ZnS es la fórmula química de sulfuro de zinc y puede formar dos tipos de estructuras, es decir, mezcla de zinc y wurtzita. Discutamos algunos detalles más breves sobre la estructura ZnS.
ZnS puede mostrar polimorfismo y tiene una estructura de mezcla de zinc, lo que significa que muestra un marco como un diamante y al aplicar diferentes temperaturas a ZnS puede convertirse en Wurtzita y mostrar simetría molecular hexagonal. La mezcla de zinc es térmicamente estable, muestra una estructura cúbica y también se conoce como Esfalerita.
ZnS es un compuesto iónico y tiene Zn2+ y S2- iones En esta estructura tanto Zn2+ y S2- están en estequiometría 1:1. Muestra un arreglo tetraédrico de Zn2+ y S2- iones en ambas formas. Tengamos una discusión más detallada sobre los pares solitarios, los electrones de valencia, la carga formal y varias características de la estructura de ZnS y algunos datos al respecto.
¿Cómo dibujar la estructura ZnS?
ZnS (sulfuro de zinc) muestra su naturaleza única al formar dos estructuras cristalinas diferentes. Tanto la mezcla de zinc como Wurtzita Las estructuras de ZnS tienen algunas características comunes que se mencionan a continuación.
- Ambos tienen una estequiometría de 1:1 en ZnS, es decir, 1 Zn2+: 1 p2-.
- Ambos tienen el número de coordinación 4, es decir, coordinación 4:4 Zn2+ y S2- iones.
- Según la regla de la relación del radio, el tamaño grande S2- Los iones pueden ocupar las esquinas de la celda unitaria y el tamaño más pequeño Zn2+ está presente en los vacíos de la celda unitaria.
- Así cada S2- ion está rodeado por 4 Zn2+ iones y cada Zn2+ ion está rodeado por 4 S2- iones.
- Ambos tienen geometría tetraédrica o coordinación o disposición.
- En cualquier estructura cristalina, si hay 'n' número de partículas, entonces tiene vacíos tetraédricos 2'n' y vacíos octaédricos es 'n'.
Mezcla de zinc o esfalerita:
- El zinc La estructura de mezcla de ZnS muestra una estructura cúbica de centro de cara (FCC) o una estructura cúbica de empaque cerrado (CCP). (Estructura tipo AB)
- Así, como tenemos 4 S2- iones en estructura FCC, por lo que tenemos 8 vacíos tetraédricos y 4 vacíos octaédricos.
- En la estructura FCC hay un vacío tetraédrico en cada esquina del cubo.
- Cada S2- El ion está presente en las cuatro esquinas y caras de la estructura cúbica. Por lo tanto S2- = (1 / 8S2- x 8 esquinas) + ( 1 / 2 S2- x 6 caras) = 1 + 3 = 4 S2-.
- Cada Zn2+ El ion está presente en los vacíos tetraédricos alternos u opuestos de la estructura cúbica. Por lo tanto, Zn2+ = (1 / 2Zn2+ x 8 T. V) = 4 Zn2+
Wurtzita (ZnS):
- la wurtzita La estructura de ZnS muestra una estructura de empaque cerrado hexagonal (HCP).
- Puede formar capas alternas de Zn2+ y S2- iones en una estructura HCP. Tiene la 1ra capa de 6 S2- aniones, 2ª capa de 3 Zn2+ cationes, 3ra capa de 3 S2- anión, y 4ª capa de 6 Zn2+ cationes
- En wurtzita, el Zn2+ los cationes residen en los sitios o huecos octaédricos.
- Así forma la estructura HCP tipo ABAB de la wurtzita.
electrones de valencia estructura ZnS
Los electrones más externos de un átomo o moléculas que están listos para ser donados o aceptados por otro átomo se denominan electrones de valencia. Eche un vistazo a los electrones de valencia de ZnS.
La estructura ZnS tiene un total de 8 electrones de valencia. Tiene 2 elementos, es decir, zinc y azufre. Es una combinación de metal y no metal y es un compuesto iónico. El Zn tiene 2 electrones de valencia ya que está en el grupo 12. El átomo S tiene 6 electrones de valencia ya que está en el grupo 16 de la tabla periódica.
El cálculo de los electrones de valencia de ZnS se explica en los pasos detallados que se indican a continuación.
- Los electrones de valencia en el átomo de zinc son = 02 x 01 (Zn) = 02
- Los electrones de valencia en el átomo de azufre son = 06 x 01 (S) = 6
- Electrones de valencia totales en la estructura ZnS = 2 (Zn) + 6 (S) = 8
- El par total de electrones en la estructura ZnS se identifica dividiendo sus electrones de valencia por 2 = 8 / 2 = 4
- Por lo tanto, la estructura ZnS tiene un total de 8 electrones de valencia y 4 pares de electrones.
Pares solitarios de estructura ZnS
Los pares de electrones no compartidos presentes en los átomos de una molécula se denominan pares de electrones solitarios. Tengamos una breve discusión sobre los electrones de par solitario de ZnS.
