Struttura e caratteristiche ZnS (15 fatti importanti)

ZnS è la formula chimica di solfuro di zinco e può formare due tipi di strutture cioè la miscela di zinco e la wurtzite. Discutiamo alcuni dettagli più brevi sulla struttura ZnS.

ZnS può mostrare polimorfismo e ha una struttura in miscela di zinco, il che significa che mostra una struttura come un diamante e applicando diverse temperature a ZnS può convertirsi in wurtzite e mostrare simmetria molecolare esagonale. La miscela di zinco è termicamente stabile mostra una struttura cubica ed è anche nota come Sfalerite.

ZnS è un composto ionico e ha Zn2+ e S2- ioni. In questa struttura sia Zn2+ e S2- sono in stechiometria 1:1. Mostra una disposizione tetraedrica di Zn2+ e S2- ioni in entrambe le forme. Facciamo una discussione più dettagliata sulle coppie solitarie, gli elettroni di valenza, la carica formale e le varie caratteristiche della struttura di ZnS e alcuni fatti a riguardo.

Come disegnare la struttura ZnS?

ZnS (solfuro di zinco) mostra la sua natura unica formando due diverse strutture cristalline. Sia la miscela di zinco che Wurtzite le strutture di ZnS hanno alcune caratteristiche comuni menzionate di seguito.

  • Entrambi hanno una stechiometria di 1:1 in ZnS cioè 1 Zn2+: 1 p2-.
  • Entrambi hanno il numero di coordinazione 4 cioè la coordinazione 4:4 Zn2+ e S2- ioni.
  • Secondo la regola del rapporto del raggio, la taglia grande S2- gli ioni possono occupare gli angoli della cella unitaria e Zn di dimensioni inferiori2+ è presente nei vuoti della cella unitaria.
  • Così ogni S2- lo ione è circondato da 4 Zn2+ ioni e ogni Zn2+ ione è circondato da 4 S2- ioni.
  • Entrambi hanno una geometria tetraedrica o coordinazione o disposizione.
  • In qualsiasi struttura cristallina se c'è un numero 'n' di particelle, allora ha vuoti tetraedrici 2'n' e il vuoto ottaedrico è 'n'.

Miscela di Zinco o Sfalerite:

  • Lo zinco la struttura blend di ZnS mostra una struttura cubica a centro faccia (FCC) o una struttura cubica a riempimento chiuso (CCP). (Struttura di tipo AB)
  • Quindi, poiché abbiamo 4 S2- ioni nella struttura FCC, quindi abbiamo 8 vuoti tetraedrici e 4 vuoti ottaedrici.
  • Nella struttura FCC è presente un vuoto tetraedrico in ogni angolo del cubo.
  • Ogni S2- lo ione è presente sui quattro angoli e sulle facce della struttura cubica. Pertanto S2- = (1/8 S2- x 8 angoli) + ( 1 / 2 S2- x 6 facce) = 1 + 3 = 4 S2-.
  • Ogni Zn2+ lo ione è presente nei vuoti tetraedrici alternati o opposti della struttura cubica. Pertanto, Zn2+ = (1/2Zn2+ x 8 T.V) = 4 Zn2+
ZnS1
Struttura in ZnS (Miscela di Zinco).

Wurtzite (ZnS):

  • La wurtzite la struttura di ZnS mostra una struttura a imballaggio chiuso esagonale (HCP).
  • Può formare strati alterni di Zn2+ e S2- ioni in una struttura HCP. Ha il 1° strato di 6 S2- anioni, 2° strato di 3 Zn2+ cationi, 3° strato di 3 S2- anione e 4° strato di 6 Zn2+ cationi.
  • Nella wurtzite, lo Zn2+  i cationi risiedono nei siti ottaedrici o nei vuoti.
  • Quindi forma la struttura HCP di tipo ABAB della wurtzite.
ZnS2
Struttura ZnS (Wurtzite).

Elettroni di valenza della struttura ZnS

Gli elettroni più esterni di un atomo o delle molecole che sono pronte a donare o accettate da un altro atomo sono chiamati elettroni di valenza. Dai un'occhiata agli elettroni di valenza ZnS.

