Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сульфид индия (III) (сесквисульфид индия, сульфид индия (2:3), сульфид индия (3+) - неорганическое соединение с формулой In2S3. Он имеет характерный для соединений серы запах "гнилого яйца", и при реакции с минеральными кислотами образует сероводородный газ. Известны три различных структуры ("полиморфы"): желтый, α In2S3 имеет дефектную кубическую структуру, красный β In2S3 имеет дефектную спинельную, четырехугольную структуру, а γ In2S3 имеет слоистую структуру. Красная форма, β, считается наиболее стабильной формой при комнатной температуре, хотя желтая форма может присутствовать в зависимости от способа производства. In2S3 подвергается нападению кислот и сульфидов. Немного растворим в Na2S. Сульфид индия был первым описанным соединением индия, о котором сообщалось в 1863 году. Райх и Рихтер определили существование индия как нового элемента из сульфидного осаждения.
Indium(III) sulfide (Indium sesquisulfide, Indium sulfide (2:3), Indium (3+) sulfide) is the inorganic compound with the formula In2S3. It has a "rotten egg" odor characteristic of sulfur compounds, and produces hydrogen sulfide gas when reacted with mineral acids. Three different structures ("polymorphs") are known: yellow, α In2S3 has a defect cubic structure, red β In2S3 has a defect spinel, tetragonal, structure, and γ In2S3 has a layered structure. The red, β, form is considered to be the most stable form at room temperature, although the yellow form may be present depending on the method of production. In2S3 is attacked by acids and by sulfide. It is slightly soluble in Na2S. Indium sulfide was the first indium compound ever described, being reported in 1863. Reich and Richter determined the existence of indium as a new element from the sulfide precipitate.
Структура и свойства
In2S3 имеет четырехгранные центры In(III), связанные с четырьмя сульфидолигандами. α In2S3 имеет дефектную кубическую структуру. Полиморф претерпевает фазовый переход при 420 °C и превращается в спинелевую структуру β In2S3. Другой фазовый переход при 740 °C дает слоистый γ In2S3 полиморф. β In2S3 имеет дефектную спинельную структуру. Сульфидные анионы плотно упаковываются в слои, с октаэдрически скоординированными кациями In ((III) в слоях и тетраэдрически скоординированными кациями In ((III) между ними. Часть тетраэдрических интерстиций пуста, что приводит к дефектам спинеля. β In2S3 имеет два подтипа. В подтипе T In2S3 тетрагонально скоординированные вакансии расположены в упорядоченном порядке, тогда как вакансии в подтипе C In2S3 расположены в беспорядочном порядке. Непорядочный подтип β In2S3 показывает активность для фотокаталитического производства H2 с помощью кокатализатора благородных металлов, но упорядоченный подтип - нет. β In2S3 - полупроводник типа N с оптическим диапазоном 2,1 ЭВ. Предлагается заменить опасный сульфид кадмия, CdS, в качестве буферного слоя в солнечных элементах и в качестве дополнительного полупроводника для повышения производительности фотоэлектрических элементов на основе TiO2. Тонкие пленки бета-комплекса могут выращиваться химическим пиролизом. Растворы солей In ((III) и органических соединений серы (часто тиомочевины) распыляют на предварительно нагретые стеклянные пластины, где химические вещества вступают в реакцию с образованием тонких пленок сульфида индия. Изменение температуры, при которой химические вещества откладываются, и соотношение In:S может повлиять на оптический разрыв пленки. Одностенные нанотрубки сульфида индия могут быть сформированы в лаборатории с использованием двух растворителей (один, в котором соединение плохо растворяется, и другой, в котором оно хорошо растворяется). Сульфидные лиганды частично заменяются O2−, и соединение образует тонкие нанорулочки, которые самостоятельно собираются в массивы нанотрубок диаметром порядка 10 нм и толщиной стенки около 0,6 нм. Процесс имитирует кристаллизацию белка.]]
