Сульфид кадмия
Сульфи́д ка́дмия — химическое соединение кадмия и серы с формулой CdS. Сульфид кадмия существует в виде минералов гринокит и хоулиит, которые встречаются в виде жёлтых налетов на сфалерите (ZnS) и смитсоните.
| Сульфид кадмия | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Общие | |||
| Систематическое наименование |
сульфид кадмия | ||
| Традиционные названия | сернистый кадмий; как пигмент: кадмиевая желть, кадмиевый жёлтый | ||
| Хим. формула | CdS | ||
| Рац. формула | CdS | ||
| Физические свойства | |||
| Состояние | кристаллическое | ||
| Молярная масса | 144,46 г/моль | ||
| Плотность | 4,82 г/см³ | ||
| Термические свойства | |||
| Температура | |||
| • плавления | 1748 °C (гексаг.) [1] | ||
| • сублимации | 980 °C | ||
| Энтальпия | |||
| • образования | −144 кДж/моль | ||
| Химические свойства | |||
| Растворимость | |||
| • в воде | нерастворим | ||
| Структура | |||
| Кристаллическая структура |
цинковой обманки a = 0.58320 нм;[2] вюрцита a = 0.41348 нм, c = 0.6749 нм;[2] |
||
| Классификация | |||
| Рег. номер CAS | 1306-23-6 | ||
| PubChem | 14783 | ||
| Рег. номер EINECS | 215-147-8 | ||
| SMILES | |||
| InChI | |||
| RTECS | EV3150000 | ||
| ChEBI | 50833 | ||
| Номер ООН | 2570 | ||
| ChemSpider | 7969586 | ||
| Безопасность | |||
| Фразы риска (R) | R45, R22, R48/23/25, R62, R63, R68, R53 | ||
| Фразы безопасности (S) | S53, S45, S61 | ||
| NFPA 704 | |||
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |||
 Медиафайлы на Викискладе | |||
Распространение в природе
На территории бывшего СССР хоулитсодержащие руды встречаются в Алтын-Топкан в Узбекистане. Гринокит, как правило, обнаруживается в ксантохроите в виде рентгеноаморфной разности[3]. Минералы гринокит и хоулиит не широко распространены в природе, поэтому для промышленного использования и научно-технических работ сульфид кадмия получают путём синтеза.
Структурные свойства
Сульфид кадмия кристаллизуется в двух основных модификациях — сфалерит (цинковая обманка) и вюрцит. Для гринокита характерна гексагональная структура вюрцита. Он имеет желтоватый цвет с удельной массой 4,7 г/см³ и твердостью Мооса 3,8. Хоулиит имеет кубическую структуру сфалерита (цинковой обманки).
Применение
Пигменты
Пигменты на основе сульфида кадмия ценятся за их хорошую температурную стабильность во многих полимерах, например, конструкционных пластмассах. При замещении части атомов серы селеном в кристаллах CdS можно получать самые разнообразные цвета красителей от зелёно-жёлтого до красно-фиолетового. Климатическая устойчивость для этого красителя равна 8, то есть он устойчив к солнечному ультрафиолетовому излучению. Краска на основе сульфида кадмия называется кадмиевая желть, кадмиевый жёлтый или просто кадмий.
Оптоэлектроника и люминесценция
Сульфид кадмия является широкозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 2,42 эВ при 300 K. Это свойство CdS используется в оптоэлектронике, как в фотоприёмниках, так и в солнечных батареях. Сульфид кадмия используют для изготовления фоторезисторов (приборов, электрическое сопротивление которых меняется в зависимости от освещенности). Сульфид кадмия применяется в качестве люминофора (также в смеси с сульфидом цинка и прочими примесями).
Регистрация элементарных частиц
Из монокристаллов сульфида кадмия изготавливают сцинтилляторы для регистрации элементарных частиц и гамма-излучения.
Лазерная техника
Монокристаллы сульфида кадмия могут использоваться в качестве рабочего тела твердотельных лазеров[4][5].
Пьезо- и пироэлектрика
Обе кристаллические модификации CdS (кубическая и гексагональная) проявляют пьезоэлектрические свойства, а гексагональная, кроме того, — пироэлектрические[6].
Нанотехнологии
На основе сульфида кадмия создают наноструктурированные материалы (квантовые точки, нанопроволоки, нанотрубки и т. д.), то есть обычные соединения, синтезированные в искусственно созданных границах «ограниченной геометрии». Такие материалы находят применение в медицине и биологии в качестве люминесцентных меток. Также они могут использоваться в оптоэлектронике, лазерах, светодиодах, QD-LED дисплеях и т. д.
Ссылки
- International Chemical Safety Card 0404
- IARC Monograph: «Cadmium and Cadmium Compounds» Last access Nov. 2005.
- National Pollutant Inventory — Cadmium and compounds
- Report by the Academy of Medical Sciences to the Chief Scientific Adviser, Ministry of Defence on the Zinc Cadmium Sulphide dispersion trials undertaken in the United Kingdom between 1953 and 1964.
- Cadmium(II) sulphide information at Webelements.
- Бовина Л. А. и др. Физика соединений AIIBVI / под ред. А. Н. Георгобиани, М. К. Шейнкмана. — М. : Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — 319, [1] с. : рис., табл. — 2600 экз.
Примечания
- Георгобиани А. Н., Шейнкман М. К. (ред.). Физика соединений AIIBVI. — Учеб. пособие. — Москва: Наука, 1986. — С. 284.
- Георгобиани А. Н., Шейнкман М. К. (ред.). Физика соединений AIIBVI. — Учеб. пособие. — Москва: Наука, 1986. — С. 289.
- Яхонтова Л. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза.. — Учеб. пособие. — Владивосток: Дальнаука, 2000. — С. 331. — ISBN 5-7442-1235-3.
- Akimov Yu. A. et al. KGP-2: AN ELECTRON-BEAM-PUMPED CADMIUM SULFIDE LASER (англ.) // Soviet Journal of Quantum Electronics : journal. — 1972. — Vol. 2, no. 3. — P. 284. — doi:10.1070/QE1972v002n03ABEH004443.
- Agarwal R. et al. Lasing in Single Cadmium Sulfide Nanowire Optical Cavities (англ.) // Nano Letters : journal. — 2005. — Vol. 5, no. 5. — P. 917—920. — doi:10.1021/nl050440u. — arXiv:cond-mat/0412144v1. — PMID 15884894.
- Minkus W. Temperature Dependence of the Pyroelectric Effect in Cadmium Sulfide (англ.) // Physical Review : journal. — 1965. — Vol. 138, no. 4A. — P. A1277. — doi:10.1103/PhysRev.138.A1277.
 |
|---|