La struttura ZnS ha un totale di 8 elettroni di valenza. Ha 2 elementi cioè zinco e zolfo. È una combinazione di metallo e non metallo ed è un composto ionico. Lo Zn ha 2 elettroni di valenza come è nel 12° gruppo. L'atomo S ha 6 elettroni di valenza in quanto si trova nel 16° gruppo della tavola periodica.

Il calcolo degli elettroni di valenza ZnS è spiegato nei passaggi dettagliati di seguito.

  • Gli elettroni di valenza sull'atomo di zinco sono = 02 x 01 (Zn) = 02
  • Gli elettroni di valenza sull'atomo di zolfo sono = 06 x 01 (S) = 6
  • Elettroni di valenza totali sulla struttura ZnS = 2 (Zn) + 6 (S) = 8
  • La coppia di elettroni totali sulla struttura ZnS viene identificata dividendo i suoi elettroni di valenza per 2 = 8 / 2 = 4
  • Pertanto, la struttura ZnS ha un totale di 8 elettroni di valenza e 4 coppie di elettroni.

ZnS struttura coppie solitarie

Le coppie di elettroni non condivise presenti sugli atomi di una molecola sono chiamate elettroni a coppie solitarie. Facciamo una breve discussione sugli elettroni della coppia solitaria ZnS.

La struttura ZnS ha un totale di 8 elettroni a coppie solitarie. Ha un totale di 8 elettroni di valenza. L'atomo Zn dona i suoi 2 elettroni di valenza all'atomo S e al L'atomo S accetta 2 elettroni dall'atomo Zn. Quindi è un composto ionico essendo un catione e un anione a causa di cariche positive e negative su di esso.

La parte calcolativa degli elettroni della coppia solitaria della struttura ZnS è spiegata nei passaggi seguenti.

  • La coppia di elettroni solitari su ZnS è = elettroni di valenza di ZnS (V. E) – Numero di legami / 2
  • L'atomo Zn ha una coppia di elettroni solitari è = 0 (V. E) – 0 (legami) / 2 = 0
  • L'atomo S ha una coppia di elettroni solitari è = 8 (V. E) – 0 (legami) / 2 = 8
  • Pertanto, la coppia solitaria di elettroni presente nella struttura ZnS è 8.

Forma della struttura ZnS

La disposizione atomica sequenziale ravvicinata nella molecola o in un composto è chiamata forma molecolare. Discutiamo alcune brevi informazioni sulla forma della struttura ZnS.

Il composto ZnS mostra forme lineari, tetraedriche e ottaedriche. La forma di ZnS dipende dal suo numero di Zn2+ e S2- ioni e sua struttura (ZnnSn). La struttura di base Zn – S mostra la sua forma lineare in quanto è biatomica e contiene solo due atomi collegati tra loro.

La struttura FCC è tetraedrica in sfelarite e la struttura HCP è ottaedrica in wurtzite.

Ibridazione della struttura ZnS

La miscelazione e la rifusione degli orbitali degli atomi per formare un nuovo orbitale ibrido con la stessa energia è chiamata ibridazione. Di seguito stiamo discutendo l'ibridazione della struttura ZnS.

La struttura ZnS mostra s, sp3, e ibridazioni sp3d2 in strutture di sfelarite e wurtzite. Non può mostrare alcuna ibridazione definita come ha fatto strutture cristalline complesse e una vasta rete di atomi. Se ZnS mostra la geometria lineare, allora ha l'ibridazione 's'.

Se ZnS mostra la geometria tetraedrica, allora ha 'sp3'ibridazione. Se ZnS mostra la geometria ottaedrica, mostra 'sp3d2'ibridazione. L'ibridazione di ZnS dipende dal suo numero di ioni e dalla formazione della sua geometria. Gli orbitali atomici di Zn e S si mescolano tra loro per formare nuovi orbitali ibridi della stessa energia.

