ZnS-struktuur en -kenmerke (15 belangrike feite)


ZnS is die chemiese formule van sinksulfied en dit kan twee tipes strukture vorm, naamlik sinkmengsel en wurtziet. Kom ons bespreek 'n paar meer kort besonderhede oor die ZnS-struktuur.

ZnS kan polimorfisme toon en het 'n sinkmengselstruktuur, beteken dit toon 'n raamwerk soos 'n diamant en deur verskillende temperature op ZnS toe te pas, kan dit na Wurtzite omskakel en seskantige molekulêre simmetrie toon. Die sinkmengsel is termies stabiel toon kubieke struktuur en staan ​​ook bekend as Sfaleriet.

ZnS is 'n ioniese verbinding en het Zn2+ en S2- ione. In hierdie struktuur is beide Zn2+ en S2- is in 1:1 stoïgiometrie. Dit toon 'n tetraëdriese rangskikking van Zn2+ en S2- ione in beide vorms. Kom ons het 'n meer gedetailleerde bespreking oor die alleenpare, valenselektrone, formele lading, en verskeie kenmerke van ZnS-struktuur en 'n paar feite daaroor.

Hoe om ZnS-struktuur te teken?

ZnS (sinksulfied) toon sy unieke aard deur twee verskillende kristalstrukture te vorm. Beide die sink versnit en Wurtzite strukture van ZnS het 'n paar algemene kenmerke wat hieronder genoem word.

  • Hulle het albei 'n stoïgiometrie van 1:1 in ZnS, dws 1 Zn2+: 1 S2-.
  • Hulle het albei koördinasie nommer 4 dws 4:4 koördinasie Zn2+ en S2- ione.
  • Volgens die radiusverhoudingreël is die groot grootte S2- ione kan die hoeke van die eenheidsel en kleiner grootte Zn beset2+ teenwoordig is in die leemtes van die eenheidsel.
  • So elke S2- ioon word omring deur 4 Zn2+ ione en elke Zn2+ ioon word omring deur 4 S2- ione.
  • Hulle het albei tetraëdriese geometrie of koördinasie of rangskikking.
  • In enige kristalstruktuur as daar 'n' aantal deeltjies is, dan het dit tetraëdriese leemtes 2'n' en oktaëdriese leemtes is 'n'.

Sinkmengsel of Sphaleriet:

  • Die sink versnitstruktuur van ZnS toon 'n gesigsentrum kubieke (FCC) struktuur of 'n kubieke geslote (CCP) struktuur. (AB tipe struktuur)
  • Dus, aangesien ons 4 S het2- ione in FCC-struktuur, dus het ons 8 tetraëdriese leemtes en 4 oktaëdriese leemtes.
  • In die FCC-struktuur is daar 'n tetraëdriese leemte op elke hoek van die kubus.
  • Elke S2- ioon is teenwoordig op die vier hoeke en vlakke van die kubieke struktuur. Daarom S2- = (1/8 S2- x 8 hoeke) + ( 1/2 S2- x 6 vlakke) = 1 + 3 = 4 S2-.
  • Elke Zn2+ ioon is teenwoordig in die alternatiewe of teenoorgestelde tetraëdriese leemtes van die kubieke struktuur. Daarom is Zn2+ = (1/2 Zn2+ x 8 T. V) = 4 Zn2+
ZnS (Sink Blend) struktuur

Wurtzite (ZnS):

  • Die wurtziet struktuur van ZnS toon 'n seskantige geslote pakking (HCP) struktuur.
  • Dit kan alternatiewe lae Zn vorm2+ en S2- ione in 'n HCP-struktuur. Dit het die 1ste laag van 6 S2- anione, 2de laag van 3 Zn2+ katione, 3de laag van 3 S2- anioon, en 4de laag van 6 Zn2+ katioene.
  • In wurtzite is die Zn2+  katione woon in die oktaëdriese terreine of leemtes.
  • Dit vorm dus die ABAB-tipe HCP-struktuur van wurtziet.
ZnS (Wurtzite) struktuur

ZnS-struktuur valenselektrone

Die buitenste elektrone van 'n atoom of molekules wat gereed is om te skenk of deur 'n ander atoom aanvaar word, word valenselektrone genoem. Kyk na ZnS valenselektrone.

