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Seleniuro de cadmio
Celda unitaria, modelo de bola y palo de seleniuro de cadmio
Muestra de seleniuro de cadmio nanocristalino en un vial
Nombres
Nombre IUPAC
Selanilidenecadmio [2]
Otros nombres
Cadmio (2+) seleniuro [1]
de cadmio (II) seleniuro de [1]
, cadmoselite
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
CHEBI
ChemSpider
Tarjeta de información ECHA100.013.772 Edita esto en Wikidata
Número CE
  • 215-148-3
13656
Mallacadmio + seleniuro
Número RTECS
  • EV2300000
UNII
un numero2570
  • InChI = 1S / Cd.Se controlarY
    Clave: AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N controlarY
  • InChI = 1 / Cd.Se / rCdSe / c1-2
    Clave: AQCDIIAORKRFCD-BBSQRNTLAE
  • [Se] = [Cd]
Propiedades
Cd Se
Masa molar191,385  g · mol −1
AparienciaCristales negros, translúcidos y adamantinos
OlorInodoro
Densidad5,81 g cm −3 [3]
Punto de fusion1.240 ° C (2.260 ° F; 1.510 K) [3]
Brecha de banda1,74 eV, ambos para hex. y esfalerita [4]
2.5
Estructura
Wurtzita
C 6v 4 - P 6 3 mc
Geometría de coordinación
Hexagonal
Peligros
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHSPeligro
Declaraciones de peligro GHS
H301 , H312 , H331 , H373 , H410
Consejos de prudencia del SGA
P261 , P273 , P280 , P301 + 310 , P311 , P501
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
PEL (permitido)
[1910.1027] TWA 0,005 mg / m 3 (como Cd) [5]
REL (recomendado)
Ca [5]
IDLH (peligro inmediato)
Ca [9 mg / m 3 (como Cd)] [5]
Compuestos relacionados
Otros aniones
Óxido de cadmio ,
sulfuro de cadmio ,
telururo de cadmio
Otros cationes
Seleniuro de zinc , seleniuro de
mercurio (II)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
controlarY verificar  ( ¿qué es   ?)controlarY☒norte
Referencias de Infobox

El seleniuro de cadmio es un compuesto inorgánico con la fórmula Cd Se . Es un sólido de color negro a rojo-negro que se clasifica como un semiconductor II-VI de tipo n . Gran parte de la investigación actual sobre esta sal se centra en sus nanopartículas .

Estructura [ editar ]

Se conocen tres formas cristalinas de CdSe que siguen las estructuras de: wurtzita (hexagonal), esfalerita (cúbica) y sal gema (cúbica). La estructura de la esfalerita CdSe es inestable y se convierte a la forma de wurtzita con un calentamiento moderado. La transición comienza aproximadamente a 130 ° C y a 700 ° C se completa en un día. La estructura de sal de roca solo se observa a alta presión. [6]

Producción [ editar ]

La producción de seleniuro de cadmio se ha llevado a cabo de dos formas diferentes. La preparación de CdSe cristalino a granel se realiza mediante el método de Bridgman vertical de alta presión o la fusión de zona vertical de alta presión. [7]

El seleniuro de cadmio también se puede producir en forma de nanopartículas . (ver aplicaciones para explicación) Se han desarrollado varios métodos para la producción de nanopartículas de CdSe: precipitación detenida en solución, síntesis en medios estructurados, pirólisis a alta temperatura, sonoquímicos y métodos radiolíticos son solo algunos. [8] [9]

Imagen de resolución atómica de una nanopartícula de CdSe. [9]

La producción de seleniuro de cadmio por precipitación detenida en solución se realiza introduciendo precursores de seleniuro de alquilcadmio y trioctilfosfina (TOPSe) en un disolvente calentado en condiciones controladas. [10]

Me 2 Cd + TOPSe → CdSe + (subproductos)

Las nanopartículas de CdSe se pueden modificar mediante la producción de materiales de dos fases con recubrimientos de ZnS. Las superficies se pueden modificar adicionalmente, por ejemplo, con ácido mercaptoacético, para conferir solubilidad.[11]

La síntesis en entornos estructurados se refiere a la producción de seleniuro de cadmio en cristal líquido o soluciones tensioactivas . La adición de tensioactivos a las soluciones a menudo da como resultado un cambio de fase en la solución que conduce a una cristalinidad del líquido. Un cristal líquido es similar a un cristal sólido en que la solución tiene un orden de traslación de largo alcance. Ejemplos de este orden son láminas alternadas en capas de solución y tensioactivo, micelas o incluso una disposición hexagonal de varillas.

