Политиазил - Polythiazyl

Политиазил
Политиазил-2D-sizes.png
(SN) x.png
Политиазил-цепь-от-нейтрона-3D-vdW.png
Имена
Другие имена
политиазил
поли (нитрид серы)
Идентификаторы
ChemSpider
  • никто
Характеристики
(SN)Икс
Внешностьцвет бронзы, металлический блеск[1]
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Политиазил (полимерный сера нитрид ), (SN)Икс, является электропроводящий, полимер золотого или бронзового цвета с металлический блеск. Это был первый проводящий неорганический полимер обнаруженный[1][2] а также оказался сверхпроводник при очень низких температурах (ниже 0,26 К).[3][4] Это волокнистое твердое вещество, описываемое как «блестящее золотистое на гранях и темно-сине-черное», в зависимости от ориентации образца. Он устойчив на воздухе и не растворяется во всех растворителях.[5]

История

Впервые о соединении было сообщено еще в 1910 году Ф.П. Берт, получивший его путем нагревания тетранитрид тетрасеры в вакууме над серебряной шерстью.[6]

Соединение было первым неметаллическим соединением, в котором сверхпроводимость может быть продемонстрировано. Однако относительно низкий температура перехода примерно при 0,3 К делает практическое применение маловероятным.[7][8]

Характеристики

Политиазил - это металлически-золотистый и блестящий, кристаллический, но волокнистый материал.[8] Полимер в основном инертен к кислороду и воде, но разлагается на воздухе до серого порошка.[9][10] При температуре выше 240 ° C может произойти взрывное разложение.[11] Состав также взрывается при ударе.[10]

Политиазил показывает анизотропную электропроводность. Вдоль волокон или цепей SN соединение является электропроводным, перпендикулярно ему, действует как изолятор. Одномерная проводимость основана на условиях связывания в цепочке S-N, где каждый атом серы обеспечивает два π-электрона, а каждый атом азота обеспечивает один π-электрон для образования двухцентровых 3π-электронных связывающих единиц.[8]

В соединении наблюдали две полиморфные кристаллические формы. Моноклинная форма I, полученная в результате синтеза, может быть преобразована в орторомбическую форму II путем механической обработки, такой как измельчение.[12]

Структура и склеивание

Материал - полимер. Атомы S и N в соседних цепочках выравниваются.[2][13][14] Несколько резонансные структуры можно написать.[15]

Политиазильные резонансные структуры

Структура кристаллического соединения была решена с помощью дифракция рентгеновских лучей. Это показало чередующиеся длины связей SN, равные 159 и 163 пм, и валентные углы SNS, равные 120 ° C, и валентные углы NSN, равные 106 ° C.[16][17][9][8]

Синтез

Политиазил синтезируется полимеризация димера динитрид дисеры (S2N2), который, в свою очередь, синтезируется из циклических переменных тетрамер тетранитрид тетрасеры (S4N4).[2] Превращение циклического тетрамера в димер является катализированный с горячим серебро шерсть.[2][1][18]

S4N4 + 8 Ag → 4 Ag2S + 2 N2
S4N4 (с Ag2S катализатор) → 2 S2N2 (с холодным пальцем 77K) → S2N2
S2N2 (При 0 ° C, сублимируется на поверхность) → термическая полимеризация → (SN)Икс

Использует

Благодаря своей электропроводности политиазил используется в Светодиоды, транзисторы, аккумуляторные катоды и солнечные батареи.[18]

Литература

Кинг, Р.С.П .: Новая химия и применение политиазила, Докторская диссертация Университета Лафборо 2009, pdf-Скачать