Angolo della struttura ZnS

L'angolo all'interno di due legami alternati qualsiasi dietro gli atomi centrali in una molecola è chiamato angolo di legame. Dai un'occhiata a una discussione più breve sull'angolo di legame ZnS.

La struttura ZnS può mostrare 1800, 109.50, O 900 angoli di legame secondo la sua geometria. Lo ZnS può mostrare varie strutture, varie geometrie, e ibridazione dei suoi atomi di Zn e S. Quindi, se ZnS ha una forma lineare di 1800, una forma tetraedrica quindi 109.50, la geometria ottaedrica quindi ha un 900 angolo di legame.

ZnS è solido o gassoso?

I composti aventi un fissaggio specifico dei loro atomi in modo chiuso e di natura dura sono composti solidi. Vediamo se ZnS è un composto solido o gassoso.

Il composto ZnS è di natura solida. ZnS è una sostanza ionica e il suo Zn2+ e S2- gli ioni sono collegati con legami ionici ma entrambi gli ioni si sovrappongono ai loro orbitali per formare nuovi orbitali ibridi.  Mostra anche un leggero carattere covalente per essere solido. È un composto cristallino solido di colore bianco o giallo.

ZnS è solubile in acqua?

La solubilità in acqua dipende dalla tendenza del soluto a dissolversi nella soluzione acquosa. Dai una breve occhiata alla discussione se ZnS è solubile in acqua o meno.

Lo ZnS è insolubile in acqua. Ha una densità maggiore della soluzione acquosa. Ha più energia del reticolo dell'energia di idratazione. Pertanto, ZnS non può essere completamente dissociato nell'acqua per formare legami idrogeno con parti negative delle molecole d'acqua. Ma può reagire con l'acqua se gli viene applicata la temperatura.

Perché ZnS è insolubile in acqua?

ZnS è insolubile in acqua a causa del suo complesso array chiuso di Zn2+ e S2- ioni. Quindi i legami di ZnS non possono partire per diventare solubili in acqua. Aggiungendo ZnS all'acqua e applicando calore o temperatura esterna allo ZnS – H2Oh soluzione.

 Reagisce con l'acqua formando così un legame idrogeno e producendo idrossido di zinco (Zn(OH)2) e liberando idrogeno solforato (H2S) gas. La reazione di ZnS e soluzione acquosa è riportata di seguito.

ZnS + 2 h2O → Zn(OH)2 + H2S

ZnS è polare o non polare?

La molecola polare o non polare viene determinata a causa della differenza di elettronegatività tra i suoi atomi. Vediamo se la molecola ZnS è polare o non polare.

Lo ZnS è di natura polare. È un composto ionico e ha 2 cariche opposte su di esso che mostrano che è polare. L'atomo S è più elettronegativo dello zinco metallico e ha una differenza di elettronegatività di 0.98. Questo valore è raccomandato per i composti polari dalla regola di Pauling che conferma che ZnS è polare.

Ha una distribuzione di elettroni disuguale su entrambi gli atomi Zn e S a causa della sua differenza di elettronegatività. La densità elettronica in ZnS è attirata dall'atomo S verso se stesso. Pertanto, sviluppa dipoli netti su di esso e ha una carica positiva sull'atomo Zn e una carica negativa sull'atomo S.

ZnS è acido o base?

Le specie che possono donare protoni sono gli acidi e le specie che possono accettare protoni sono basi. Di seguito discutiamo brevemente se ZnS è un acido o una base.

ZnS è un composto non acido o non basico. È un sale naturale. Può essere più stabile quando è in una soluzione acquosa a pH acido e reagisce con l'acido per formare sali. È stabile anche a pH alcalino con un valore di pH più negativo.

ZnS si ossida in una soluzione acida per formare solfato di zinco e l'ossidazione con una soluzione alcalina produce idrossido di zinco.

ZnS è elettrolita?

I composti che si dissociano aggiungendo all'acqua e sono in grado di condurre elettricità sono chiamati elettroliti. Dai un'occhiata a una breve discussione su ZnS come elettrolita.