La síntesis de pirólisis a alta temperatura generalmente se lleva a cabo utilizando un aerosol que contiene una mezcla de precursores volátiles de cadmio y selenio. El aerosol precursor se lleva luego a través de un horno con un gas inerte, como hidrógeno , nitrógeno o argón . En el horno, los precursores reaccionan para formar CdSe y varios subproductos. [8]

Nanopartículas de CdSe [ editar ]

Una fotografía y espectro representativo de fotoluminiscencia de puntos cuánticos de CdSe coloidal excitados por luz ultravioleta.

Las nanopartículas derivadas de CdSe con tamaños por debajo de 10 nm exhiben una propiedad conocida como confinamiento cuántico . El confinamiento cuántico se produce cuando los electrones de un material se limitan a un volumen muy pequeño. El confinamiento cuántico depende del tamaño, lo que significa que las propiedades de las nanopartículas de CdSe se pueden ajustar en función de su tamaño. [12] Un tipo de nanopartícula de CdSe es un punto cuántico de CdSe. Esta discretización de los estados de energía da como resultado transiciones electrónicas que varían según el tamaño del punto cuántico. Los puntos cuánticos más grandes tienen estados electrónicos más cercanos que los puntos cuánticos más pequeños, lo que significa que la energía requerida para excitar un electrón de HOMO al LUMO es menor que la misma transición electrónica en un punto cuántico más pequeño. Este efecto de confinamiento cuántico se puede observar como un desplazamiento hacia el rojo en los espectros de absorbancia para nanocristales con diámetros más grandes. Los efectos del confinamiento cuántico en los puntos cuánticos también pueden provocar una intermitencia de fluorescencia , denominada "parpadeo". [13]

Los puntos cuánticos CdSe se han implementado en una amplia gama de aplicaciones que incluyen células solares, [14] diodos emisores de luz [15] y etiquetado biofluorescente. Los materiales basados ​​en CdSe también tienen usos potenciales en imágenes biomédicas. El tejido humano es permeable a la luz infrarroja cercana . Al inyectar nanopartículas de CdSe debidamente preparadas en el tejido lesionado, es posible obtener imágenes del tejido en esas áreas lesionadas. [16] [17]

Los puntos cuánticos de CdSe suelen estar compuestos por un núcleo de CdSe y una capa de ligando. Los ligandos juegan un papel importante en la estabilidad y solubilidad de las nanopartículas. Durante la síntesis, los ligandos estabilizan el crecimiento para evitar la agregación y precipitación de los nanocristales. Estos ligandos de protección también afectan las propiedades electrónicas y ópticas del punto cuántico al pasivar los estados electrónicos de la superficie. [18] Una aplicación que depende de la naturaleza de los ligandos de superficie es la síntesis de películas delgadas de CdSe. [19] [20] La densidad de los ligandos en la superficie y la longitud de la cadena del ligando afectan la separación entre los núcleos de nanocristales que, a su vez, influyen en el apilamiento y la conductividad.. Comprender la estructura de la superficie de los puntos cuánticos de CdSe para investigar las propiedades únicas de la estructura y para una mayor funcionalización para una mayor variedad sintética requiere una descripción rigurosa de la química de intercambio de ligandos en la superficie del punto cuántico.

Una creencia predominante es que el óxido de trioctilfosfina (TOPO) o trioctilfosfina (TOP), un ligando neutro derivado de un precursor común utilizado en la síntesis de puntos de CdSe, cubre la superficie de los puntos cuánticos de CdSe. Sin embargo, los resultados de estudios recientes desafían este modelo. Usando RMN, se ha demostrado que los puntos cuánticos no son estequiométricos, lo que significa que la proporción de cadmio a seleniuro no es uno a uno. Los puntos de CdSe tienen un exceso de cationes de cadmio en la superficie que pueden formar enlaces con especies aniónicas como las cadenas de carboxilato. [21] El punto cuántico CdSe tendría una carga desequilibrada si TOPO o TOP fueran de hecho el único tipo de ligando unido al punto.

