Неорганические сульфиды

Неорганические сульфиды (от лат. sulphur — сера) — класс химических соединений, представляющих собой соединения металлов (а также ряда неметаллов В, Si, Р, As) с серой (S), где она имеет степень окисления −2. Могут рассматриваться как соли сероводородной кислоты H₂S. Свойства сульфидов сильно зависят от металлов, входящих в их состав.

Свойства

По физическим свойствам неорганические сульфиды разделяются на несколько групп:

1. Диэлектрики (сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов, MgS, Al₂S₃, BeS)
2. Полупроводники (сульфиды p-элементов, высшие сульфиды d- и f-элементов, а также Cu₂S, Ag₂S, ZnS, CdS, HgS)
3. Проводники (низшие сульфиды d- и f-элементов MS)
4. Сверхпроводники (например, La₃S₄)

В зависимости от типа химической связи неорганические сульфиды делятся на 3 группы:

1. Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов с ионно-ковалентной связью с большой долей ионной составляющей
2. Сульфиды d- и f-металлов с металлической и ионно-ковалентной связью
3. Сульфиды p-элементов (а также ZnS, CdS, HgS, Cu₂S, Ag₂S) с ковалентно-ионной связью с большой долей ковалентной составляющей.

Сульфиды первой группы имеют состав M₂S, MS с высокой энтальпией образования, высокими температурами плавления. Они являются солеподобными веществами, растворяются в воде (в том числе с разложением), способны окисляться до сульфатов и разлагаются кислотами. Могут образовывать полисульфиды.

Сульфиды второй группы имеют сложный состав, например, MS, M₅S₇, M₃S₄, MS₂, MS₃ и др. Обладают высокой термической устойчивостью, снижающейся при увеличении в молекулах числа атомов серы. Нерастворимы в воде, способны разрушаться при действии горячих концентрированных растворов серной и соляной кислот, окисляются при действии сильных окислителей. При нагревании на воздухе окисляются до оксидов и сульфатов.

Сульфиды третьей группы легко окисляются, разлагаются водой, растворяются в кислотах.

Получение

Сульфиды получают различными методами:

<math>\mathsf{Fe + S \rightarrow FeS}</math>

<math>\mathsf{2CdO + 3S \rightarrow 2CdS + SO_2}</math>

<math>\mathsf{TiO_2 + CS_2 \rightarrow TiS_2 + CO_2}</math>

<math>\mathsf{Na_2SO_4 + 4C \rightarrow Na_2S + 4CO}</math>

<math>\mathsf{2Ga + 3H_2S \rightarrow Ga_2S_3 + 3H_2}</math>

<math>\mathsf{ZnCl_2 + Na_2S \rightarrow ZnS + 2NaCl}</math>

Сульфиды в природе

В природных условиях сера встречается в трёх валентных состояниях: аниона S^2-, образующего сульфиды (сфалерит ZnS, молибденит MoS₂), аниона S₂^2-, образующего дисульфиды (пирит FeS₂), и катиона S⁶⁺ в составе сульфат-иона (гипс CaSO₄, барит BaSO₄). Вследствие этого миграция серы в земной коре определяется степенью её окисленности: восстановительная среда способствует образованию сульфидных минералов, окислительные условия — возникновению сульфатных минералов. Нейтральные атомы самородной серы представляют переходное звено между двумя типами соединений, зависящими от степени окисления или восстановления.

Применение

Природные сульфиды служат сырьем для получения соответствующих металлов, а также серной кислоты. Сульфиды находят применение как полупроводниковые материалы (CuS, CdS, PbS, Ga₂S₃, In₂S₃, GeS₂ и др.), в органической химии, в медицине, для производства красок (литопон), в сельском хозяйстве и др. Сульфиды щелочноземельных металлов, цинка и кадмия (ZnS, CaS, SrS, CdS) служат основой люминофоров (ЭЛТ телевизоров и компьютерных мониторов, катодные осциллографы): синий — ZnS•Ag, зелёный — ZnSe•Ag, красный — Zn₃(PO₄)₂, все — практически на основе сульфида цинка.
Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов находят применение в химической и в лёгкой промышленности; так Na₂S, CaS и BaS применяются в кожевенном производстве для удаления волосяного покрова с кож.

См. также

• Полисульфиды
• Неорганические сульфиты
• Сульфаты

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4 (Пол-Три). — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.

