Los sulfuros de cobre describen una familia de compuestos químicos y minerales con la fórmula Cu x S y . Tanto los minerales como los materiales sintéticos comprenden estos compuestos. Algunos sulfuros de cobre son minerales económicamente importantes .
Los minerales de sulfuro de cobre prominentes incluyen Cu 2 S ( calcocita ) y CuS ( covellita ). En la industria minera, los minerales bornita o calcopirita , que consisten en una mezcla de sulfuros de cobre y hierro, a menudo se denominan "sulfuros de cobre". En química , un "sulfuro de cobre binario" es cualquier compuesto químico binario de los elementos cobre y azufre . Cualquiera que sea su fuente, los sulfuros de cobre varían ampliamente en composición con 0.5 ≤ Cu / S ≤ 2, incluidos numerosos compuestos no estequiométricos .
Los compuestos binarios minerales naturales de cobre y azufre se enumeran a continuación. Las investigaciones de la covellita ( CuS ) indican que hay otras fases metaestables de Cu-S aún por caracterizar completamente. [1]
Monosulfuros , 1.6 ≤ Cu / S ≤ 2: sus estructuras cristalinas consisten en aniones sulfuro aislados que están estrechamente relacionados con las redes hcp o fcc , sin ningún enlace SS directo. Los iones de cobre se distribuyen de manera complicada en sitios intersticiales con coordinación tanto trigonal como tetraédrica distorsionada y son bastante móviles. Por tanto, este grupo de sulfuros de cobre muestra conductividad iónica a temperaturas ligeramente elevadas. Además, la mayoría de sus miembros son semiconductores .
Los compuestos mixtos de monosulfuro y disulfuro de cobre contienen aniones tanto monosulfuro (S 2− ) como disulfuro (S 2 ) n− . Sus estructuras cristalinas generalmente consisten en capas hexagonales alternas de aniones monosulfuro y disulfuro con cationes Cu en intersticios trigonales y tetraédricos. CuS, por ejemplo, se puede escribir como Cu 3 (S 2 ) S. Varios compuestos no estequiométricos con relaciones de Cu: S entre 1.0 y 1.4 también contienen iones tanto monosulfuro como disulfuro. Dependiendo de su composición, estos sulfuros de cobre son semiconductores o conductores metálicos.
A presiones muy altas , se puede sintetizar un disulfuro de cobre , CuS 2 . Su estructura cristalina es análoga a la de la pirita , con todos los átomos de azufre presentes como unidades SS. El disulfuro de cobre es un conductor metálico debido a la ocupación incompleta de la banda p de azufre. Se pueden obtener diferentes composiciones estequiométricas cambiando la atmósfera redox del entorno sintético. [6]