Die ZnS-struktuur het 'n totaal van 8 valenselektrone. Dit het 2 elemente nl sink en swael. Dit is 'n kombinasie van metaal en nie-metaal en is 'n ioniese verbinding. Die Zn het 2 valenselektrone soos dit in die 12de groep is. Die S-atoom het 6 valenselektrone soos dit in die 16de groep van die periodieke tabel is.

Die berekening vir ZnS valenselektrone word verduidelik in die besonderhede stappe hieronder gegee.

  • Valenselektrone op sink-atoom is = 02 x 01 (Zn) = 02
  • Valenselektrone op Swavatoom is = 06 x 01 (S) = 6
  • Totale valenselektrone op ZnS-struktuur = 2 (Zn) + 6 (S) = 8
  • Die totale elektronpaar op ZnS-struktuur word geïdentifiseer deur die valenselektrone daarvan te deel deur 2 = 8 / 2 = 4
  • Daarom het die ZnS-struktuur 'n totaal van 8 valenselektrone en 4 elektronpare.

ZnS-struktuur alleenpare

Ongedeelde pare elektrone wat op die atome van 'n molekule voorkom, word eenpaarelektrone genoem. Kom ons het 'n kort bespreking oor die ZnS-eenpaarelektrone.

Die ZnS-struktuur het 'n totaal van 8 eensame paar elektrone. Dit het 'n totaal van 8 valenselektrone. Die Zn-atoom skenk sy 2 valenselektrone aan die S-atoom en die S-atoom aanvaar 2 elektrone van die Zn-atoom. Dit is dus 'n ioniese verbinding wat 'n katioon en anioon is as gevolg van positiewe en negatiewe ladings daarop.

Die berekenende deel van ZnS-struktuur eenpaar elektrone word in die volgende stappe hieronder verduidelik.

  • Eenpaar elektrone op ZnS is = Valenselektrone van ZnS (V. E) – Aantal bindings / 2
  • Zn-atoom het eenpaar elektrone is = 0 (V. E) – 0 (bindings) / 2 = 0
  • S atoom het eenpaar elektrone is = 8 (V. E) – 0 (bindings) / 2 = 8
  • Dus, die alleenpaar elektrone teenwoordig in die ZnS-struktuur is 8.

ZnS struktuur vorm

Die opeenvolgende atoomsluiting-gepakte rangskikking in die molekule of 'n verbinding word molekulêre vorm genoem. Kom ons bespreek 'n bietjie kort oor die ZnS-struktuurvorm.

Die ZnS-verbinding toon lineêre, tetraëdrale en oktaëdrale vorms. Die vorm van ZnS hang af van sy aantal Zn2+ en S2- ione en die struktuur daarvan (ZnnSn). Die basiese Zn – S-struktuur toon sy lineêre vorm aangesien dit diatomies is en slegs twee atome bevat wat aan mekaar verbind is.

Die FCC-struktuur is tetraëdries in sfelariet en HCP-struktuur is oktaëdries in wurtziet.

ZnS struktuur hibridisasie

Die vermenging en hervorming van die orbitale van atome om 'n nuwe hibriede orbitaal met dieselfde energie te vorm, word hibridisasie genoem. Hieronder bespreek ons ​​ZnS-struktuurhibridisasie.

Die ZnS-struktuur toon s, sp3, en sp3d2 hibridisasies in Sphelarite en wurtzite strukture. Dit kan geen definitiewe verbastering toon soos dit het nie komplekse kristalstrukture en 'n groot netwerk van atome. As ZnS lineêre meetkunde toon, het dit 's' hibridisasie.

As ZnS tetraëdriese meetkunde toon, het dit 'sp3' verbastering. As ZnS oktaëdriese meetkunde toon, toon dit 'sp3d2' verbastering. Die verbastering van ZnS hang af van sy aantal ione en die vorming van sy geometrie. Atoomorbitale van Zn en S word met mekaar gemeng om nuwe hibriede orbitale van dieselfde energie te vorm.

ZnS struktuur hoek

Die hoek binne enige twee afwisselende bindings agter die sentrale atome in 'n molekule word die bindingshoek genoem. Kyk na 'n meer kort bespreking van die ZnS-bindingshoek.

Die ZnS-struktuur kan wys 1800, 109.50, Of 900 bindingshoeke volgens sy geometrie. Die ZnS kan verskeie strukture, verskeie meetkunde, en hibridisering van sy Zn- en S-atome. Dus, as ZnS 'n lineêre vorm van 180 het0, 'n tetraëdriese vorm dan 109.50, die oktaëdriese meetkunde dan het dit 'n 900 bindingshoek.

