Sulfuro de aluminio

El sulfuro de aluminio es un compuesto químico con la fórmula Al²S³. Es una especie incolora que tiene diversas formas estructurales. El material es sensible a la humedad y se hidroliza para dar hidróxidos y óxidos hidratados de aluminio.^[3] Este proceso puede empezar cuando se expone el compuesto a la atmósfera. La reacción de hidrólisis genera sulfuro de hidrógeno gaseoso (H₂S).

Sulfuro de aluminio
Nombre IUPAC
Tris(sulfuro) de dialuminio
General
Otros nombres	Trisulfuro de dialuminio sulfuro de aluminio
Fórmula semidesarrollada	Al2S3
Fórmula molecular	?
Identificadores
Número CAS	[1302-81-4][1]
ChemSpider	140154
PubChem	16684788
UNII	04PI6P2Z18
InChI InChI=InChI=1S/2Al.3S Key: ZPXDOGRYMSWBBM-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	sólido grisáceo
Densidad	2020 kg/m³; 2,02 g/cm³
Masa molar	150,158 g/mol
Punto de fusión	1360 K (1087 °C)
Estructura cristalina	trigonal, tipo wurtzita
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	se descompone
Momento dipolar	0 D
Peligrosidad
NFPA 704	2 2 2
Riesgos
Ingestión	Peligroso.[2]
Inhalación	puede causar irritación.
Piel	Causa irritación.
Ojos	Causa irritación severa.
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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Estructura cristalina

Se conocen más de seis formas cristalinas del sulfuro de aluminio pero solo algunas se listan abajo. La mayoría de ellas son bastante similares, basadas en estructuras tipo wurtzita, y difieren en el arreglo de las vacantes en la red, las cuales forman subredes ordenadas o desordenadas.^[4][5]

Forma	Simetría	grupo espacial	a (A)	c (A)	ρ (g/ cm³)
α	Hexagonal		6.423	17.83	2.32
β	Hexagonal	P63mc	3.579	5.829	2.495
γ	Trigonal		6.47	17.26	2.36
δ	Tetragonal	I41/amd	7.026	29.819	2.71

Las fases β y γ se obtienen por el recocido de la fase más estable (α-Al₂S₃) a altas temperaturas.^[6] Bajo una presión de  2 a 65 kbar se obtiene la fase  δ, en la cual las vacantes se ordenan formando una superred con simetría tetragonal.^[7]

A diferencia del Al₂O₃, en el que el Al(III) ocupa los huecos octaédricos la estructura más expandida del Al₂S₃ permite que el Al(III) ocupe un tercio de los huecos tetraédricos de la red hexagonal compacta formada por los iones de azufre. A temperaturas más altas, los iones Al(III) se sutúan de forma aleatoria para dar lugar a una estructura "wurtzita" con defectos.  A temperaturas más altas se estabiliza la forma γ-Al₂S₃, con una estructura semejante al γ-Al₂O₃.

No se conocen derivados moleculares del Al₂S₃. Se conocen las fases similares con selenio y teluro en vez de azufre (Al₂Se₃ y Al₂Te₃).

Preparación

El sulfuro de aluminio se prepara fácilmente por reacción directa de los elementos a alta temperatura^[8]

2 Al + 3 S → Al₂S₃

Esta reacción es extremadamente exotérmica y no es necesario calentar la mezcla. El producto es un fundido que alcanza los 1100 °C. El producto enfriado es muy duro.