overgang metal chalcogenider forekomme med mange støkiometrier og mange strukturer. Mest almindelige og vigtigste teknologisk er imidlertid chalcogeniderne af simple støkiometrier, såsom 1:1 og 1:2. Ekstreme tilfælde inkluderer metalrige faser (f.eks. Ta2 ‘ er), der udviser omfattende metal-metalbinding, og chalcogenidrige materialer såsom Re2S7, som har omfattende chalcogen-chalcogenbinding.
med henblik på klassificering af disse materialer betragtes chalcogenidet ofte som en dianion, dvs.S2−, Se2−, Te2− og Po2−. Faktisk er overgangsmetalkalkogenider meget kovalente, ikke ioniske, som angivet ved deres halvledende egenskaber.
Metal-rige chalcogenideredit
i de fleste af deres chalcogenider vedtager overgangsmetaller iltningstilstande på II eller derover. Ikke desto mindre findes der flere eksempler, hvor de metalliske atomer langt overstiger chalcogener. Sådanne forbindelser har typisk omfattende metal-metalbinding.
MonochalcogenidesEdit
metalmonochalcogenider har formlen ME, hvor M = A overgangsmetal og E = S, Se, Te. De krystalliserer typisk i et af to motiver, opkaldt efter de tilsvarende former for sulfid. Sulfidatomerne pakkes i en kubisk symmetri, og de 2 + ioner optager halvdelen af de tetraedriske huller. Resultatet er en diamondoid ramme. Den vigtigste alternative struktur for monokalcogeniderne er strukturen, hvor atomforbindelserne er ens (tetrahedral), men krystalsymmetrien er sekskantet. Et tredje motiv for metalmonochalcogenid er nikkelarsenidgitteret, hvor metallet og chalcogenidet hver har henholdsvis oktaedrisk og trigonal prismatisk koordination. Dette motiv er ofte underlagt nonstoichiometri.
vigtige monokalcogenider inkluderer nogle pigmenter, især cadmiumsulfid. Mange mineraler og malme er monosulfider.
Dichalcogenideredit
Metaldichalcogenider har formlen ME2, hvor M = et overgangsmetal og E = S, Se, Te. Som sædvanlig er de vigtigste medlemmer sulfider. De er altid mørke diamagnetiske faste stoffer, uopløselige i alle opløsningsmidler og udviser halvledende egenskaber. Med hensyn til deres elektroniske strukturer betragtes disse forbindelser normalt som derivater af M4+, hvor M4+ = Ti4+ (D0-konfiguration), V4+ (D1-konfiguration), Mo4+ (D2-konfiguration). Titandisulfid blev undersøgt i prototypekatoder til sekundære batterier og udnyttede dets evne til reversibelt at gennemgå interkalation af lithium. Molybdendisulfid, emnet for mange tusinde publikationer, er den vigtigste malm af molybdæn, hvor den kaldes molybdenit. Det bruges som et fast smøremiddel og katalysator til hydroafsvovling. De tilsvarende diselenider og endda ditellurider er kendt, f.eks. TiSe2, Mose2og Vse2.
Overgangsmetaldichalcogenider vedtager typisk enten cadmiumdiiodid-eller molybdendisulfidstrukturer. I cdi2-motivet udviser metallerne oktaedriske strukturer. I MoS2-motivet, som ikke observeres for dihalider, udviser metallerne trigonale prismatiske strukturer. Den stærke binding mellem metal—og chalcogenidliganderne står i kontrast til den svage chalcogenid-chalcogenidbinding mellem lagene. På grund af disse kontrasterende bindingsstyrker engagerer disse materialer sig i interkalering af alkalimetaller. Interkalationsprocessen ledsages af ladningsoverførsel, hvilket reducerer m(IV) centrene til M(III).
Rediger
i modsætning til klassiske metaldichalcogenider beskrives jernpyrit, et almindeligt mineral, normalt som bestående af Fe2+ og persulfido−anionen S22 -. Svovlatomerne i disulfido dianion er bundet sammen via en kort S-S-binding. “Sen” overgangsmetaldisulfider (mn, Fe, Co, Ni) vedtager næsten altid pyrit eller det relaterede marcasitmotiv i modsætning til tidlige metaller (V, Ti, Mo, V), der vedtager 4+ iltningstilstand med to chalcogenid dianioner.
Tri – og tetrachalcogenideredit
flere metaller, hovedsageligt til de tidlige metaller (ti, V, Cr, mn-grupper) danner også trichalcogenider. Disse materialer er normalt beskrevet som M4+(E22−) (E2−) (hvor E = S, Se, Te). Et velkendt eksempel er niobium triselenid. Amorf MoS3 fremstilles ved behandling af tetrathiomolybdat med syre:
MoS42− + 2 H+ liter MoS3 + H2S
mineralet Patr purstnite, som har formlen VS4, er et eksempel på et metaltetrachalcogenid. Krystallografisk analyse viser, at materialet kan betragtes som et bis(persulfid), dvs.V4+, (S22−)2.
