硫化銅

硫化銅
名前
	IUPAC名硫化銅
	その他の名前コベライト硫化; 銅(II); 硫化銅
識別子
CAS番号	1317-40-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	14145 ;
ECHA 情報カード	100.013.884
EC番号	215-271-2;
パブケム CID	14831;
RTECS番号	GL8912000;
ユニ	型番 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID601316949 DTXSID0061666、DTXSID601316949;
	InChI InChI=1S/Cu.S キー: BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/Cu.S/rCuS/c1-2 キー: BWFPGXWASODCHM-BLKBWTQCAT;
	笑顔 [Cu]=S;
プロパティ
化学式	顧客
モル質量	95.611グラム/モル
外観	黒い粉または塊
密度	4.76グラム/ cm3
融点	500℃（932℉; 773 K）以上（分解）
水への溶解度	0.000033 g/100 ml (18 °C)
溶解度積（K sp）	6×10 −37
溶解度	HNO 3、NH 4 OH、KCN に溶けるが、 HCl、H 2 SO 4; には溶けない。
磁化率（χ）	-2.0·10 −6 cm 3 /モル
屈折率( n D )	1.45
構造
結晶構造	六角
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
危険有害性情報	H413
注意事項	P273、P501
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 1 mg/m 3（銅として）
REL (推奨)	TWA 1 mg/m 3（銅として）
IDLH（差し迫った危険）	TWA 100 mg/m 3（銅として）
関連化合物
その他の陰イオン	酸化銅(II)
その他の陽イオン	硫化亜鉛
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

一硫化銅は銅と硫黄の化合物です。当初は暗藍色の鉱物コベライトとして自然界に存在すると考えられていました。しかし、後に化学式Cu ₃ S(S ₂ )の第一銅化合物であることが判明しました。^[4] CuSは中程度の電気伝導体です。^[5]硫化水素H ₂ SをCu(II)塩の溶液に通すと、CuSの黒色のコロイド沈殿物が形成されます。 ^[6]これは銅と硫黄の2元化合物の1つであり（この主題の概要については硫化銅を参照）、触媒^[7]や太陽光発電での潜在的な用途から注目を集めています。^[8]

製造業

一硫化銅は、硫化水素ガスを銅(II)塩の溶液に通すことによって製造できます。

あるいは、過剰の硫黄を硫化銅(I)で溶融するか、無水エタノール中の無水塩化銅(II)の溶液から硫化水素で沈殿させることによっても調製できます。

銅と溶融硫黄の反応、続いて水酸化ナトリウムの沸騰、および硫化ナトリウムと硫酸銅水溶液の反応によっても硫化銅が生成されます。

CuSの構造と結合

硫化銅は六方晶系で結晶化し、これが鉱物コベライトの形である。また、ラマンスペクトルに基づいて歪んだコベライト構造を持つと説明されている非晶質高圧形態もある^{[9] 。Cu(II)}エチレンジアミン錯体とチオ尿素の反応によって生成される非晶質室温半導体形態が報告されており、これは30℃で結晶性コベライト形態に変化する。^[10] コベライトの結晶構造は何度か報告されている^[11]^[12]^{[13]。これらの研究は}空間群P6 ₃ /mmcを割り当てることに一般的に同意しているが、それらの間の結合長と角度には小さな矛盾がある。その構造はウェルズによって「異常」と説明され^{[14] 、}酸化銅(II)とはまったく異なるが、CuSe（クロックマン石）に似ている。コベライトの単位格子には、次の 6 つの化学式単位 (12 個の原子) が含まれます。

4 つの Cu 原子は四面体配位を持っています (図を参照)。
2 Cu 原子は三方平面配位を持っています (図を参照)。
2対のS原子はわずか207.1 pmしか離れていないため^[13]、 SS結合（ジスルフィドユニット）が存在することを示しています。
残りの 2 つの S 原子は銅原子の周りに三角平面三角形を形成し、5 つの Cu 原子に囲まれて五角両錐を形成します (図を参照)。
ジスルフィド単位の両端の S 原子は、ジスルフィド単位内の 3 つの四面体配位 Cu 原子と他の S 原子に四面体配位しています (図を参照)。

硫化銅を Cu ^II S （すなわち、硫黄-硫黄結合を含まない）と定式化することは、明らかに結晶構造と矛盾しており、また、Cu(II) 化合物は、d ⁹配置を持ち、常磁性であると予想されるため、観測された反磁性^{[15]とも矛盾している。}^[6]XPS を使用した研究^[16]^[17]^[18]^[19]は、すべての銅原子の酸化状態が +1 であることを示している。これは、結晶構造に基づき、多くの教科書（例えば^[6]^{[20] ）に記載されている}オクテット則に従う定式化と矛盾しており、CuS は Cu ^Iと Cu ^{II の}両方を含む、すなわち (Cu ⁺ ) ₂ Cu ²⁺ (S ₂ ) ²⁻ S ²⁻であると説明している。別の定式化として、(Cu ⁺ ) ₃ (S ²⁻ )(S ₂ ) ⁻が提案され、計算によって裏付けられた。^[21] この定式化はラジカルアニオンを含むと解釈されるべきではなく、むしろ非局在化した原子価「ホール」が存在すると解釈されるべきである。 ^[21]^{[22] Cu(II)塩の沈殿に関する}電子常磁性共鳴研究は、Cu(II)からCu(I)への還元が溶液中で起こることを示している。^[23]

参照

硫化銅の全相の概要については硫化銅をご覧ください
硫化銅(I)、Cu ₂ S
コベリット

参考文献

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