Polythiazyl ( nitruro de azufre polimérico ), (SN) x , es un polímero eléctricamente conductor de color dorado o bronce con brillo metálico . Fue el primer polímero inorgánico conductor descubierto [1] [2] y también se descubrió que era un superconductor a temperaturas muy bajas (por debajo de 0,26 K). [3] [4] Es un sólido fibroso, descrito como "dorado brillante en las caras y negro azulado oscuro", dependiendo de la orientación de la muestra. Es estable al aire e insoluble en todos los disolventes. [5]
Nombres | |
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Otros nombres politiazil poli (nitruro de azufre) | |
Identificadores | |
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ChemSpider |
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Propiedades | |
(SN) x | |
Apariencia | color bronce, brillo metálico [1] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Historia
El compuesto fue informado por primera vez en 1910 por FP Burt, quien lo obtuvo calentando tetranitruro de tetrasulfuro al vacío sobre lana de plata. [6]
El compuesto fue el primer compuesto no metálico en el que se pudo demostrar la superconductividad . Sin embargo, la temperatura de transición relativamente baja de aproximadamente 0,3 K hace que sea poco probable una aplicación práctica. [7] [8]
Propiedades
El politiacilo es un material metálico, dorado y brillante, cristalino pero fibroso. [8] El polímero es mayormente inerte al oxígeno y al agua, pero se descompone en el aire en un polvo gris. [9] [10] A temperaturas superiores a 240 ° C puede producirse una descomposición explosiva. [11] El compuesto también explota al impactar. [10]
Polythiazyl muestra una conductividad eléctrica anisotrópica. A lo largo de las fibras o cadenas SN, el enlace es eléctricamente conductor, perpendicular a él actúa como aislante. La conductividad unidimensional se basa en las condiciones de enlace en la cadena SN, donde cada átomo de azufre proporciona dos electrones π y cada átomo de nitrógeno proporciona un electrón π para formar unidades de enlace de electrones 3π de dos centros. [8]
Se observaron dos formas de cristales polimórficos en el compuesto. La forma monoclínica I obtenida de la síntesis se puede convertir en una forma ortorrómbica II mediante un tratamiento mecánico como el triturado. [12]
Estructura y vinculación
El material es un polímero. Los átomos de S y N en cadenas adyacentes se alinean. [2] [13] [14] Se pueden escribir varias estructuras de resonancia . [15]
La estructura del compuesto cristalino se resolvió mediante difracción de rayos X . Esto mostró longitudes de enlace SN alternas de 159 pm y 163 pm y ángulos de enlace SNS de 120 ° C y ángulos de enlace NSN de 106 ° C. [16] [17] [9] [8]
Síntesis
Polythiazyl es sintetizado por la polimerización del dímero de disulfuro dinitride (S 2 N 2 ), que está a su vez sintetizado a partir de la alternancia cíclica tetrámero tetranitruro de tetraazufre (S 4 N 4 ). [2] La conversión de tetrámero cíclico a dímero se cataliza con lana de plata caliente . [2] [1] [18]
- S 4 N 4 + 8 Ag → 4 Ag 2 S + 2 N 2
- S 4 N 4 (con catalizador Ag 2 S) → 2 S 2 N 2 (con dedo frío 77K) → S 2 N 2
- S 2 N 2 (@ 0 ° C, sublima a la superficie) → polimerización térmica → (SN) x
Usos
Debido a su conductividad eléctrica, el politiazilo se utiliza en LED , transistores , cátodos de batería y células solares . [18]
Literatura
King, RSP: Química novedosa y aplicaciones de politiazilo , Tesis doctoral de la Universidad de Loughborough 2009, pdf-Download
Referencias
- ↑ a b c Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . págs. 725–727. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ a b c d Goehring, Margot; Voigt, Dietrich (1953). "Über die Schwefelnitride (SN) 2 und (SN) x". Die Naturwissenschaften (en alemán). 40 (18): 482. doi : 10.1007 / BF00628990 . ISSN 0028-1042 . S2CID 8181710 .
- ^ Labes, MM; Amor, P .; Nichols, LF (1979). "Nitruro de polisulfuro - un polímero superconductor metálico". Revisiones químicas . 79 (1): 1-15. doi : 10.1021 / cr60317a002 .
- ^ Harry R. Allcock (20 de septiembre de 2011). Introducción a la Química de Materiales . John Wiley e hijos. pag. 131. ISBN 978-1-118-21098-7. Consultado el 29 de junio de 2012 .
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- ^ Burt, Frank Playfair (1910). "XCIX. — Un nuevo sulfuro de nitrógeno" . J. Chem. Soc., Trans . 97 : 1171-1174. doi : 10.1039 / CT9109701171 . ISSN 0368-1645 .
- ^ Labes, MM; Amor, P .; Nichols, LF: Nitruro de polisulfuro, un polímero superconductor metálico en Chem. