Overgangsmetallkalkogenider forekommer med mange støkiometrier og mange strukturer. Mest vanlige og viktigste teknologisk er imidlertid chalcogenides av enkle støkiometrier, som 1: 1 og 1:2. Ekstreme tilfeller inkluderer metallrike faser (F. Eks. Ta2S), som viser omfattende metall – metallbinding, og chalcogenidrike materialer som Re2S7, som har omfattende chalcogen-chalcogenbinding.for å klassifisere disse materialene blir kalkogenidet ofte sett på som en dianion, dvs. S2 -, Se2 -, Te2-og Po2−. Faktisk er overgangsmetallkalkogenider svært kovalente, ikke ioniske, som angitt av deres halvledende egenskaper.
metallrike chalcogenidesEdit
Struktur av det metallrike sulfidet Nb21S8.
i de fleste av deres chalcogenides, overgang metaller vedta oksidasjonstilstander AV II eller større. Likevel finnes det flere eksempler hvor metallatomer langt overgår chalcogenene. Slike forbindelser har typisk omfattende metall-metallbinding.
MonochalcogenidesEdit
Metall monochalcogenides har formelen MEG, Hvor M = en overgang metall Og E = S, Se, Te. De krystalliserer vanligvis i ett av to motiver, oppkalt etter de tilsvarende formene av sinksulfid. I sinkblendestrukturen pakker sulfidatomene i en kubisk symmetri og Zn2 + – ionene opptar halvparten av de tetraedrale hullene. Resultatet er et diamondoid rammeverk. Den viktigste alternative strukturen for monokalsogenidene er wurtzittstrukturen der atomforbindelsene er like (tetraedrale), men krystallsymmetrien er sekskantet. Et tredje motiv for metall monokalkogenid er nikkelarsenidgitteret, hvor metallet og kalkogenidet hver har henholdsvis oktaedisk og trigonal prismatisk koordinering. Dette motivet er vanligvis gjenstand for nonstoichiometry.
Viktige monokalkogenider inkluderer noen pigmenter, spesielt kadmiumsulfid. Mange mineraler og malmer er monosulfider.
Dikalkogeniderediger
metalldikalkogenider har formelen ME2, Hvor M = et overgangsmetall Og E = S, Se, Te. Som vanlig er de viktigste medlemmene sulfidene. De er alltid mørke diamagnetiske faste stoffer, uoppløselige i alle løsemidler, og viser halvledende egenskaper. Når det gjelder deres elektroniske strukturer, blir disse forbindelsene vanligvis sett på som derivater Av M4+, hvor M4 + = Ti4 + (d0-konfigurasjon), V4+ (d1-konfigurasjon), Mo4+ (d2-konfigurasjon). Titan disulfid ble undersøkt i prototype katoder for sekundære batterier, utnytte sin evne til reversibelt gjennomgå interkalering av litium. Molybdendisulfid, gjenstand for mange tusen publikasjoner, er den viktigste malmen av molybden der den kalles molybdenitt. Den brukes som et fast smøremiddel og katalysator for hydrodesulfurisering. De tilsvarende diselenider og til og med ditellurider er kjent, F. eks. TiSe2, MoSe2 og WSe2.
Overgangsmetalldikalkogenider adopterer vanligvis enten kadmiumdiiodid eller molybdendisulfidstrukturer. I cdi2-motivet viser metallene oktaedrale strukturer. I MoS2-motivet, som ikke observeres for dihalider, viser metallene trigonale prismatiske strukturer. Den sterke bindingen mellom metall og chalcogenide ligander, kontrasterer med den svake chalcogenide-chalcogenide bindingen mellom lagene. På grunn av disse kontrasterende bindingsstyrken, engasjerer disse materialene seg i interkalering av alkalimetaller. Interkalasjonsprosessen er ledsaget av ladningsoverføring, reduserer m(IV) sentrene TIL M (III).
Edit
i motsetning til klassiske metalldikalkogenider, er jernpyritt, et vanlig mineral, vanligvis beskrevet som bestående Av Fe2+ og persulfido anion S22 -. Svovelatomene i disulfido dianion er bundet sammen via en kort Ss-binding. «Late» transition metal disulfides (Mn, Fe, Co, Ni) nesten alltid vedta pyritt eller relaterte marcasite motiv, i motsetning til tidlig metaller (V, Ti, Mo, W) som vedta 4 + oksidasjon tilstand med to chalcogenide dianions.
Tri – og tetrakalkogeniderediger
Flere metaller, hovedsakelig for tidlig metaller (ti, V, Cr, Mn grupper) også danne trichalcogenides. Disse materialene er vanligvis beskrevet Som M4+(E22-−(E2−) (Hvor E = S, Se, Te). Et godt kjent eksempel er niobiumtriselenid. Amorft MoS3 fremstilles ved behandling av tetratiomolybdat med syre:
MoS42 – + 2 H + → MoS3 + H2S
mineralet patró ,som har formelen VS4, er et eksempel på et metalltetrakalkogenid. Krystallografisk analyse viser at materialet kan betraktes som et bis(persulfid), dvs.V4+, (S22−)2.
