Կադմիումի սուլֆիդ

**Կադմիումի սուլֆիդ**, անօրգանական միացություն՝  CdS բանաձևով: Կադմիումի սուլֆիդը դեղին աղ է: Բնության մեջ այն հանդիպում է երկու տարբեր բյուրեղային կառուցվածքներով, ինչպիսիք են հազվագյուտ միներալները՝ գրինոկիտը և հալեյիտը, բայց ավելի տարածված է որպես կեղտաջրերի փոխարինող նմանատիպ կառուցվածք ունեցող ցինկի հանքաքարերի սֆալերիտի և վուրցիտի մեջ, որոնք կադմիումի հիմնական տնտեսական աղբյուրներն են: Որպես միացություն, որը հեշտ է մեկուսացնել և մաքրել, այն կադմիումի հիմնական աղբյուրն է բոլոր առևտրային կիրառությունների համար: Նրա վառ դեղին գույնը հանգեցրեց նրան, որ 1800-ականներին այն ընդունվեց որպես «կադմիում դեղին» դեղին ներկի գունանյութ:

## Ստացում
Կադմիումի սուլֆիդը կարող է պատրաստվել սուլֆիդային իոնով լուծվող կադմիումի (II) աղերի տեղումներից: Այս ռեակցիան օգտագործվել է գրավիմետրիկ և որակական անօրգանական անալիզի համար:Նախապատրաստական ​​ուղին և արտադրանքի հետագա մշակումը ազդում է արտադրվող պոլիմորֆ ձևի վրա (այսինքն՝ խորանարդ կամ վեցանկյունի): Պնդվում է, որ քիմիական տեղումների եղանակները հանգեցնում են ցինկբլենդի խորանարդ ձևի:

Գունանյութի արտադրությունը սովորաբար ներառում է CdS-ի նստեցում, պինդ նստվածքի լվացում` կադմիումի լուծվող աղերը հեռացնելու համար, որին հաջորդում է կալցինացումը (թրծումը)` այն վերածելու վեցանկյուն ձևի, որին հաջորդում է մանրացում` փոշի արտադրելու համար: Երբ կադմիումի սուլֆիդային սելենիդները պահանջվում են, CdSe-ը CdS-ի հետ միաժամանակ նստեցվում է, և կադմիումի սուլֆոսելենիդը ստեղծվում է կալցինացման փուլի ընթացքում:

Կադմիումի սուլֆիդը երբեմն կապված է սուլֆատը նվազեցնող բակտերիաների հետ:

### Ուղիներ դեպի CdS-ի բարակ թաղանթներ
Հատուկ մեթոդներ օգտագործվում են CdS-ի թաղանթներ արտադրելու համար՝ որպես որոշ ֆոտոռեզիստորների և արևային բջիջների բաղադրիչներ: Քիմիական բաղնիքի նստեցման մեթոդում CdS-ի բարակ թաղանթները պատրաստվել են՝ օգտագործելով թիուրիան՝ որպես սուլֆիդային անիոնների աղբյուր և ամոնիումի բուֆերային լուծույթ՝ pH-ի վերահսկման համար.
:Cd2+  + H2O   +  (NH2)2CS  +  2 NH3  →   CdS  +  (NH2)2CO   +  2 NH4+

Կադմիումի սուլֆիդը կարող է արտադրվել մետաղօրգանական գոլորշի փուլային էպիտաքսիայի միջոցով՝ դիմեթիլկադմիումի և դիէթիլ սուլֆիդի ռեակցիայի միջոցով.
:Cd(CH3)2  + Et2S  →   CdS  +  CH3CH3   +  C4H10
CdS թաղանթների արտադրության այլ մեթոդներ ներառում են.
* Զոլ-գել գործրնթաց
* Կաթոդային փաշիացում
* Էլեկտրաքիմիական նստվածք
* Սրսկում պրեկուրսոր կադմիումի աղով, ծծմբային միացությամբ և դոպանտով
* Տրաֆարետային տպագրություն՝ օգտագործելով ցրված CdS պարունակող լուծույթ

