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 H ₂ S . 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 , Al ₂ S ₃ , BeS )
2. Полупроводники (сульфиды p-элементов , высшие сульфиды d- и f-элементов , а также Cu ₂ S , Ag ₂ S , ZnS , CdS , HgS )
3. Проводники (низшие сульфиды d- и f-элементов MS)
4. Сверхпроводники (например, La ₃ S ₄ )

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, Cu ₂ S, Ag ₂ S) с ковалентно-ионной связью с большой долей ковалентной составляющей.

Сульфиды первой группы имеют состав M ₂ S, 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, M ₅ S ₇ , M ₃ S ₄ , MS ₂ , MS ₃ 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:

${\displaystyle {\mathsf {Fe+S\rightarrow FeS}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2CdO+3S\rightarrow 2CdS+SO_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+CS_{2}\rightarrow TiS_{2}+CO_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SO_{4}+4C\rightarrow Na_{2}S+4CO}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2Ga+3H_{2}S\rightarrow Ga_{2}S_{3}+3H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {ZnCl_{2}+Na_{2}S\rightarrow ZnS+2NaCl}}}$

Сульфиды в природе

В природных условиях сера встречается в трёх валентных состояниях: аниона S ^2- , образующего сульфиды ( сфалерит ZnS, молибденит MoS ₂ ), аниона S ₂ ^2- , образующего дисульфиды ( пирит FeS ₂ ), и частицы S ⁺⁶ в составе сульфат-иона ( гипс CaSO ₄ , барит BaSO ₄ ). 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 , Ga ₂ S ₃ , In ₂ S ₃ , GeS ₂ 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 — Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ , все — практически на основе сульфида цинка.
Сульфиды щелочных и щелочноземельных металлов находят применение в химической и в лёгкой промышленности; так Na ₂ S , CaS и BaS применяются в кожевенном производстве для удаления волосяного покрова с кож.

Токсичность

Большинство сульфидов являются токсичными.

Примеры

• Сульфид трититана с формулой Ti ₃ S, кристаллы.

См. также

• Полисульфиды

Литература

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