カルコゲナイド

遷移金属カルコゲナイドは、多くの化学量論と多くの構造で発生します。 しかし、技術的に最も一般的で最も重要なのは、1:1および1:2のような単純な化学量論のカルコゲナイドである。 極端なケースには、広範な金属-金属結合を示す金属リッチ相(例えばTa2S)、および広範なカルコゲン-カルコゲン結合を特徴とするRe2S7のようなカルコゲナイドに富む材料が含まれる。

これらの材料を分類する目的で、カルコゲナイドはしばしばジアニオン、すなわちS2−、Se2−、Te2−、およびPo2−と見なされます。

これらの材料を分類する目的で、カルコゲナイドはしばしばジアニオン、すなわちS2-、Se2-、Te2-、およびPo2-と見なされます。 実際、遷移金属カルコゲナイドは、それらの半導体特性によって示されるように、イオン性ではなく、高度に共有結合性である。

金属に富むカルコゲナイド編集

金属に富む硫化物Nb21S8の構造。

それらのカルコゲナイドの大部分では、遷移金属はII以上の酸化状態を採用します。 それにもかかわらず、金属原子がカルコゲンをはるかに上回るいくつかの例が存在する。 このような化合物は、典型的には広範囲の金属−金属結合を有する。

モノカルコゲニド編集

金属モノカルコゲニドは、m=遷移金属とE=S、Se、Teの式MEを持っています。 それらは典型的には、硫化亜鉛の対応する形態にちなんで命名された二つのモチーフのいずれかで結晶化する。 閃亜鉛鉱構造では、硫化物原子は立方対称でパックし、Zn2+イオンは四面体孔の半分を占めています。 結果はdiamondoidフレームワークである。 モノカルコゲナイドの主な代替構造はウルツ鉱構造であり、原子結合性は類似している(四面体)が、結晶対称性は六方晶である。 金属モノカルコゲナイドの第三のモチーフはヒ化ニッケル格子であり、金属とカルコゲナイドはそれぞれ八面体と三角柱配位を持っている。 このモチーフは、一般的に非化学量論の対象となります。

重要なモノカルコゲナイドには、いくつかの顔料、特に硫化カドミウムが含まれています。 多くの鉱物および鉱石はmonosulfidesです。

ジカルコゲニド編集

金属ジカルコゲニドは、式ME2を有し、ここで、M=遷移金属およびE=S、Se、Teである。 いつものように、最も重要なメンバーは硫化物です。 それらは常に暗い反磁性固体であり、すべての溶媒に不溶性であり、半導体特性を示す。 それらの電子構造に関して、これらの化合物は、通常、M4+の誘導体と見なされ、ここで、M4+=Ti4+(d0配置)、V4+(D1配置)、Mo4+(D2配置)である。 二次電池用の試作陰極において,リチウムによるインターカレーションを可逆的に受ける能力を利用して二硫化チタンを調べた。 二硫化モリブデン、多くの千の出版物の主題は、それがモリブデナイトと呼ばれるモリブデンの主な鉱石です。 これは、水素化脱硫のための固体潤滑剤および触媒として使用される。 例えば、Tise2、Mose2、およびWse2が知られている。

最も一般的な金属ジカルコゲナイドMos2は、層状構造を採用しています。

遷移金属ジカルコゲナイドは、典型的には二ヨウ化カドミウムまたは二硫化モリブデン構造のいずれかを採用しています。 Cdi2モチーフでは、金属は八面体構造を示す。 二ハロゲン化物では観察されないMos2モチーフでは、金属は三角柱構造を示す。 金属とカルコゲナイド配位子の間の強い結合は,層間の弱いカルコゲナイド—カルコゲナイド結合とは対照的である。 これらの対照的な結束の強さのために、これらの材料はアルカリの金属によってインターカレーションで従事します。 インターカレーション過程は電荷移動を伴い,M(I V)中心をM(III)に減少させる。

Edit

古典的な金属ジカルコゲナイドとは対照的に、一般的な鉱物である黄鉄鉱は、通常Fe2+とペルスルフィドアニオンS22−からなると記載されている。 ジスルフィド-ジアニオン内の硫黄原子は短いS-S結合を介して互いに結合している。 “後期”遷移金属ジスルフィド(Mn、Fe、Co、Ni)は、二つのカルコゲナイド二アニオンを有する4+酸化状態を採用する初期の金属(V、Ti、Mo、W)とは対照的に、ほとんど常に黄鉄鉱または関連するマルカサイトモチーフを採用する。

トリおよびテトラカルコゲニド編集

いくつかの金属、主に初期の金属(Ti、V、Cr、Mn基)のためにもトリカルコゲニドを形成する。 これらの材料は、通常、M4+(E2 2−)(E2−)(ここで、E=S、Se、Te)として記載される。 よく知られている例は三セレン化ニオブである。 アモルファスMos3は、テトラチオモリブデートを酸で処理することによって生成されます。

Mos42−+2H+→Mos3+H2S

式VS4を有する鉱物パトロナイトは、金属テトラカルコゲナイドの例である。 結晶学的分析は、材料がビス(過硫化物)、すなわちV4+、(S22−)2と考えることができることを示している。

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