## Փոխարկումներ
Կադմիումի սուլֆիդը կարող է լուծվել թթուների մեջ.
:CdS  +  2 HCl   →   CdCl2  +  H2S

Երբ ցրված CdS-ի մասնիկներ պարունակող սուլֆիդի լուծույթները ճառագայթվում են լույսով, առաջանում է ջրածնային գազ.
: H2S → H2 + S       Δf*H* = +9.4 kcal/mol
Առաջարկվող մեխանիզմը ներառում է էլեկտրոն/անցք զույգեր, որոնք առաջանում են, երբ լույսը կլանվում է կադմիումի սուլֆիդով, դրան հաջորդում են ջրի և սուլֆիդի հետ փոխազդեցությունը:
:Էլեկտրոն-անցք զույգի ստացում.
::CdS&nbsp;+ *hν*&nbsp;→ e−&nbsp;+ h<sup>+</sup>
:Էլեկտրոնի ռեակցիա.
::2e−&nbsp;+ 2H2O&nbsp;→ H2&nbsp;+ 2OH−
:Անցքի ռեակցիա.
::2h+&nbsp;+ S2− → S

## Կառուցվածք և ֆիզիկական հատկություններ
Կադմիումի սուլֆիդը, ինչպես ցինկի սուլֆիդը, ունի երկու բյուրեղային ձև: Ավելի կայուն վեցանկյուն վուրցիտի կառուցվածքը (հայտնաբերված է Գրինոկիտ հանքանյութում) և խորանարդ ցինկի խառնուրդի կառուցվածքը (գտնվում է Հավլեյիտ հանքանյութում)։ Այս երկու ձևերում էլ կադմիումի և ծծմբի ատոմները չորս կոորդինատներ են: Գոյություն ունի նաև բարձր ճնշման ձև NaCl ապարային աղի կառուցվածքով:

Կադմիումի սուլֆիդը ուղիղ ժապավենի կիսահաղորդիչ է (բացը 2,42 էՎ): Տեսանելի լույսի ալիքի երկարություններին իր գոտու բացը նրան տալիս է գունավոր տեսք:Այս ակնհայտ հատկության հետ մեկտեղ ստացվում են նաև այլ հատկություններ.
* հաղորդունակությունը մեծանում է, երբ ճառագայթվում է, (հանգեցնում է օգտագործման որպես ֆոտոռեզիստոր)
* երբ համակցվում է p-տիպի կիսահաղորդչի հետ, այն կազմում է ֆոտոգալվանային (արևային) բջիջի հիմնական բաղադրիչը, և CdS/Cu2S արևային մարտկոցը առաջին արդյունավետ բջիջներից մեկն էր, որը հաղորդվել է (1954 թ.)
* օրինակ՝ Cu+ («ակտիվատոր») և Al3+ («կոակտիվատոր») CdS-ը լյումինեսվում է էլեկտրոնային փնջի գրգռման ներքո (կաթոդոլյումինեսցենցիա) և օգտագործվում է որպես ֆոսֆոր
* երկու պոլիմորֆներն էլ պիեզոէլեկտրական են, իսկ վեցանկյունը նույնպես պիրոէլեկտրական է
* էլեկտրալյումինեսցենտություն
* CdS բյուրեղները կարող են հանդես գալ որպես պինդ վիճակի լազերային հարստացման միջավայր
* բարակ թաղանթով CdS-ը կարող է զուգակցվել այլ շերտերի հետ՝ արևային բջիջների որոշ տեսակներում օգտագործելու համար CdS-ը նաև առաջին կիսահաղորդչային նյութերից էր, որն օգտագործվել է բարակ թաղանթային տրանզիստորների (TFT) համար: Այնուամենայնիվ, TFT-ների համար բարդ կիսահաղորդիչների նկատմամբ հետաքրքրությունը հիմնականում թուլացավ 1970-ականների վերջին ամորֆ սիլիցիումի տեխնոլոգիայի ի հայտ գալուց հետո:
* CdS-ի բարակ թաղանթները կարող են լինել պիեզոէլեկտրական և օգտագործվել են որպես փոխարկիչներ, որոնք կարող են աշխատել ԳՀց տարածաշրջանի հաճախականությունների վրա:;
* CdS-ի նանոժապավենները ցույց են տալիս ֆոնոնների զուտ սառեցում, որը պայմանավորված է ֆոնոնների ոչնչացմամբ՝ հակա-Սթոքսյան լյումինեսցենցիայի ժամանակ ~510 նմ: Արդյունքում, 40 և 15 Կ ջերմաստիճանի առավելագույն անկում է դրսևորվում, երբ նանոժապավենները մղվում են 514 կամ 532 նմ լազերով:

