37
2,66
2,97
Ширина запрещенной зоны, эВ
3,7
3,8
2,7
2,24
Эффективная масса:
электронов

0,27


0,17



дырок
0,58
_
0,6
_
0,6
Подвижность, см2/(В х с): электронов

200

140

530

340

дырок
5
28
110

аТ-ра полиморфного перехода 1175 °С,6023-35.jpg перехода 1,35 кДж/моль. бТ-ра полиморфного перехода 1145 °С,6023-36.jpg перехода 0,96 кДж/моль.6023-37.jpg 65 кДж/моль.

Модификации, существующие при атм. давлении,- широкозонные полупроводники. У них наблюдается пьезоэлектрич. эффект. Модификации высокого давления обладают металлич. проводимостью. Ц. х. обладают высокой чувствительностью к электромагн. волнам, вплоть до самых коротких. Этим обусловлены осн. области их применения - как люминофоров, сцинтилляторов, материалов ИК оптики и т. п.
Для сульфида ZnS ур-ния температурной зависимости давления пара: для сфалерита lg p (мм рт. ст.) = 10,571 — 13846/T (1095- 1435К); для вюрцита lg p (мм рт.ст.) = 9,842 - 13026/T (1482 - 1733 К). Переход в кубич. фазу III (а = 0,499 нм при ~ 18 ГПа) наблюдается при давлении 16,4 ГПа, обратный переход - при 10-11 ГПа. ZnS в виде белого аморфного осадка (легко дающего коллоидные р-ры) образуется при действии H2S или (NH4)2S на нейтральные р-ры солей цинка. Свежеосажденный ZnS хорошо раств. в сильных минеральных к-тах, но не раств. в уксусной к-те, р-рах щелочей, NH3, сульфидов щелочных металлов. При стоянии осадок постепенно кристаллизуется, что ведет к уменьшению р-римости в к-тах. Р-римость ZnS (в форме сфалерита) в воде ~6 x 10-6 % по массе. Во влажном воздухе и в виде водной суспензии медленно окисляется до ZnSO4. В орг. р-рителях не раств. Т-ра воспл. на воздухе 755 °С.
Получают ZnS из Zn и S в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Используют также гидротермальный метод: 3ZnO + 4S + 2NH3 + H2O6023-38.jpg 3ZnS + (NH4)2SO4, осаждение из водных р-ров - из щелочных действием тиомочевины или из слабокислых (рН 2-3) действием H2S. Монокристаллы выращивают из расплава методом направленной кристаллизации под давлением Аr, из р-ра в расплаве, напр. РbС12, осаждением из газовой фазы - в результате возгонки, взаимод. паров компонентов или транспортными р-циями с I2 или NH4C1 в качестве носителя, гидротермальным методом - из р-ра Н3РО4 или КОН. Пленки сульфида выращивают обычно напылением.
ZnS - люминофор для экранов электронно-лучевых и рентгеновских трубок, сцинтилляторов и т. п., полупроводниковый материал, компонент белого пигмента (см. Литопон). Прир. минералы сфалерит и вюрцит (вюртцит) - сырье для извлечения Zn.
Дисульфид ZnS2 - кристаллы с кубич. структурой типа пирита (а = 0,59542 нм, z = 4, пространств. группа РаЗ); плотн. 5,56 г/см3, получают взаимод. с ZnS и S при давлении 6,5 ГПа и 400-600 °С.
Для селенида ZnSe (кубич. модификация) ур-ние температурной зависимости давления пара: lg p (мм рт. ст.) = 9,436-12140/T(952-1209К). При давлении 13,5 ГПа переходит в кубич. металлич. модификацию (а = 0,511 нм). ZnSe м. б. осажден из р-ра в виде лимонно-желтого, плохо фильтрующегося осадка. Влажный ZnSe очень чувствителен к действию воздуха. Высушенный или полученный сухим путем устойчив на воздухе, окисление его с улетучиванием SeO2 начинается при 300-350 °С. Разлагается разб. к-тами с выделением H2Se. Получают ZnSe взаимод. Zn с Se, ZnS с H2SeO3 с послед, прокаливанием при 600-800 °С, при нагр. ZnS с SeO2 или смеси ZnO, ZnS с Se (2ZnO + ZnS + 3Se6023-39.jpg 3ZnSe + SO2). Предложен также метод нагревания смеси ZnO с Se и щавелевой к-той. Монокристаллы селенида выращивают направленной кристаллизацией расплава под давлением, осаждением из газовой фазы - возгонкой, взаимод. паров компонентов или транспортными р-циями. Пленки получают из газовой фазы. ZnSe - лазерный материал, компонент люминофоров. В природе - минерал штиллеит.
Диселенид ZnSe2 со структурой типа пирита (а = 0,62930 нм) получен из простых в-в под давлением 6,5 ГПа при 1000-1300 °С.
Теллурид ZnTe в зависимости от способа получения -серый порошок, краснеющий при растирании, или красные кристаллы. Гексаген, модификация при всех т-рах метаста-бильна, м. б. получена только из газовой фазы; ур-ние температурной зависимости давления пара для кубич. модификации: lg p (мм рт. ст.) = 9,718-11513/T (918-1095К). Под давлением 8,5-9 ГПа превращается в кубич. фазу III, к-рая при 12-13,5 ГПа переходит в гексаген, металлич. модификацию IV со структурой типа6023-40.jpg-Sn. Устойчив на воздухе. Порошкообразный разрушается водой. В орг. р-рителях не раств., минеральными к-тами разлагается с выделением Н2Те.
Синтезируют ZnTe либо сплавлением компонентов в инертной атмосфере, либо при нагр. смеси ZnO с Те и щавелевой к-той. Монокристаллы выращивают направленной кристаллизацией расплава или вытягиванием по Чохральскому. Используют также осаждение из газовой фазы - путем возгонки, взаимод. паров компонентов или транспортными р-циями. Пленки получают из газовой фазы. ZnTe - материал для фоторезисторов, приемников ИК излучения, дозиметров и счетчиков радиоизлучения, люминофор, полупроводниковый материал, в т. ч. в лазерах.


===
Исп. литература для статьи «ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ»:
Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе, М., 1975; МорозоваН.К., Кузнецов В. А., Сульфид цинка. Получение и оптические свойства, М., 1987.

П. И. Федоров.

Страница «ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков