Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Күкірт минералы
Sulfide mineral
Ковелит (ковелин деп те аталады) – формуласы CuS болатын сирек кездесетін мыс сульфидті минерал. Алғашқы мәліметтер 1832 жылы Н. Ковелли атымен ресми түрде аталған Везувий тауынан алынған. Бұл ковелиттің ерекше қасиеттерінің бірнешесі осы деңгейдегі молекулалық құрылымның нәтижесі екенін көрсетеді. Мыс моносульфиді үшін сипатталғандай, ковелитті құрайтын атомдарға формальды тотығу дәрежелерін тағайындау жаңылыстырушы болуы мүмкін. Формула Cu2+, S2− сипаттамасын ұсынатын сияқты. Шындығында атомдық құрылым мыс пен күкірттің әрқайсысы екі түрлі геометриялық пішінге ие екенін көрсетеді. Дегенмен, фотоэлектрондық спектроскопия, магниттік және электрлік қасиеттері Cu2+ (d9) иондарының жоқтығын көрсетеді. Осылайша, минерал Cu2+ және S2− емес, Cu+ және S− иондарынан тұрады деп сипатталады. S22− түзілу үшін S− қабығы толық емес пиритпен салыстырғанда, күкірт атомдарының тек 2/3 бөлігі ғана байланысқан күйде болады.
Covellite (also known as covelline) is a rare copper sulfide mineral with the formula CuS. The first records are from Mount Vesuvius, formally named in 1832 after N. Covelli. This indicates that several of covellite's special properties are the result of molecular structure at this level. As described for copper monosulfide, the assignment of formal oxidation states to the atoms that constitute covellite is deceptive. The formula might seem to suggest the description Cu2+, S2−. In fact the atomic structure shows that copper and sulfur each adopt two different geometries. However photoelectron spectroscopy, magnetic, and electrical properties all indicate the absence of Cu2+ (d9) ions. Thus, the mineral is better described as consisting of Cu+ and S− rather than Cu2+ and S2−. Compared to pyrite with a non closed shell of S− pairing to form S22−, there are only 2/3 of the sulfur atoms held.
Құрылымы
Мыс сульфидінің ковелит құрлымды жапырақша тәрізді күрделі құрылымы бар, CuS және Cu2S2 қабаттары кезектесіп орналасқан, мыс атомдары тиісінше тригональды жазық (сирек кездесетін) және тетраэдрлік координацияға ие. Ковелит негізгі минерал ретінде гидротермиялық жағдайларда ғана пайда болады, сондықтан мыс кендерінде немесе вулкандық сублимат ретінде сирек кездеседі. Оның қалыптасуы сонымен қатар одан туындаған басқа сульфидтердің күйіне және тарихына байланысты. Эксперименттік деректер аммоний метаванадатының (NH4VO3) басқа мыс сульфидтерінен ковелиттің қатты күйде өзгеруіне ықпал ететін маңызды катализатор екенін көрсетеді. Дегенмен, қосымша зерттеулер қажет, себебі ковелиттің көп болуы мүмкін болғанымен, оның кристалдық өлшемдерінің өсуі бактериялардың физикалық шектеулерімен тежеледі. Минералды ашқан Никола Ковелли (1790-1829) ботаника және химия профессоры болған, бірақ геология мен вулканологияға, әсіресе Везувий тауының атқылауларына қызығушылық танытқан. CuS3 / CuS2 құрылымы белгілі бір жағдайларда суперөткізгіштікке мүмкіндік беретін электрон артық болуын қамтамасыз етеді, бұл өте төмен жылу шығындарын тудырады. Материалтану ғылымы қазір ковелиттің бірнеше пайдалы қасиеттерін біледі және көптеген зерттеушілер ковелитті синтездеуге тырысуда. Ковелит CuS суперөткізгіштігін зерттеу литий батареяларының катодтарында, аммоний газ сенсорларында және металл халькогенидті жұқа пленкалы күн электр құрылғыларында қолданылуы мүмкін.
For a copper sulfide, covellite has a complicated lamellar structure, with alternating layers of CuS and Cu2S2 with copper atoms of trigonal planar (uncommon) and tetrahedral coordination respectively. As a primary mineral, the formation of covellite is restricted to hydrothermal conditions, thus rarely found as such in copper ore deposits or as a volcanic sublimate. Its formation also depends on the state and history of the associated sulfides it was derived from. Experimental evidence shows ammonium metavanadate (NH4VO3) to be a potentially important catalyst for covellite's solid state transformation from other copper sulfides. However, further research remains, because although the abundance of covellite may be high, the growth of its crystal size is actually inhibited by physical constraints of the bacteria. Nicola Covelli (1790 1829), the discoverer of the mineral, was a professor of botany and chemistry though was interested in geology and volcanology, particularly Mount Vesuvius' eruptions. The framework of CuS3 /CuS2 allow for an electron excess that facilitate superconduction during particular states, with exceptionally low thermal loss. Material science is now aware of several of covellite's favorable properties and several researchers are intent on synthesizing covellite. Uses of covellite CuS superconductivity research can be seen in lithium batteries’ cathodes, ammonium gas sensors, and solar electric devices with metal chalcogenide thin films.
Литий-ионды аккумуляторлар
Литий батареялары үшін баламалы катодтық материалдарды зерттеу жиі мыс сульфидтерінің стехиометриясы мен тетраэдрлі қабатты құрылымының күрделі өзгерістерін зерттейді. Артықшылықтарының қатарында - шектеулі уыттылығы және төмен құны. Ковелиттің (10−3 S см−1) жоғары электр өткізгіштігі және Li+/Li жұптасымен циклдық жүргізілгендегі тегіс разряд қисықтарымен бірге (560 мАч г−1) жоғары теориялық сыйымдылығы сыйымдылық үшін маңызды рөл атқаратыны анықталды. Дегенмен, бұл мүмкіндік барлық мыс сульфидтеріне тән пластина тәрізді құрылыммен шектелуі мүмкін. Сондықтан, болашақтағы химиялық сезіктелгіш құрылғылар, электроника және басқа да аспаптар ковелит CuS наноқұрылымдарын пайдалану арқылы зерттелуде.
Research into alternate cathode material for lithium batteries often examines the complex variations in stoichiometry and tetrahedron layered structure of copper sulfides. Advantages include limited toxicity and low costs. The high electrical conductivity of covellite (10−3 S cm−1) and a high theoretical capacity (560 mAh g−1) with flat discharge curves when cycled versus Li+/Li has been determined to play critical roles for capacity. However, this ability can be limited by the plate like structure all copper sulfides possess. Thus, future chemical sensing devices, electronics, and others instruments are being explored with the use of nanostructures with covellite CuS.