La estructura ZnS tiene un total de 8 pares de electrones solitarios. Tiene un total de 8 electrones de valencia. El átomo de Zn dona sus 2 electrones de valencia al átomo de S y el El átomo de S acepta 2 electrones del átomo de Zn. Por lo tanto, es un compuesto iónico que es un catión y un anión debido a las cargas positivas y negativas que tiene.
La parte de cálculo de los electrones de par solitario de la estructura ZnS se explica en los siguientes pasos a continuación.
- El par de electrones solitarios en ZnS es = electrones de valencia de ZnS (V. E) – Número de enlaces / 2
- El átomo de Zn tiene pares de electrones solitarios = 0 (V. E) – 0 (enlaces) / 2 = 0
- El átomo S tiene pares de electrones solitarios = 8 (V. E) – 0 (enlaces) / 2 = 8
- Por lo tanto, el par de electrones solitario presente en la estructura ZnS es 8.
Forma de la estructura ZnS
La disposición atómica compacta secuencial en la molécula o un compuesto se denomina forma molecular. Discutamos un breve resumen sobre la forma de la estructura ZnS.
El compuesto ZnS muestra formas lineales, tetraédricas y octaédricas. La forma de ZnS depende de su número de Zn2+ y S2- iones y su estructura (ZnnSn). La estructura básica de Zn – S muestra su forma lineal ya que es diatómica y contiene solo dos átomos conectados entre sí.
La estructura FCC es tetraédrica en esfelarita y la estructura HCP es octaédrica en wurtzita.
Hibridación de estructura ZnS
La mezcla y refundición de los orbitales de los átomos para formar un nuevo orbital híbrido con la misma energía se denomina hibridación. A continuación, discutimos la hibridación de la estructura ZnS.
La estructura ZnS muestra s, sp3, e hibridaciones sp3d2 en estructuras de esfelarita y wurtzita. No puede mostrar ninguna hibridación definida ya que tiene estructuras cristalinas complejas y una enorme red de átomos. Si ZnS muestra geometría lineal, entonces tiene hibridación 's'.
Si ZnS muestra geometría tetraédrica entonces tiene 'sp3' hibridación. Si ZnS muestra geometría octaédrica, entonces muestra 'sp3d2' hibridación. La hibridación de ZnS depende de su número de iones y de la formación de su geometría. Los orbitales atómicos de Zn y S se mezclan entre sí para formar nuevos orbitales híbridos de la misma energía.
Ángulo de estructura ZnS
El ángulo dentro de dos enlaces alternados detrás de los átomos centrales en una molécula se llama ángulo de enlace. Eche un vistazo a una discusión más breve sobre el ángulo de enlace ZnS.
La estructura ZnS puede mostrar 1800, 109.50, O 900 ángulos de enlace según su geometría. El ZnS puede mostrar varias estructuras, varias geometrías, e hibridación de sus átomos de Zn y S. Así, si ZnS tiene una forma lineal de 1800, una forma tetraédrica entonces 109.50, la geometría octaédrica entonces tiene un 900 ángulo de enlace.
¿El ZnS es sólido o gaseoso?
Los compuestos que tienen fijación específica de sus átomos de manera cerrada y son de naturaleza dura son compuestos sólidos. Veamos si ZnS es un compuesto sólido o gaseoso.
El compuesto ZnS es de naturaleza sólida. ZnS es una sustancia iónica y su Zn2+ y S2- Los iones están vinculados con enlaces iónicos, pero ambos iones superponen sus orbitales para formar nuevos orbitales híbridos. Muestra un ligero carácter covalente demasiado para ser sólido. Es un compuesto cristalino sólido de color blanco o amarillo.
¿El ZnS es soluble en agua?
La solubilidad en agua depende de la tendencia del soluto que se disuelve en la solución de agua. Eche un vistazo breve a la discusión sobre si ZnS es soluble en agua o no.
El ZnS es insoluble en agua. Tiene más densidad que la solución de agua. Tiene más energía reticular que energía de hidratación. Por lo tanto, ZnS no puede disociarse completamente en el agua para formar enlaces de hidrógeno con las partes negativas de las moléculas de agua. Pero puede reaccionar con el agua si se le aplica la temperatura.
¿Por qué ZnS es insoluble en agua?
ZnS es insoluble en agua debido a su complejo conjunto cerrado y empaquetado de Zn2+ y S2- iones Por lo tanto, los enlaces de ZnS no pueden alejarse para volverse solubles en agua. Al agregar ZnS al agua y aplicar calor externo o temperatura al ZnS – H2O solución.
Reacciona con el agua formando así un enlace de hidrógeno y produciendo hidróxido de zinc (Zn(OH)2) y liberando sulfuro de hidrógeno (H2S) gasolina. La reacción de la solución de agua y ZnS se muestra a continuación.
ZnS + 2H2O → Zn(OH)2 + H2S
¿El ZnS es polar o no polar?
La molécula polar o no polar se determina debido a la diferencia de electronegatividad entre sus átomos. Veamos si la molécula de ZnS es polar o no polar.