Lo ZnS può agire come elettroliti. Aggiungendo ZnS all'acqua si ottiene ionizza in Zn2+ catione e S2- anione. Non si dissolve facilmente in acqua a causa dell'elevata energia del reticolo. Quindi applicare energia esterna cioè calore per rendere ZnS solubile in acqua. Solo allora può formare ioni e condurre elettricità e agire come elettroliti.

ZnS è sale?

Il prodotto formatosi a causa delle reazioni tra composti acidi e basici prende il nome di sali. Discutiamo maggiori dettagli su una spiegazione del fatto che ZnS sia un sale o meno.

ZnS è un sale perché contiene elementi metallici e non metallici. È prodotto dalla reazione di Zn metallo e S atomi non metallici. Forma un composto ionico a causa di una combinazione di Zn2+ e S2- ioni. Si forma anche a causa di una reazione tra ossido di zinco e idrogeno solforato e agisce come sale.

Di seguito è riportata la reazione della formazione di ZnS come sale.

Zn (s) + S (s) → ZnS (s)

Zn2+ + S2- →ZnS

ZnO+H2S → ZnS + H2O

Lo ZnS è ionico o covalente?

Gli atomi in una molecola sono attaccati alla forza elettrostatica di attrazione sono ionici e se attaccati con legami sigma sono covalenti. Vediamo se ZnS è ionico o covalente.

ZnS è un composto ionico. È composto da cationi e anioni di carica opposta, cioè Zn2+ e S2- ioni. I loro ioni si collegano tra loro a causa della forte forza di attrazione elettrostatica e formano un forte legame ionico tra di loro quindi mostra carattere ionico e non è covalente.

ZnS è fosforescente?

La fosforescenza è un tipo di fotoluminescenza, in cui le specie assorbono la luce e la emettono per un lungo periodo di tempo. Vediamo in dettaglio se ZnS è fosforescente o meno.

Il composto ZnS è fosforescente. Può mostrare il colore cambiamento dovuto all'assorbimento della luce UV su ZnS. Gli elettroni di ZnS assorbono la luce (immagazzinata) e si eccitano e saltano dal loro stato di energia inferiore a uno stato di alta energia. Così emette luce per un lungo periodo di tempo e agisce come fosforescente.

ZnS è fluorescenza?

La fluorescenza è la fotoluminescenza, in cui la specie assorbe la luce ed emette quella luce immediatamente. Di seguito stiamo discutendo brevi dettagli sulla natura della fluorescenza ZnS.

ZnS mostra fluorescenza. ZnS puro non può agire come a fluorescenza. Agisce come fluorescenza solo se sono presenti impurità simili cadmio (Cd2+) e argento (Ag+) presente in ZnS e interferisce in un reticolo di ZnS. Luce come IR, UV, raggi X, ecc. colpisce il superficie ZnS e assorbe l'energia del fotone da ZnS.

Gli elettroni vengono promossi a un livello di energia superiore corrispondente agli atomi di impurità e tornano al livello di energia del suolo mostrando l'emissione di luce improvvisamente e senza indugio. Qui cambia anche colore da bianco a verde.

Conclusione:

ZnS (solfuro di zinco) ha due strutture cioè sfalerite e wurtzite. Zn2+ gli ioni si trovano in siti tetraedrici e siti ottaedrici in esso. Ha 8 elettroni di valenza e 4 coppie solitarie. Presenta forme lineari, tetraedriche e ottaedriche. Ha una struttura a pacco chiuso cubica ed esagonale centrata sulla faccia. È acqua - insolubile, polare, sale solido, elettrolita, fosforescente e fluorescenza.

Maggiori informazioni sulla seguente struttura e caratteristiche

ZnO
Fe3O4
NaClO2
Litio
Krypton
Neon
Legame peptidico
NaHSO4
KMnO4
ZnSO4
NaH2PO4
FeO
Fe2S3
Acido Ialuronico
Legame disolfuro
aminoacido alanina
Acido glicolico
Eptano
Glycine
Oro
Braceacido amico
Grafite
acido esanoico