Struktur tembaga sulfida, sifat, penggunaan

Dia Tembaga sulfida Ini adalah keluarga senyawa anorganik yang formula kimianya adalah Cu_XS_Dan. Ya X Itu lebih besar dari Dan Ini berarti bahwa sulfida ini lebih kaya dalam tembaga daripada di sulfur; dan jika sebaliknya, X Itu lebih kecil dari Dan, Maka sulfida lebih kaya di sulfur daripada di tembaga.

Di alam, banyak mineral yang mewakili sumber alami dari senyawa ini mendominasi. Hampir semuanya lebih kaya dalam tembaga daripada di belerang, dan komposisinya diekspresikan dan disederhanakan oleh formula dengan_XS; Di Sini X Anda bahkan dapat mengambil nilai fraksional, menunjukkan padatan stoikiometrik (Cu_1.75S, misalnya).

Sampel mineral covellita, salah satu dari banyak sumber alami tembaga sulfida. Sumber: James St. John [CC dengan 2.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/2.0)]

Meskipun dalam keadaan dasar belerang berwarna kuning, senyawa turunannya terlihat warna gelap; Seperti itu juga terjadi dengan tembaga sulfida. Namun, mineral covelita (gambar superior), yang terutama terdiri dari cus, menunjukkan glitter logam dan warna kebiruan.

Mereka dapat disiapkan dari berbagai sumber tembaga dan sulfur, menggunakan teknik yang berbeda dan memvariasikan parameter sintesis. Dengan demikian, Anda bisa mendapatkan nanopartikel CUS dengan morfologi yang menarik.

[TOC]

Struktur tembaga sulfida

Tautan

Senyawa ini memiliki penampilan menjadi kristal, sehingga Anda dapat segera berpikir bahwa itu terdiri dari ion Cu⁺ (Tembaga monovalen), Cu²⁺ (Tembaga divalen), s^2- E, bahkan, s₂^- dan S₂^2- (anion disulfur), yang berinteraksi melalui gaya elektrostatik atau ikatan ionik.

Namun, ada sedikit karakter kovalen antara Cu dan S, dan oleh karena itu, tautan Cu-s tidak dapat dikesampingkan. Dari alasan ini, struktur kristal CUS (dan dari semua padatan yang diturunkan) dimulai berbeda dari yang ditemukan atau dikarakterisasi untuk senyawa ionik atau kovalen lainnya.

Dengan kata lain, itu tidak dapat dibicarakan tentang ion murni, tetapi di tengah-tengah atraksi (kation-anion) ada sedikit tumpang tindih dari orbital eksternal (berbagi elektron).

Koordinasi di covelita

Struktur kristal covellita. Sumber: Benjah-BMM27 [Domain Publik].

Setelah mengatakan di atas, struktur kristal covelite ditunjukkan pada gambar. Ini terdiri dari kristal heksagonal (ditentukan oleh parameter sel unit mereka), di mana ion mengikat dan memandu dalam koordinasi yang berbeda; Ini, dengan sejumlah besar tetangga terdekat.

Dapat melayani Anda: jenis tautan 02

Pada gambar, ion tembaga diwakili dengan bola merah muda, sedangkan belerang dengan bola kuning.

Memfokuskan perhatian pertama pada bola merah muda, akan dicatat bahwa beberapa dikelilingi oleh tiga bola kuning (koordinasi datar trigonal), dan lainnya untuk empat (koordinasi tetrahedral).

Jenis tembaga pertama, trigonal, dapat diidentifikasi di bidang yang tegak lurus terhadap wajah heksagonal yang mereka berikan kepada pembaca, di mana mereka pada gilirannya jenis karbon kedua, tetrahedral.

Menghadiri sekarang dengan bola kuning, beberapa memiliki lima bidang merah muda (koordinasi bipyramid trigonal), dan tiga dan bola kuning (sekali lagi, koordinasi tetrahedral); Di yang terakhir itu sebelum anion disulfida, yang dapat divisualisasikan dan dalam struktur covelite yang sama:

Koordinasi tetrahedral anion disulfida di covellita. Sumber: Benjah-BMM27 [Domain Publik].

Formula alternatif

Kemudian ada ion Cu²⁺, Cu⁺, S^2- dan S₂^2-. Namun, penelitian yang dilakukan dengan spektroskopi fotoelektronika XPS (XPS), mereka menunjukkan bahwa semua tembaga seperti kation cu⁺; Dan oleh karena itu, formula CUS awal diekspresikan "lebih baik" sebagai (cu⁺)₃(S²⁻) (S₂)^-.

Perhatikan bahwa hubungan Cu: s untuk formula sebelumnya terus menjadi 1, dan juga beban dibatalkan.

Kristal lainnya

Tembaga sulfida dapat mengadopsi kristal ortorombik, seperti pada polimorf, γ-Cu₂S, dari calcocita; kubik, seperti pada polimorf lain kalsokit, α-cu₂S; Tetragonal, dalam mineral anilita, cu_1.75S; Monoklinik, di Djurleita, Cu_1.96S, antara lain.

Untuk setiap kaca yang ditentukan ada mineral, dan pada gilirannya, setiap mineral memiliki karakteristik dan sifatnya sendiri.

Properti

Umum

Sifat -sifat tembaga sulfida tunduk pada hubungan Cu: s dari padatan mereka. Misalnya, mereka yang menyajikan anion s₂^2- Mereka memiliki struktur heksagonal, dan dapat berupa semikonduktor atau konduktor logam.

