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硫化銅

化合物 来自维基百科,自由的百科全书

硫化銅
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硫化铜是一种的化合物,化学式CuS,在自然界中以深蓝色的靛铜矿形式存在。它是一种中等导电性的导体[4] 硫化氢气体通入铜盐溶液时可形成硫化铜的胶状沉淀。[5] 目前也有研究發現硫化铜可用在催化[6] 和光电性[7] 的應用上。

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结构

硫化铜(靛铜矿)以六方晶系形式结晶,也存在一种不定型的高压形式,[8] 是以拉曼光譜學为基础,被描述为一种扭曲的靛铜矿形式的结构。由铜(II)乙二胺配合物硫脲在常温下反应也可得一种不定型的半导体硫化铜,在30°C时转化为靛铜矿结构。[9]
硫化铜的晶体结构被多次报道。[10][11][12] Wells形容此结构“特别”,[13] 它与氧化铜的晶体结构很不相同,但与硒化铜(CuSe)的结构相似。硫化铜晶胞包含6个CuS(12个原子),其中

  • 4个铜原子成四面体结构。
  • 2个铜原子成平面三角形结构。
  • 2对硫原子的距离仅207.1 pm,[12] 证明了S-S键(二硫键)的存在。
  • 剩下的两个硫原子形成围绕铜原子的三角形结构,并且这两个硫原子也被5个构成五角双锥结构的铜原子围绕。
  • 二硫键中的两个硫原子中的一个与3个四面体构型的铜原子配位。

硫化铜CuIIS(不含硫硫键)与晶体结构不相符合,与观测到的抗磁性不吻合,[14] 因为Cu(II)化合物具d9排布,应为顺磁性物质。[5]
使用XPS技术的研究[15][16][17][18] 表明所有的铜原子均具有+1的氧化态。这与许多课本中的八隅律相违背。[5] 通常课本认为CuS同时具有CuI和CuII,也就是(Cu+)2Cu2+(S2)2–S2–。另外一种化学式(Cu+)3(S2–)(S2)则收到了计算数据的支持。[19] 这种化学式不应被认为是含有自由离子,而是存在价“空洞”。[19][20] 对Cu(II)盐沉淀的电子顺磁共振研究也显示出溶液中Cu(II)被还原至Cu(I)的过程的存在。[21]

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部分结构的球棍模型
铜原子的三角形构型
铜原子的四面体构型
硫原子的三角双锥构型
二硫键的四面体构型
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参见

参考

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