химический каталог




ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ, соединение 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 ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ х. переходят в др. кубич. модификации со структурой типа NaCl (по др. данным, типа CsCl). Все ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ 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
Температура плавления, °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
Дж/(моль х К)
45,5
50
49,7
кДж/моль
149,8
265,3
кДж/моль
-205
-192
-164
-119,2
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

аТемпература полиморфного перехода 1175 °С, перехода 1,35 кДж/моль. бТемпература полиморфного перехода 1145 °С, перехода 0,96 кДж/моль. 65 кДж/моль.

Модификации, существующие при атм. давлении,- широкозонные полупроводники. У них наблюдается пьезоэлектрич. эффект. Модификации высокого давления обладают металлич. проводимостью. ЦИНКА ХАЛЬКОГЕНИДЫ х. обладают высокой чувствительностью к электромагн. волнам, вплоть до самых коротких. Этим обусловлены основные области их применения - как люминофоров, сцинтилляторов, материалов ИК оптики и т. п.
Для сульфида ZnS уравения 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 растворы) образуется при действии H2S или (NH4)2S на нейтральные растворы солей цинка. Свежеосажденный ZnS хорошо растворим в сильных минеральных кислотах, но не растворим в уксусной кислоте, растворах щелочей, NH3, сульфидов щелочных металлов. При стоянии осадок постепенно кристаллизуется, что ведет к уменьшению растворимости в кислотах. Растворимость 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 органических растворителях не раств. Температура воспл. на воздухе 755 °С.
Получают ZnS из Zn и S в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Используют также гидротермальный метод: 3ZnO + 4S + 2NH3 + H2O 3ZnS + (NH4)2SO4, осаждение из водных растворов - из щелочных действием тиомочевины или из слабокислых (рН 2-3) действием H2S. Монокристаллы выращивают из расплава методом направленной кристаллизации под давлением Аr, из раствора в расплаве, например РbCl2, осаждением из газовой фазы - в результате возгонки, взаимодействие паров компонентов или транспортными реакциями с I2 или NH4Cl в качестве носителя, гидротермальным методом - из раствора 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); плотность 5,56 г/см3, получают взаимодействие с ZnS и S при давлении 6,5 ГПа и 400-600 °С.
Для селенида ZnSe (кубич. модификация) уравение 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 может быть осажден из раствора 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 разбавленый кислотами с выделением H2Se. Получают ZnSe взаимодействие Zn с Se, ZnS с H2SeO3 с послед, прокаливанием при 600-800 °С, при нагревании ZnS с SeO2 или смеси ZnO, ZnS с Se (2ZnO + ZnS + 3Se 3ZnSe + SO2). Предложен также метод нагревания смеси ZnO с Se и щавелевой кислотой. Монокристаллы селенида выращивают направленной кристаллизацией расплава под давлением, осаждением из газовой фазы - возгонкой, взаимодействие паров компонентов или транспортными реакциями. 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 веществ 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 температурах метаста-бильна, может быть получена только из газовой фазы; уравение 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, которая при 12-13,5 ГПа переходит в гексаген, металлич. модификацию IV со структурой типа-Sn. Устойчив на воздухе. Порошкообразный разрушается водой. В органических растворителях не раств., минеральными кислотами разлагается с выделением Н2Те.
Синтезируют ZnTe либо сплавлением компонентов в инертной атмосфере, либо при нагревании смеси ZnO с Те и щавелевой кислотой. Монокристаллы выращивают направленной кристаллизацией расплава или вытягиванием по Чохральскому. Используют также осаждение из газовой фазы - путем возгонки, взаимодействие паров компонентов или транспортными реакциями. Пленки получают из газовой фазы. ZnTe - материал для фоторезисторов, приемников ИК излучения, дозиметров и счетчиков радиоизлучения, люминофор, полупроводниковый материал, в том числе в лазерах.

Литература: 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.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
venezia дверные ручки
объемные буквы из оргстелка
5d аттракционы
замялся край двери автомобиля как исправить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(16.12.2017)