硫化鎳是一種無機化合物,化學式為NiS。它在自然界中以針鎳礦的形式存在。硫化鎳在商業上可用作催化劑。
硫化鎳 | |
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IUPAC名 Nickel(II) sulfide | |
別名 | 一硫化鎳 |
識別 | |
CAS號 | 11113-75-0 |
PubChem | 28094 |
ChemSpider | 26134 |
SMILES |
|
EINECS | 234-349-7 |
RTECS | QR9705000 |
性質 | |
化學式 | NiS |
摩爾質量 | 90.7584 g·mol⁻¹ |
外觀 | 黑色固體 |
氣味 | 無味 |
密度 | 5.87 g/cm3 |
熔點 | 797 °C(1070 K) |
沸點 | 1388 °C(1661 K) |
溶解性(水) | 難溶 |
溶解性 | 溶於硝酸 |
磁化率 | +190.0·10−6 cm3/mol |
結構 | |
晶體結構 | 六方 |
危險性 | |
GHS危險性符號 | |
主要危害 | 吸入可能致癌 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
結構
硫化鎳採用砷化鎳結構。在這種結構中,鎳是八面體,硫化物中心位於三稜柱位置。[1]
鎳 | 硫 |
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八面體 | 三方稜柱體 |
硫化鎳有兩種同質異形體。α型為六角形晶胞,而β相為菱面體晶胞。α型在379 °C(714 °F)以上的溫度下穩定,在較低溫度下轉變為β型。此相變使體積增加2-4%。[2][3][4]
合成
硫化鎳可由傳統的鎳鹽與硫化氫反應的方法製備:[5]
- Ni2+ + H2S → NiS + 2 H+
鎳鹽溶液和硫化銨溶液反應,也能得到α-NiS,它剛沉澱出來時主要含有非晶態的Ni(SH,OH)2。較低pH下結晶出γ型,較高pH下結晶出β型。[6]
人們還開發了許多其他更受控的方法,包括固態複分解反應(來自NiCl2和Na2S)和鎳和硫之間的高溫反應。[7]
反應
硫化鎳最常見的反應是轉化為氧化鎳。這種轉化包括在空氣中加熱硫化鎳礦石:[8]
- 2 NiS + 3 O2 → 2 NiO + 2 SO2
在鹼性溶液中,硫化鎳可以將一氧化碳定量地轉化為四羰基鎳:
- NiS + 4 OH- + 5 CO → Ni(CO)4 + S2− + CO32- + 2 H2O
產生
針鎳礦也是一種硫化鎳的礦物形式,分子式為NiS,但由於其形成條件差異,其結構與合成化學計量的NiS不同。它天然存在於低溫熱液系統、碳酸鹽岩的空洞中,也是其他鎳礦物的副產品。[10]
浮法玻璃含有少量的硫化鎳,是由澄清劑Na
2SO
4中的硫與金屬合金污染物中所含的鎳形成。[11]
硫化鎳夾雜物是鋼化玻璃應用的問題。回火過後硫化鎳夾雜物處於亞穩定α型。這些夾雜物最終轉化為β型(在低溫下穩定),體積增加並導致玻璃破裂。在強化玻璃的中間,材料會受到張力導致裂縫擴展並導致玻璃自發性破裂。[12]這種自發性碎裂發生在玻璃製造後數年或數十年。[11]
參考資料
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