Dapat melayani Anda: kalium fosfat (k3po4): struktur, sifat, penggunaan

Jika di sisi lain kandungan belerang terdiri dari anion S^2-, Sulfida berperilaku sebagai semikonduktor, dan juga menghadirkan konduktivitas ionik pada suhu tinggi. Ini karena ion mereka mulai bergetar dan bergerak di dalam kristal, sehingga mengangkut muatan listrik.

Secara optik, meskipun juga tergantung pada komposisi tembaga dan sulfur, sulfida dapat atau mungkin tidak menyerap radiasi di daerah inframerah dari spektrum elektromagnetik. Sifat optik dan listrik ini membuat bahan potensial untuk diimplementasikan di perangkat yang berbeda.

Variabel lain yang perlu dipertimbangkan, selain hubungan Cu: S, adalah ukuran kristal. Tidak hanya tentang lebih banyak "sulfur" atau "tembaga" sulfida, tetapi dimensi kristal mereka memberikan efek yang tidak akurat pada sifatnya; Dengan demikian, para ilmuwan sangat ingin belajar dan mencari aplikasi ke nanopartikel Cu_XS_Dan.

Covelita

Setiap mineral atau tembaga sulfida memiliki sifat unik. Namun, dari semuanya, Covelita adalah yang paling menarik dari sudut pandang struktural dan estetika (karena warna -warna berwarna dan warna biru). Oleh karena itu, beberapa propertinya disebutkan di bawah ini.

Masa molar

95.611 g/mol.

Kepadatan

4,76 g/ml.

Titik lebur

500ºC; Tapi itu rusak.

Kelarutan air

3.3 · 10^-5 G/100 ml pada 18ºC.

Aplikasi

Nanopartikel dalam kedokteran

Tidak hanya memvariasikan ukuran partikel sampai jangkauan. Dengan demikian, tembaga sulfida dapat membentuk nanospheres, batang, pelat, film tipis, kandang, kabel atau tabung.

Partikel -partikel ini dan morfologi yang menarik memperoleh aplikasi individu di berbagai tanah kedokteran.

Misalnya, nanojaula atau bola kosong dapat berfungsi sebagai pengangkut obat di dalam tubuh. Nanosferas telah digunakan, didukung oleh kaca karbon dan nanotube karbon, untuk berfungsi sebagai detektor glukosa; serta agregat mereka sensitif terhadap deteksi biomolekul seperti DNA.

Itu dapat melayani Anda: 6 indikator pH alami dan karakteristiknya

Cus nanotube melebihi nanosferas dalam deteksi glukosa. Selain biomolekul ini, imunosensor telah dirancang dari film tipis CUS dan dukungan tertentu untuk deteksi patogenik.

Nanocrystals dan agregat amorf CUS bahkan dapat menyebabkan apoptosis sel kanker, tanpa menyebabkan kerusakan pada sel yang sehat.

Nanosains

Di sub -bagian anterior dikatakan bahwa nanopartikel mereka telah menjadi bagian dari biosensor dan elektroda. Selain penggunaan tersebut, para ilmuwan dan teknisi juga telah memanfaatkan sifatnya untuk merancang sel surya, kapasitor, baterai lithium, dan katalis untuk reaksi organik yang sangat spesifik; elemen yang sangat diperlukan dalam nanosains.

Perlu juga disebutkan bahwa ketika mereka didukung pada karbon aktif, set NPCUS-CA (CA: karbon aktif, dan NP: nanopartikel) terbukti berfungsi sebagai penghapus pewarna berbahaya bagi manusia dan, oleh karena itu, berfungsi sebagai pemurni dari pemurni dari Sumber dari sumber air yang menyerap molekul yang tidak diinginkan.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Tembaga sulfida. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Ivan Grozdanov dan Methodija Najdoski. (sembilan belas sembilan puluh lima). Sifat optik dan listrik dari film tembaga sulfida komposisi variabel. Jurnal Solid State Chemistry Volume 114, Edisi 2, 1 Februari 1995, halaman 469-475. doi.org/10.1006/JSSC.sembilan belas sembilan puluh lima.1070
4. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Tembaga sulfida (cus). Database pubchem. CID = 14831. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
5. Peter a. Ajibade dan Nandipha L. Botha. (2017). Sintesis, sifat optik dan struktural
6. nanokristal tembaga sulfida dari prekursor molekul tunggal. Departemen Kimia, Universitas Fort Hare, Tas Pribadi X1314, Alice 5700, Afrika Selatan. Nanomaterials, 7, 32.
7. Kolaborasi: Penulis dan Editor Volume III/17E-17F-41C (s.F.). Struktur kristal tembaga (Cu2s, Cu (2-X) S), parameter latice. Dalam: madelung atau., Rössler u., Schulz m. (eds) elemen terikat non-tetrahedral dan senyawa biner i. Landolt-Börnstein-Group III Materi Kondensasi (Data Numerik dan Hubungan Fungsional dalam Sains dan Teknologi), Vol 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
8. Momtan, f., Vafaei, a., Ghaedi, m. et al. Korea J. Chem. Eng. (2018). Penerapan tembaga sulfida nanopartikel dimuat karbon aktif untuk adsorpsi simultan pewarna termary: metodologi permukaan respons. 35: 1108. doi.org/10.1007/S11814-018-0012-1
9. Goel, s., Chen, f., & Cai, w. (2014). Sintesis dan Aplikasi Biomedis Nanopartikel Tembaga Sulfida: Dari Sensor ke Theranostics. Small (Weinheim an der Bergstrasse, Jerman), 10 (4), 631-645. Doi: 10.1002/smll.201301174