Is ZnS solied of gas?

Die verbindings wat spesifieke binding van hul atome op 'n geslote wyse het en hard van aard is, is vaste verbindings. Kom ons kyk of ZnS 'n vaste stof of 'n gasvormige verbinding is.

Die ZnS-verbinding is solied van aard. ZnS is 'n ioniese stof en sy Zn2+ en S2- ione is gekoppel aan ioniese bindings maar beide die ione oorvleuel hul orbitale om nuwe hibriede orbitale te vorm.  Dit toon ook effense kovalente karakter om solied te wees. Dit is 'n wit of geel kleur vaste kristallyne verbinding.

Is ZnS oplosbaar in water?

Wateroplosbaarheid hang af van die neiging van die opgeloste stof wat in die wateroplossing opgelos word. Kyk kortliks na die bespreking of ZnS oplosbaar is in water of nie.

Die ZnS is onoplosbaar in water. Dit het meer digtheid as wateroplossing. Dit het meer roosterenergie as hidrasie-energie. ZnS kan dus nie heeltemal in die water gedissosieer word om waterstofbindings met negatiewe dele van watermolekules te vorm nie. Maar dit kan met water reageer as die temperatuur daarop toegepas word.

Waarom is ZnS onoplosbaar in water?

ZnS is wateronoplosbaar as gevolg van sy komplekse geslote-verpakte reeks Zn2+ en S2- ione. Die bindings van ZnS kan dus nie weggaan om in water oplosbaar te word nie. By die toevoeging van ZnS by water en die toepassing van eksterne hitte of temperatuur op die ZnS – H2O oplossing.

 Dit reageer met water en vorm dus 'n waterstofbinding en produseer sinkhidroksied (Zn(OH)2) en die vrystelling van waterstofsulfied (H2S) gas. Die ZnS- en wateroplossingreaksie word hieronder gegee.

ZnS + 2 H2O → Zn(OH)2 + H2S

Is ZnS polêr of nie-polêr?

Die polêre of nie-polêre molekule word bepaal as gevolg van die elektronegatiwiteitsverskil tussen sy atome. Kom ons kyk of die ZnS-molekule polêr of nie-polêr is.

Die ZnS is polêr van aard. Dit is 'n ioniese verbinding en het 2 teenoorgestelde ladings daarop wat wys dat dit polêr is. Die S-atoom is meer elektronegatief as sinkmetaal en het 'n elektronegatiwiteitsverskil van 0.98. Hierdie waarde word aanbeveel vir polêre verbindings deur Pauling se reël bevestig dat ZnS polêr is.

Dit het ongelyke elektronverspreiding op beide Zn- en S-atome as gevolg van sy elektronegatiwiteitsverskil. Die elektrondigtheid in ZnS word deur die S-atoom na homself getrek. Dit ontwikkel dus netto dipole daarop en het 'n positiewe lading op die Zn-atoom en 'n negatiewe lading op die S-atoom.

Is ZnS suur of basis?

Die spesies wat protone kan skenk is sure en die spesies wat protone kan aanvaar is basisse. Hieronder bespreek ons ​​kortliks of ZnS 'n suur of 'n basis is.

ZnS is 'n nie-suur of nie-basiese verbinding. Dit is 'n natuurlike sout. Dit kan meer stabiel wees wanneer dit in 'n waterige oplossing teen suur pH is en met die suur reageer om soute te vorm. Dit is ook stabiel in alkaliese pH met 'n meer negatiewe pH-waarde.

ZnS word in 'n suur oplossing geoksideer om sinksulfaat te vorm en oksidasie met 'n alkaliese oplossing produseer sinkhidroksied.

Is ZnS elektroliet?

Die verbindings wat dissosieer wanneer dit by water gevoeg word en in staat is om elektrisiteit te gelei, word elektroliete genoem. Kyk na 'n kort bespreking oor ZnS as 'n elektroliet.

Die ZnS kan optree as elektroliete. As jy ZnS by water voeg, word dit ioniseer in Zn2+ kation en S2- anioon. Dit word nie maklik in water opgelos nie as gevolg van hoë roosterenergie. Pas dus eksterne energie toe, dws hitte, om ZnS in water oplosbaar te maak. Eers dan kan dit ione vorm en elektrisiteit gelei en as elektroliete optree.

