De kobbersulfid er en familie av uorganiske forbindelser hvis generelle kjemiske formel er CuxSY. Ja x Det er større enn Y det betyr at nevnte sulfid er rikere på kobber enn i svovel; og om tvert imot, x Den er mindre enn Y, da er svovel rikere på svovel enn kobber.
Mange mineraler dominerer i naturen, og representerer naturlige kilder til denne forbindelsen. Nesten alle av dem er rikere på kobber enn i svovel, og deres sammensetning uttrykkes og forenkles med formelen CuxS; her x kan til og med ta brøkverdier, indikerer et ikke-støkiometrisk fast stoff (Cu1,75S, for eksempel).
Selv om svovel er gult i sin grunnleggende tilstand, ser dets avledede forbindelser mørke i fargen; dette er også tilfelle med kobbersulfid. Imidlertid viser mineral covelite (toppbilde), som hovedsakelig består av CuS, metallisk glans og blålig iridescens..
De kan fremstilles fra forskjellige kilder til kobber og svovel, ved å bruke forskjellige teknikker og variere synteseparametrene. Dermed kan du få CuS nanopartikler med interessante morfologier.
Artikkelindeks
Denne forbindelsen ser ut til å være krystallinsk, så det kan umiddelbart tenkes at den er sammensatt av Cu-ioner+ (monovalent kobber), Cuto+ (toverdig kobber), Sto- og inkludert Sto- og Stoto- (disulfidanioner), som samhandler gjennom elektrostatiske krefter eller ionebinding.
Imidlertid er det en liten kovalent karakter mellom Cu og S, og derfor kan ikke Cu-S-bindingen utelukkes. Fra denne resonnementet begynner den krystallinske strukturen til CuS (og den for alle dens avledede faste stoffer) å avvike fra de som er funnet eller karakterisert for andre ioniske eller kovalente forbindelser..
Med andre ord kan vi ikke snakke om rene ioner, men midt i deres attraksjoner (kation-anion) er det en liten overlapping av deres eksterne orbitaler (elektrondeling).
Når det er sagt ovenfor, vises krystallstrukturen til covelitten i det øvre bildet. Den består av sekskantede krystaller (definert av parametrene til enhetscellene), hvor ionene forenes og orienterer seg i forskjellige koordinasjoner; disse er, med et variert antall nære naboer.
På bildet er kobberioner representert med rosa kuler, mens svovelioner er representert med gule kuler..
Når man først fokuserer oppmerksomheten mot de rosa kulene, vil det bemerkes at noen er omgitt av tre gule kuler (trigonalplankoordinasjon), og andre av fire (tetraedral koordinasjon)..
Den første typen kobber, trigonal, kan identifiseres i flyene vinkelrett på de sekskantede ansiktene som vender mot leseren, der i sin tur den andre typen karbon, tetrahedral.
Når vi nå vender oss til de gule kulene, har noen fem rosa kuler som naboer (trigonal bipyramid-koordinasjon), og andre tre og en gul sfære (igjen tetrahedral koordinasjon); I sistnevnte sees disulfidanionen, som kan sees under og innenfor samme struktur av kovelitten:
Det er da Cu-ionerto+, Cu+, Sto- og Stoto-. Undersøkelser utført med røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) indikerer imidlertid at alt kobber er som Cu-kationer+; og derfor blir den opprinnelige formelen CuS uttrykt "bedre" som (Cu+)3(S2−) (Sto)-.
Vær oppmerksom på at Cu: S-forholdet for formelen ovenfor fortsetter å være 1, og dessuten avbrytes kostnadene.
Et kobbersulfid kan adoptere ortorhombiske krystaller, som i polymorfen, γ-CutoS, fra kalcocite; kubikk, som i en annen polymorf av chalcocite, α-CutoS; tetragonal, i mineralet anilitt, Cu1,75S; monoklinikker, i djurleita, Cu1,96Ja, blant andre.
For hvert definerte krystall finnes det et mineral, og i sin tur har hvert mineral sine egne egenskaper og egenskaper.
Egenskapene til kobbersulfid er underlagt Cu: S-forholdet mellom dets faste stoffer. For eksempel de med S-anionertoto- har sekskantede strukturer, og kan være enten halvledere eller metalledere.
Hvis svovelinnholdet derimot bare består av anioner Sto-, sulfider oppfører seg som halvledere, og viser også ionisk ledningsevne ved høye temperaturer. Dette er fordi ionene begynner å vibrere og bevege seg i krystallene, og dermed transportere elektriske ladninger..
Optisk, selv om det også avhenger av kobber- og svovelsammensetningen, kan sulfider absorbere stråling eller ikke i det infrarøde området av det elektromagnetiske spekteret. Disse optiske og elektriske egenskapene gjør at potensielle materialer kan implementeres i forskjellige enhetsområder..
En annen variabel å vurdere, i tillegg til Cu: S-forholdet, er størrelsen på krystallene. Det er ikke bare at det er flere "svovel" eller "kobber" kobbersulfider, men dimensjonene på krystallene deres gir en upresis effekt på deres egenskaper; Dermed er forskere ivrige etter å studere og søke applikasjoner for Cu-nanopartikler.xSY.
Hvert mineral eller kobbersulfid har unike egenskaper. Men av alle er covelite den mest interessante fra et strukturelt og estetisk synspunkt (på grunn av sin iridescens og blå toner). Derfor er noen av dens egenskaper nevnt nedenfor.
95,611 g / mol.
4,76 g / ml.
500 ° C; men det går i stykker.
3.3 10-5 g / 100 ml ved 18 ° C.
Ikke bare varierer størrelsen på partiklene til de når nanometriske dimensjoner, men deres morfologier kan også variere sterkt. Dermed kan kobbersulfid danne nanosfærer, stenger, plater, tynne filmer, bur, kabler eller rør..
Disse partiklene og deres attraktive morfologier tilegner seg individuelle anvendelser innen forskjellige medisinfelt..
For eksempel kan nanokasser eller tomme sfærer tjene som narkotikabærere i kroppen. Nanosfærer har blitt brukt, støttet av karbonglasselektroder og karbonnanorør, for å fungere som glukosedetektorer; så vel som dets aggregater er følsomme for påvisning av biomolekyler som DNA.
CuS-nanorør overgår nanosfærer når det gjelder å oppdage glukose. I tillegg til disse biomolekylene er immunsensorer designet fra tynne CuS-filmer og visse bærere for påvisning av patogener..
Nanokrystaller og amorfe aggregater av CuS kan til og med forårsake apoptose av kreftceller, uten å skade sunne celler.
I forrige del ble det sagt at nanopartiklene har vært en del av biosensorer og elektroder. I tillegg til slike bruksområder, har forskere og teknikere også utnyttet egenskapene til å designe solceller, kondensatorer, litiumbatterier og katalysatorer for meget spesifikke organiske reaksjoner; Uunnværlige elementer i nanovitenskap.
Det er også verdt å nevne at når NpCuS-CA-settet (CA: Aktivert karbon og Np: Nanopartikler) støttes på aktivert karbon, viste det seg å tjene som en fjerner av farlige fargestoffer for mennesker, og fungerer derfor som en renser av kilder til vannabsorberende uønskede molekyler.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.