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硫化亚铜

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硫化亚铜
IUPAC名
Copper(I) sulfide
识别
CAS号 22205-45-4  ✓
PubChem 62755
ChemSpider 8305611
SMILES
InChI
InChIKey AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYAN
RTECS GL8910000
性质
化学式 Cu2S
摩尔质量 159.157[1] g·mol⁻¹
外观 蓝黑色正交晶体[1]
密度 5.6 g/cm3 [1][2]
熔点 1129 °C[1]
溶解性 1.361×10-15g/100cm3
溶解性 稍可溶于稀酸[1];可溶于NH4OH;溶于KCN;分解于HNO3H2SO4
结构
晶体结构 正交
危险性
欧盟编号 没列入
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 氧化亚铜
硒化亚铜
其他阳离子 硫化镍
硫化铜
硫化锌
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

硫化亚铜,分子式为Cu2S,在自然界中形成辉铜矿。硫化亚铜有很窄的化学计量变化范围: Cu1.997S至Cu2.000S[3]

制备与相关反应

Cu2S可由热的蒸气或H2S反应制得[4]。铜粉在熔融的硫中快速反应生成Cu2S,但颗粒较粗的铜参加该反应则要求更高的温度[5] Cu2S与氧气反应生成Cu2O和SO2:[6]

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2

在生产过程中,三分之二的熔融硫化亚铜会发生上述的氧化。

Cu2O与没氧化的Cu2S反应生成Cu单质[6]

Cu2S + 2Cu2O → 6Cu + SO2

结构

Cu2S有两种形式,其中一种低温单斜形的结构复杂,称为低辉铜矿,在一个晶格中有96个铜原子[7],有着六边形结构,超过140°C也稳定[8]。在这种结构中,有24个晶体学上单独的铜原子,而且这种结构近似一个被铜原子和硫原子紧紧挤满的六边形结构。这种结构起初被指定为斜方晶系,因为其有成对的晶体。

硫化亚铜的另一种形式是一种非整比化合物:Cu1.96S(范围在 Cu1.934S至Cu1.965S之间),为248个铜原子和128硫原子在一个晶格中组成单斜结构[7],如蓝辉铜矿英语DjurleiteCu31S16。Cu2S和Cu1.96S在外观上十分相似,以致很难分清彼此[9]

参见

参考

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition. 2016-06-24: 4–60. ISBN 1-4987-5428-7 (英语). 
  2. ^ Pradyot Patnaik. Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0070494398
  3. ^ An electrochemical investigation of the system copper-sulfur, R. W. Potter, Economic Geology; 1977; 72;. 8; 1524-1542
  4. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1984), Chemistry of the Elements, Oxford: Pergamon, p. 1373, ISBN 0-08-022057-6
  5. ^ The formation of Cu2S from the elements I. Copper used in form of powders, Blachnik R., Müller A., Thermochimica Acta, 361, 1-2, (2000), 31-52, doi:10.1016/S0040-6031(00)00545-1
  6. ^ 6.0 6.1 Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman (2001) Inorganic Chemistry, Elsevier ISBN 0123526515
  7. ^ 7.0 7.1 H. T. Evans "Djurleite (Cu1.94S) and Low Chalcocite (Cu2S): New Crystal Structure Studies" Science 203 (1979) 356
  8. ^ Wells A.F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  9. ^ Copper coordination in low chalcocite and djurleite and other copper-rich sulfides, Evans H.T., American Mineralogist; August 1981, 66, 7-8, 807-818
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