Sulfuro de aluminio

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Sulfuro de aluminio
Sulfid hlinitý.PNG
Nombre IUPAC
Tris(sulfuro) de dialuminio
General
Otros nombres Trisulfuro de dialuminio
sulfuro de aluminio
Fórmula semidesarrollada Al2S3
Fórmula molecular ?
Identificadores
Número CAS [1302-81-4][1]
ChemSpider 140154
PubChem 16684788
UNII 04PI6P2Z18
Propiedades físicas
Apariencia sólido grisáceo
Densidad 2020 kg/m3; 2,02 g/cm3
Masa molar 150.158 g/mol
Punto de fusión 1360 K (1087 ℃)
Estructura cristalina trigonal, tipo wurtzita
Propiedades químicas
Solubilidad en agua se descompone
Momento dipolar 0 D
Peligrosidad
NFPA 704

NFPA 704.svg

2
2
2
Riesgos
Ingestión Peligroso. [2]
Inhalación puede causar irritación.
Piel Causa irritación.
Ojos Causa irritación severa.
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El sulfuro de aluminio es un compuesto químico con la fórmula Al2S3. Es una especie incolora que tiene diversas formas estructurales. El material es sensible a la humedad y se hidroliza para dar hidróxidos y óxidos hidratados de aluminio.[3]​ Este proceso puede empezar cuando se expone el compuesto a la atmósfera. La reacción de hidrólisis genera sulfuro de hidrógeno gaseoso (H2S).

Estructura cristalina[editar]

Se conocen más de seis formas cristalinas del sulfuro de aluminio pero solo algunas se listan abajo. La mayoría de ellas son bastante similares, basadas en estructuras tipo wurtzita, y difieren en el arreglo de las vacantes en la red, las cuales forman subredes ordenadas o desordenadas.[4][5]

Forma Simetría grupo espacial
a (A) c (A) ρ (g/ cm3)
α Hexagonal 6.423 17.83 2.32
β Hexagonal P63mc 3.579 5.829 2.495
γ Trigonal 6.47 17.26 2.36
δ Tetragonal I41/amd 7.026 29.819 2.71

Las fases β y γ se obtienen por el recocido de la fase más estable (α-Al2S3) a altas temperaturas.[6]​ Bajo una presión de  2 a 65 kbar se obtiene la fase  δ, en la cual las vacantes se ordenan formando una superred con simetría tetragonal.[7]

A diferencia del Al2O3, en el que el Al(III) ocupa los huecos octaédricos la estructura más expandida del Al2S3 permite que el Al(III) ocupe un tercio de los huecos tetraédricos de la red hexagonal compacta formada por los iones de azufre. A temperaturas más altas, los iones Al(III) se sutúan de forma aleatoria para dar lugar a una estructura "wurtzita" con defectos.  A temperaturas más altas se estabiliza la forma γ-Al2S3, con una estructura semejante al γ-Al2O3.

No se conocen derivados moleculares del Al2S3. Se conocen las fases similares con selenio y teluro en vez de azufre (Al2Se3 y Al2Te3).

Preparación[editar]

El sulfuro de aluminio se prepara fácilmente por reacción directa de los elementos a alta temperatura[8]

2 Al + 3 S → Al2S3

Esta reacción es extremadamente exotérmica y no es necesario calentar la mezcla. El producto es un fundido que alcanza los 1100 ºC. El producto enfriado es muy duro.

Referencias[editar]

  1. [1302-81-4 Número CAS]
  2. Hoja de datos de seguridad de LTS Research Laboratories, Inc., (en inglés)
  3. Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry. Academic Press: San Diego, 2001.
  4. Landolt, Hans; D. Bimberg, Richard Börnstein; Richard Börnstein (1982). Halbleiter. Springer. pp. 12-. ISBN 978-3-540-13507-4. Consultado el 23 de septiembre de 2011. 
  5. Flahaut, J. Ann.
  6. Krebs, Bernt; Schiemann, Anke; läGe, Mechtild (1993). «Synthese und Kristallstruktur einer Neuen hexagonalen Modifikation von Al2S3 mit fünffach koordiniertem Aluminium». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 619 (6): 983. doi:10.1002/zaac.19936190604. 
  7. Donohue, P (1970). «High-pressure spinel type Al2S3 and MnAl2S4». Journal of Solid State Chemistry 2: 6. Bibcode:1970JSSCh...2....6D. doi:10.1016/0022-4596(70)90024-1. 
  8. McPherson, William (1913). Laboratory manual. Boston: Ginn and Company. p. 445.