La capa del ligando de CdSe puede contener ligandos de tipo X que forman enlaces covalentes con el metal y ligandos de tipo L que forman enlaces dativos . Se ha demostrado que estos ligandos pueden intercambiarse con otros ligandos. Ejemplos de ligandos de tipo X que se han estudiado en el contexto de la química de la superficie de nanocristales de CdSe son los sulfuros y los tiocianatos. Ejemplos de ligandos de tipo L que se han estudiado son aminas y fosfinas (ref). Se ha informado de una reacción de intercambio de ligando en la que los ligandos de tributilfosfina fueron desplazados por ligandos de alquilamina primaria sobre puntos de CdSe terminados en cloruro. [22] Los cambios en la estequiometría se controlaron mediante RMN de protones y fósforo. FotoluminiscenciaTambién se observó que las propiedades cambiaban con el resto del ligando. Los puntos unidos a amina tenían rendimientos cuánticos fotoluminiscentes significativamente más altos que los puntos unidos a fosfina.

Aplicaciones [ editar ]

El material CdSe es transparente a la luz infrarroja (IR) y ha tenido un uso limitado en fotorresistores y en ventanas para instrumentos que utilizan luz IR. El material también es muy luminiscente. [23] El CdSe es un componente del pigmento naranja de cadmio .

Ocurrencia natural [ editar ]

El CdSe se encuentra en la naturaleza como el mineral muy raro cadmoselita . [24] [25]

Información de seguridad [ editar ]

El cadmio es un metal pesado tóxico y se deben tomar las precauciones adecuadas al manipularlo y sus compuestos. Los selenuros son tóxicos en grandes cantidades. El seleniuro de cadmio es un carcinógeno conocido para los seres humanos y se debe buscar atención médica en caso de ingestión, inhalación de polvo o contacto con la piel o los ojos. [26] [27]

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b "Seleniuro de cadmio (CHEBI: 50834)" . Entidades químicas de interés biológico (ChEBI) . Reino Unido: Instituto Europeo de Bioinformática. Nombres IUPAC.
  2. ^ "seleniuro de cadmio - base de datos química pública de PubChem" . El Proyecto PubChem . EE.UU .: Centro Nacional de Información Biotecnológica. Descriptores calculados a partir de la estructura.
  3. ↑ a b Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . pag. 4.54. ISBN 1439855110.
  4. ^ Ninomiya, Susumu; Adachi, Sadao (1995). "Propiedades ópticas del Cd Se cúbico y hexagonal ". Revista de Física Aplicada . 78 (7): 4681. Bibcode : 1995JAP .... 78.4681N . doi : 10.1063 / 1.359815 .
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  6. ^ Lev Isaakovich Berger (1996). Materiales semiconductores . Prensa CRC. pag. 202 . ISBN 0-8493-8912-7.
  7. ^ "Crecimiento de cristales compuestos II-VI, conceptos básicos de HPVB y HPVZM" . Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2005 . Consultado el 30 de enero de 2006 .
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  26. ^ Información de seguridad adicional disponible en www.msdsonline.com, busque 'seleniuro de cadmio' (debe registrarse para usar).
  27. ^ Hoja de datos de seguridad de materiales de CdSe archivada el 24 de septiembre de 2015 en la Wayback Machine . sttic.com.ru

Enlaces externos [ editar ]

  • Medios relacionados con el seleniuro de cadmio en Wikimedia Commons
  • Inventario Nacional de Contaminantes - Cadmio y compuestos
  • Estructuras de nanotecnología: confinamiento cuántico
  • transistores de película fina (TFT). DeBaets, J .; et al. (1990). "Transistores de película fina CdSe policristalinos de alto voltaje" . IEEE Trans. Dispositivos electrónicos . 37 : 636–639. doi : 10.1109 / 16.47767 .
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