El ZnS es de naturaleza polar. Es un compuesto iónico y tiene 2 cargas opuestas que muestran que es polar. El átomo de S es más electronegativo que el zinc metálico y tiene una diferencia de electronegatividad de 0.98. Este valor se recomienda para compuestos polares por la regla de Pauling que confirma que ZnS es polar.
Tiene una distribución de electrones desigual en los átomos de Zn y S debido a su diferencia de electronegatividad. La densidad de electrones en ZnS es atraída por el átomo de S hacia sí mismo. Por lo tanto, desarrolla dipolos netos sobre él y tiene una carga positiva en el átomo de Zn y una carga negativa en el átomo de S.
¿El ZnS es ácido o base?
Las especies que pueden donar protones son los ácidos y las especies que pueden aceptar protones son las bases. A continuación, discutimos brevemente si ZnS es un ácido o una base.
ZnS es un compuesto no ácido o no básico. Es una sal natural. Puede ser más estable cuando está en una solución acuosa a pH ácido y reacciona con el ácido para formar sales. También es estable en pH alcalino con un valor de pH más negativo.
El ZnS se oxida en una solución ácida para formar sulfato de zinc y la oxidación con una solución alcalina produce hidróxido de zinc.
¿Es el electrolito ZnS?
Los compuestos que se disocian al añadirlos al agua y son capaces de conducir la electricidad se denominan electrolitos. Eche un vistazo a una breve discusión sobre ZnS como electrolito.
El ZnS puede actuar como electrolitos. Al agregar ZnS al agua se obtiene se ioniza en Zn2+ catión y S2- anión. No se disuelve fácilmente en agua debido a la alta energía reticular. Por lo tanto, aplique energía externa, es decir, calor, para hacer que el ZnS sea soluble en agua. Solo entonces puede formar iones y conducir electricidad y actuar como electrolitos.
¿ZnS es sal?
El producto formado debido a las reacciones entre compuestos ácidos y básicos se llama sales. Discutamos más detalles sobre una explicación de si ZnS es una sal o no.
ZnS es una sal porque contiene elementos metálicos y no metálicos. Se produce por la reacción de átomos de Zn metálico y S no metálico. Forma un compuesto iónico debido a una combinación de Zn2+ y S2- iones También se forma debido a una reacción entre el óxido de zinc y el sulfuro de hidrógeno y actúa como sal.
La reacción de formación de ZnS como sal se da a continuación.
Zn(s) + S(s) → ZnS(s)
Zn2+ + S2- → ZnS
ZnO+H2S → ZnS + H2O
¿El ZnS es iónico o covalente?
Los atomos de una molecula estan unidos por la fuerza de atraccion electrostatica son ionicos y si estan unidos con enlaces sigma son covalentes. Veamos si ZnS es iónico o covalente.
ZnS es un compuesto iónico. Está compuesto de cationes y aniones con carga opuesta, es decir, Zn2+ y S2- iones Sus iones se conectan entre sí debido a la fuerte fuerza de atracción electrostática y forman un fuerte enlace iónico entre ellos. por lo tanto, muestra carácter iónico y no es covalente.
¿El ZnS es fosforescente?
La fosforescencia es un tipo de fotoluminiscencia, en la que las especies absorben luz y la emiten durante un largo periodo de tiempo. Veamos en detalle si ZnS es fosforescente o no.
El compuesto ZnS es fosforescente. Puede mostrar color cambio debido a la absorción de luz UV en ZnS. Los electrones de ZnS absorben luz (almacenada) y se excitan y saltan de su estado de menor energía a un estado de alta energía. De esta forma consigue que emita luz durante un largo periodo de tiempo y actúe como un fosforescente.
¿ZnS es fluorescencia?
La fluorescencia es la fotoluminiscencia, en la que la especie absorbe la luz y emite esa luz inmediatamente. A continuación, analizamos breves detalles de la naturaleza de la fluorescencia de ZnS.
ZnS muestra fluorescencia. El ZnS puro no puede actuar como fluorescencia. Actúa como fluorescencia sólo si hay impurezas como cadmio (Cd2+) y plata (Ag+) presente en ZnS e interfiere en una red de ZnS. Luz como IR, UV, rayos X, etc. incide en el superficie ZnS y absorbe energía fotónica por ZnS.
Los electrones son promovidos a un nivel de energía superior correspondiente a los átomos de impureza y regresan al nivel de energía fundamental mostrando la emisión de luz repentinamente sin demora. Aquí, también cambia de color de blanco a verde.
Conclusión:
ZnS (sulfuro de zinc) tiene dos estructuras, es decir, esfalerita y wurtzita. zinc2+ los iones ocurren en sitios tetraédricos y sitios octaédricos en él. Tiene 8 electrones de valencia y 4 pares solitarios. Muestra formas lineales, tetraédricas y octaédricas. Tiene una estructura de paquete cerrado cúbico y hexagonal centrado en las caras. Es agua: insoluble, polar, sal sólida, electrolito, fosforescente y fluorescente.
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Hola a todos, soy la Dra. Shruti M Ramteke, hice mi doctorado. en Quimica. Me apasiona escribir y me gusta compartir mis conocimientos con los demás. No dudes en contactarme en linkedin