In2S3 features tetrahedral In(III) centers linked to four sulfido ligands. α In2S3 has a defect cubic structure. The polymorph undergoes a phase transition at 420 °C and converts to the spinel structure of β In2S3. Another phase transition at 740 °C produces the layered γ In2S3 polymorph. β In2S3 has a defect spinel structure. The sulfide anions are closely packed in layers, with octahedrally coordinated In(III) cations present within the layers, and tetrahedrally coordinated In(III) cations between them. A portion of the tetrahedral interstices are vacant, which leads to the defects in the spinel. β In2S3 has two subtypes. In the T In2S3 subtype, the tetragonally coordinated vacancies are in an ordered arrangement, whereas the vacancies in C In2S3 are disordered. The disordered subtype of β In2S3 shows activity for photocatalytic H2 production with a noble metal cocatalyst, but the ordered subtype does not. β In2S3 is an N type semiconductor with an optical band gap of 2.1 eV. It has been proposed to replace the hazardous cadmium sulfide, CdS, as a buffer layer in solar cells, and as an additional semiconductor to increase the performance of TiO2 based photovoltaics. Thin films of the beta complex can be grown by chemical spray pyrolysis. Solutions of In(III) salts and organic sulfur compounds (often thiourea) are sprayed onto preheated glass plates, where the chemicals react to form thin films of indium sulfide. Changing the temperature at which the chemicals are deposited and the In:S ratio can affect the optical band gap of the film. Single walled indium sulfide nanotubes can be formed in the laboratory, by the use of two solvents (one in which the compound dissolves poorly and one in which it dissolves well). There is partial replacement of the sulfido ligands with O2−, and the compound forms thin nanocoils, which self assemble into arrays of nanotubes with diameters on the order of 10 nm, and walls approximately 0.6 nm thick. The process mimics protein crystallization.]]
Безопасность
Полиморф β In2S3 в порошкообразном виде может раздражать глаза, кожу и органы дыхания. При проглатывании он токсичен, но его можно безопасно обрабатывать в обычных лабораторных условиях. С ним следует обращаться в перчатках, и следует следить за тем, чтобы не вдыхать соединение и не допускать его контакта с глазами.
The β In2S3 polymorph, in powdered form, can irritate eyes, skin and respiratory organs. It is toxic if swallowed, but can be handled safely under conventional laboratory conditions. It should be handled with gloves, and care should be taken to keep from inhaling the compound, and to keep it from contact with the eyes.
Фотовольтаические и фотокаталитические
Существует значительный интерес к использованию In2S3 для замены полупроводника CdS (сульфид кадмия) в фотоэлектронных устройствах. В2С3 имеет регулируемый полосовой разрыв, что делает его привлекательным для фотоэлектрических применений, но сульфид индия (III) имеет мало неблагоприятных биологических эффектов и может откладываться в виде тонкой пленки менее опасными методами.
There is considerable interest in using In2S3 to replace the semiconductor CdS (cadmium sulfide) in photoelectronic devices. β In2S3 has a tunable band gap, which makes it attractive for photovoltaic applications, but indium(III) sulfide shows few adverse biological effects and can be deposited as a thin film through less hazardous methods.
Биомедицинские
Препарат из сульфида индия, полученный из радиоактивного 113In, может использоваться в качестве пульмоноскопического средства для медицинской визуализации. Он хорошо поглощается тканями легких, но не накапливается там.
A preparation of indium sulfide made with the radioactive 113In can be used as a lung scanning agent for medical imaging. It is taken up well by lung tissues, but does not accumulate there.
Другое
Наночастицы In2S3 светятся в видимом спектре. Приготовление наночастиц In2S3 в присутствии иных ионов тяжелых металлов создает высокоэффективные синий, зеленый и красный фосфоры, которые могут использоваться в проекторах и дисплеях приборов.
In2S3 nanoparticles luminesce in the visible spectrum. Preparing In2S3 nanoparticles in the presence of other heavy metal ions creates highly efficient blue, green, and red phosphors, which can be used in projectors and instrument displays.