Is ZnS sout?

Die produk wat gevorm word as gevolg van reaksies tussen suur en basiese verbindings word soute genoem. Kom ons bespreek meer besonderhede oor 'n verduideliking of ZnS 'n sout is of nie.

ZnS is 'n sout omdat dit metaal- en nie-metaalelemente daarin bevat. Dit word geproduseer deur die reaksie van Zn-metaal en S nie-metaalatome. Dit vorm 'n ioniese verbinding as gevolg van 'n kombinasie van Zn2+ en S2- ione. Dit word ook gevorm as gevolg van 'n reaksie tussen sinkoksied en waterstofsulfied en dien as sout.

Die reaksie van die vorming van ZnS as sout word hieronder gegee.

Zn (s) + S (s) → ZnS (s)

Zn2+ + S.2- → ZnS

ZnO + H.2S → ZnS + H2O

Is ZnS ionies of kovalent?

Die atome in 'n molekule wat aan die elektrostatiese aantrekkingskrag geheg is, is ionies en as dit met sigma-bindings geheg is, is dit kovalent. Kom ons kyk of ZnS ionies of kovalent is.

ZnS is 'n ioniese verbinding. Dit is saamgestel uit teenoorgestelde gelaaide katione en anione, dws Zn2+ en S2- ione. Hul ione word met mekaar verbind as gevolg van die sterk elektrostatiese aantrekkingskrag en vorm 'n sterk ioniese binding tussen hulle dit toon dus ioniese karakter en is nie kovalent nie.

Is ZnS fosforescent?

Fosforessensie is 'n fotoluminessensie-tipe, waarin die spesie lig absorbeer en dit vir 'n lang tydperk uitstraal. Kom ons kyk in detail of ZnS fosforescent is of nie.

ZnS-verbinding is fosforescent. Dit kan kleur wys verandering as gevolg van absorpsie van UV-lig op ZnS. Die elektrone van ZnS absorbeer lig (geberg) en word opgewonde en spring van hul laer energietoestand na 'n hoë energietoestand. Dit gee dus lig vir 'n lang tydperk uit en dien as 'n fosforescent.

Is ZnS fluoressensie?

Fluoresentasie is fotoluminessensie, waarin die spesie lig absorbeer en daardie lig onmiddellik uitstraal. Hieronder bespreek ons ​​kort besonderhede van ZnS-fluoressensie-aard.

ZnS toon fluoressensie. Suiwer ZnS kan nie as 'n fluoressensie. Dit dien slegs as fluoressensie as daar onsuiwerhede soos kadmium (Cd2+) en silwer (Ag+) teenwoordig in ZnS en meng in in 'n rooster van ZnS. Lig soos IR, UV, X-straal, ens treffers op die ZnS oppervlak en absorbeer fotonenergie deur ZnS.

Die elektrone word bevorder na 'n hoër energievlak wat ooreenstem met onsuiwerheidsatome en het teruggekom na die grondenergievlak wat die uitstraling van lig skielik sonder versuim toon. Hier verander dit ook van kleur van wit na groen.

Gevolgtrekking:

ZnS (sinksulfied) het twee strukture, naamlik Sphaleriet en Wurtzite. Zn2+ ione kom voor in tetraëdrale plekke en oktaëdriese plekke daarin. Dit het 8 valenselektrone en 4 alleenpare. Dit toon lineêre, tetraëdrale en oktaëdrale vorms. Dit het 'n gesig-gesentreerde kubieke en seskantige geslote pakstruktuur. Dit is water - onoplosbaar, polêr, soliede sout, elektroliet, fosforesserend en fluoressensie.

Dr Shruti Ramteke

Hallo almal Ek is Dr. Shruti M Ramteke, ek het my Ph.D in chemie gedoen. Ek het vyf jaar onderwyservaring vir 11-12 standaard, B,Sc en MSc in chemie vak. Ek het altesaam vyf navorsingsartikels tydens Ph.D gepubliseer oor my navorsingswerk en ek het genootskap van UGC vir my Ph.D. My Meesters met spesialisering Anorganiese chemie en my gradeplegtigheid met chemie, dierkunde en omgewingswetenskap vakke. Dankie

Onlangse plasings