Отрывок, характеризующий Неорганические сульфиды

Не отвечая на вопрос и не оглядываясь на хозяина, перебирая свои покупки, Алпатыч спросил, сколько за постой следовало хозяину.
– Сочтем! Что ж, у губернатора был? – спросил Ферапонтов. – Какое решение вышло?
Алпатыч отвечал, что губернатор ничего решительно не сказал ему.
– По нашему делу разве увеземся? – сказал Ферапонтов. – Дай до Дорогобужа по семи рублей за подводу. И я говорю: креста на них нет! – сказал он.
– Селиванов, тот угодил в четверг, продал муку в армию по девяти рублей за куль. Что же, чай пить будете? – прибавил он. Пока закладывали лошадей, Алпатыч с Ферапонтовым напились чаю и разговорились о цене хлебов, об урожае и благоприятной погоде для уборки.
– Однако затихать стала, – сказал Ферапонтов, выпив три чашки чая и поднимаясь, – должно, наша взяла. Сказано, не пустят. Значит, сила… А намесь, сказывали, Матвей Иваныч Платов их в реку Марину загнал, тысяч осьмнадцать, что ли, в один день потопил.
Алпатыч собрал свои покупки, передал их вошедшему кучеру, расчелся с хозяином. В воротах прозвучал звук колес, копыт и бубенчиков выезжавшей кибиточки.
Было уже далеко за полдень; половина улицы была в тени, другая была ярко освещена солнцем. Алпатыч взглянул в окно и пошел к двери. Вдруг послышался странный звук дальнего свиста и удара, и вслед за тем раздался сливающийся гул пушечной пальбы, от которой задрожали стекла.
Алпатыч вышел на улицу; по улице пробежали два человека к мосту. С разных сторон слышались свисты, удары ядер и лопанье гранат, падавших в городе. Но звуки эти почти не слышны были и не обращали внимания жителей в сравнении с звуками пальбы, слышными за городом. Это было бомбардирование, которое в пятом часу приказал открыть Наполеон по городу, из ста тридцати орудий. Народ первое время не понимал значения этого бомбардирования.
Звуки падавших гранат и ядер возбуждали сначала только любопытство. Жена Ферапонтова, не перестававшая до этого выть под сараем, умолкла и с ребенком на руках вышла к воротам, молча приглядываясь к народу и прислушиваясь к звукам.
К воротам вышли кухарка и лавочник. Все с веселым любопытством старались увидать проносившиеся над их головами снаряды. Из за угла вышло несколько человек людей, оживленно разговаривая.
– То то сила! – говорил один. – И крышку и потолок так в щепки и разбило.
– Как свинья и землю то взрыло, – сказал другой. – Вот так важно, вот так подбодрил! – смеясь, сказал он. – Спасибо, отскочил, а то бы она тебя смазала.
Народ обратился к этим людям. Они приостановились и рассказывали, как подле самих их ядра попали в дом. Между тем другие снаряды, то с быстрым, мрачным свистом – ядра, то с приятным посвистыванием – гранаты, не переставали перелетать через головы народа; но ни один снаряд не падал близко, все переносило. Алпатыч садился в кибиточку. Хозяин стоял в воротах.
– Чего не видала! – крикнул он на кухарку, которая, с засученными рукавами, в красной юбке, раскачиваясь голыми локтями, подошла к углу послушать то, что рассказывали.
– Вот чуда то, – приговаривала она, но, услыхав голос хозяина, она вернулась, обдергивая подоткнутую юбку.
Опять, но очень близко этот раз, засвистело что то, как сверху вниз летящая птичка, блеснул огонь посередине улицы, выстрелило что то и застлало дымом улицу.
– Злодей, что ж ты это делаешь? – прокричал хозяин, подбегая к кухарке.
В то же мгновение с разных сторон жалобно завыли женщины, испуганно заплакал ребенок и молча столпился народ с бледными лицами около кухарки. Из этой толпы слышнее всех слышались стоны и приговоры кухарки:
– Ой о ох, голубчики мои! Голубчики мои белые! Не дайте умереть! Голубчики мои белые!..
Через пять минут никого не оставалось на улице. Кухарку с бедром, разбитым гранатным осколком, снесли в кухню. Алпатыч, его кучер, Ферапонтова жена с детьми, дворник сидели в подвале, прислушиваясь. Гул орудий, свист снарядов и жалостный стон кухарки, преобладавший над всеми звуками, не умолкали ни на мгновение. Хозяйка то укачивала и уговаривала ребенка, то жалостным шепотом спрашивала у всех входивших в подвал, где был ее хозяин, оставшийся на улице. Вошедший в подвал лавочник сказал ей, что хозяин пошел с народом в собор, где поднимали смоленскую чудотворную икону.