Рекомендации

  1. ^ а б c Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. С. 725–727. ISBN  978-0-08-037941-8.
  2. ^ а б c d Геринг, Марго; Войт, Дитрих (1953). «Über die Schwefelnitride (SN) 2 und (SN) x». Die Naturwissenschaften (на немецком). 40 (18): 482. Дои:10.1007 / BF00628990. ISSN  0028-1042. S2CID  8181710.
  3. ^ Лабес, М. М .; Любовь, П .; Николс, Л. Ф. (1979). «Нитрид полисеры - металлический сверхпроводящий полимер». Химические обзоры. 79 (1): 1–15. Дои:10.1021 / cr60317a002.
  4. ^ Гарри Р. Оллкок (20 сентября 2011 г.). Введение в химию материалов. Джон Вили и сыновья. п. 131. ISBN  978-1-118-21098-7. Получено 29 июн 2012.
  5. ^ А. Г. МакДиармид; С. М. Микульск; А. Дж. Хигер; А. Ф. Гарито (1983). «Полимерный нитрид серы (политиазил), (SN) X». Полимерный нитрид серы (политиазил), (SN)Икс. Неорганические синтезы. 22. С. 143–149. Дои:10.1002 / 9780470132531.ch31. ISBN  9780470132531.
  6. ^ Берт, Фрэнк Плейфейр (1910). «XCIX. - Новый сульфид азота». J. Chem. Soc., Trans. 97: 1171–1174. Дои:10.1039 / CT9109701171. ISSN  0368-1645.
  7. ^ Labes, M.M .; Любовь, П .; Николс, Л.Ф .: Нитрид полисеры - металлический сверхпроводящий полимер. в Chem. Ред. 79 (1979) 1–15, Дои:10.1021 / cr60317a002.
  8. ^ а б c d Alsfasser, R .; Janiak, C .; Klapötke, T.M .; Мейер, Х.-Дж .: Moderne Anorganische Chemie, Herausgeber Riedel, E., 3. Auflage 2007, Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Берлин / Бостон, ISBN  978-3-11-019060-1, S. 129–132, (abgerufen über Де Грюйтер В сети).
  9. ^ а б MacDiarmid, A.G .; Mikulski, C.M .; Саран, M.S .; Руссо, П.Дж .; Коэн, M.J .; Bright, A.A .; Garito, A.F .; Heeger, A.J .: Синтез и отдельные свойства полимерного нитрида серы, (политиазил), (SN)Икс в Достижения в химии 150 (2009) 63–72, Дои:10.1021 / ba-1976-0150.ch006.
  10. ^ а б Вход на Schwefel-Stickstoff-Verbindungen. в: Römpp Online. Георг Тиме Верлаг, извлечено 2. Март 2017.
  11. ^ Виберг, Э.; Виберг, Н.; Холлеман, А.Ф.: Anorganische Chemie, 103. Auflage, 2017 Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Берлин / Бостон, ISBN  978-3-11-026932-1, S. 681, (abgerufen über Де Грюйтер В сети).
  12. ^ Baughman, R.H .; Apgar, P.A .; Chance, R.R .; MacDiarmid, A.G .; Гарито, А.Ф .: Новая фаза (SN)Икс в J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1977, 49–50, Дои:10.1039 / C39770000049.
  13. ^ Геринг, Марго (1956). «Нитрид серы и его производные». Ежеквартальные обзоры, Химическое общество. 10 (4): 437. Дои:10.1039 / qr9561000437. ISSN  0009-2681.
  14. ^ Коэн, М.Дж .; Гарито, А. Ф .; Heeger, A. J .; MacDiarmid, A.G .; Mikulski, C.M .; Саран, М. С .; Клеппингер Дж. (1976). «Твердотельная полимеризация S2N2 к (SN)Икс". Журнал Американского химического общества. 98: 3844–3848. Дои:10.1021 / ja00429a018.
  15. ^ Окада, М .; Tanaka, K .; Takata, A .; Ямабе, Т. (1993). «Исследование электронной фазы раствора Хартри-Фока изолированной политиазильной цепи». Синтетические металлы. 59 (2): 223–230. Дои:10.1016/0379-6779(93)91029-2.
  16. ^ Будёль, М .: in Cryst. Struct. Comm. 4 (1975) 9–13.
  17. ^ MacDiarmid, A.G .; Mikulski, C.M .; Руссо, П.Дж .; Саран, M.S .; Garito, A.F .; Heeger, A.J .: Синтез и структура полимерного металла, (СН)Икс, и его предшественник S2N2 в J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1975, 476–477, Дои:10.1039 / C39750000476.
  18. ^ а б Рональд Д. Арчер (26 февраля 2001 г.). Неорганические и металлоорганические полимеры. Джон Вили и сыновья. п. 213. ISBN  978-0-471-24187-4. Получено 29 июн 2012.