## Հավելվածներ
### Գունանյութ

CdS-ն օգտագործվում է որպես պիգմենտ պլաստմասսայի մեջ՝ ցույց տալով լավ ջերմային կայունություն, լույսի և եղանակային կայունություն, քիմիական դիմադրություն և բարձր անթափանցիկություն: Որպես պիգմենտ, CdS-ը հայտնի է որպես կադմիում դեղին (CI պիգմենտ դեղին 37): 1982 թվականի դրությամբ տարեկան արտադրվում է մոտ 2000 տոննա, ինչը կազմում է առևտրային վերամշակված կադմիումի մոտ 25%-ը:

### Պատմական օգտագործումը արվեստում
1840-ական թվականներից կադմիումի սուլֆիդի ընդհանուր առևտրային հասանելիությունը հանգեցրեց նրան, որ այն ընդունվեց արվեստագետների կողմից, մասնավորապես՝ Վան Գոգի, Մոնեի (իր լոնդոնյան շարքերում և այլ աշխատանքներում) և Մատիսի (Լողացողները գետի մոտ 1916–1919 թվականներ): Ներկերի մեջ կադմիումի առկայությունը օգտագործվել է նկարներում կեղծիքներ հայտնաբերելու համար, որոնք ենթադրաբար արտադրվել են մինչև 19-րդ դարը:

### CdS-CdSe լուծումներ
CdS-ը և CdSe-ն իրար հետ կազմում են պինդ լուծույթներ։ Կադմիումի սելենիդի քանակի աճը տալիս է կարմիր գույնի գունանյութեր, օրինակ՝ CI պիգմենտ նարնջագույն 20 և CI պիգմենտ կարմիր 108:Նման պինդ լուծույթները տեսանելի և մոտ ինֆրակարմիր լույսի նկատմամբ զգայուն ֆոտոռեզիստորների (լույսից կախված ռեզիստորների) բաղադրիչներ են։

## Անվտանգություն
Կադմիումի սուլֆիդը թունավոր է, հատկապես վտանգավոր է, երբ ներշնչվում է փոշու տեսքով, իսկ կադմիումի միացությունները, ընդհանուր առմամբ, դասակարգվում են որպես քաղցկեղածին նյութեր:Առաջադրվել են կենսահամատեղելիության հետ կապված խնդիրներ, երբ CdS-ն օգտագործվում է որպես գույն՝ դաջվածքներում: CdS-ն առնետների մոտ ունի  LD50 մոտավորապես 7080 մգ/կգ, ինչը ավելի բարձր է, քան կադմիումի մյուս միացությունները՝ ցածր լուծելիության պատճառով:

## Ծանոթագրությունններ

## Արտաքին հղումներ

* Cadmium(II) sulphide information at Webelements
* IARC Monograph: "Cadmium and Cadmium Compounds" Last access November 2005.
* International Chemical Safety Card 0404
* National Pollutant Inventory - Cadmium and compounds
* Defence Internet | About Defence | Zinc Cadmium Sulphide Dispersion Trials Report by the Academy of Medical Sciences to the Chief Scientific Adviser, Ministry of Defence on the zinc cadmium sulphide dispersion trials undertaken in the United Kingdom between 1953 and 1964.

Կատեգորիա:Անօրգանական պիգմենտներ
Կատեգորիա:Ապակու ներկեր
Կատեգորիա:Գունանյութեր
Կատեգորիա:Կադմիում
Կատեգորիա:Մոնոսուլֆիդներ
Կատեգորիա:Սուլֆիդներ (միներալներ)
Կատեգորիա:Քիմիա
Կատեգորիա:Քիմիական միացություններ