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| 名前 | |
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| その他の名前
ポリチアジルポリ
(窒化硫黄) | |
| 識別子 | |
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| ケムスパイダー |
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| プロパティ | |
| （SN）× | |
| 外観 | 金属光沢を持つ金色または青銅色の結晶性固体[1] |
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。
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ポリチアジル（ポリマー 窒化硫黄 ）（SN）xは、金属光沢を持つ導電性の金色または青銅色のポリマーです。これは最初に発見された導電性無機ポリマーであり[1] [2] 、非常に低い温度（0.26 K以下）で超伝導体であることも判明しました。 [3] [4]これは繊維状の固体で、サンプルの方向によって「表面は光沢のある金色、濃い青黒色」と表現されます。空気中で安定しており、すべての溶媒に不溶です。[5]
歴史
この化合物は1910年にF・P・バートによって初めて報告され、銀ウール上で真空中で四窒化四硫黄を加熱することによって得られた。 [6]
この化合物は、非金属元素のみで超伝導を実証した最初の化合物であった。しかし、転移温度が約0.3 Kと比較的低いため、実用化は難しいと思われる。[7] [8]
プロパティ
ポリチアジルは、金属のような金色で光沢のある、結晶性だが繊維状の物質である。[8]このポリマーは酸素と水に対してほとんど不活性であるが、空気中では灰色の粉末に分解する。[9] [10] 240℃以上の温度では爆発的に分解する可能性がある。[11]この化合物は衝撃によっても爆発する。[10]爆発は一般的に元素への分解を経て進行する。
ポリチアジルは異方性の電気伝導性を示す。繊維またはSN鎖に沿った結合は導電性があり、それに垂直な結合は絶縁体として働く。1次元の伝導性はSN鎖の結合条件に基づいており、各硫黄原子は2つのπ電子を提供し、各窒素原子は1つのπ電子を提供し、2中心3π電子結合単位を形成する。[8]
この化合物には2つの多形結晶が観察された。合成で得られた単斜晶系I型は、粉砕などの機械的処理によって斜方晶系II型に変換することができる。[12]
構造と結合
この物質はポリマーで、三価窒素、二価および四価硫黄を含む。隣接する鎖上のS原子とN原子は一列に並んでいる。[2] [13] [14]いくつかの共鳴構造を書くことができる。[15]
結晶性化合物の構造はX線回折によって解明された。その結果、S–N結合長は159pmと163pmが交互に存在し、S–N–S結合角は120°、N–S–N結合角は106°であることが示された。[16] [17] [9] [8]
合成
ポリチアジルは、環状の二量体二硫黄二窒化物（S 2 N 2 ）の重合によって合成され、環状の二量体二硫黄二窒化物（ S 2 N 2 ）は、熱い銀ウールの存在下で、四量体の四硫黄四窒化物（ S 4 N 4 ）から合成される[2]。[2] [1] [18]
反応は銀がS 4 N 4から硫黄を抽出してAg 2 S触媒を生成するときに始まり、生成されたガス状のS 2 N 2 は昇華によって冷たい表面上に分離されます。
- S 4 N 4 + 8 Ag → 4 Ag 2 S + 2 N 2
- S 4 N 4（250～300℃の低圧ガス、Ag 2 S触媒）→ 2 S 2 N 2（ガス）→ 2 S 2 N 2 （77 Kで安定した固体 ）
室温まで温めると、追加の熱によって自発的な重合が誘発されます。
- S 2 N 2 (0 °C) → (SN) x
用途
ポリチアジルはその電気伝導性により、LED、トランジスタ、電池のカソード、太陽電池などに使用されています。[18]
文学
King, RSP:ポリチアジルの新しい化学と応用、ラフバラー大学博士論文 2009、pdf-ダウンロード
参考文献
- ^ abc グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。pp. 725–727。ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ abcd ゲーリング、マルゴット;フォークト、ディートリッヒ (1953)。 「ユーバーダイシュヴェフェル窒化物 (SN)2 および (SN)x」。Die Naturwissenschaften (ドイツ語)。40 (18): 482。ビブコード:1953NW....40....482G。土井：10.1007/BF00628990。ISSN 0028-1042。S2CID 8181710。
- ^ Labes, MM; Love, P.; Nichols, LF (1979). 「ポリ硫黄窒化物 - 金属的超伝導ポリマー」.化学レビュー. 79 (1): 1–15. doi :10.1021/cr60317a002.
- ^ ハリー・R・オールコック（2011年9月20日）。材料化学入門。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。131ページ。ISBN 978-1-118-21098-7. 2012年6月29日閲覧。
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- ^ Burt, Frank Playfair (1910). 「XCIX.—窒素の新しい硫化物」J. Chem. Soc., Trans . 97 : 1171–1174. doi :10.1039/CT9109701171. ISSN 0368-1645.
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- ^ 岡田 正之; 田中 健; 高田 明; 山辺 哲也 (1993). 「孤立ポリチアジル鎖のハートリー・フォック溶液の電子相の検討」.合成金属. 59 (2): 223–230. doi :10.1016/0379-6779(93)91029-2.
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- ^ ab Ronald D. Archer (2001年2月26日). 無機および有機金属ポリマー. John Wiley & Sons. p. 213. ISBN 978-0-471-24187-4. 2012年6月29日閲覧。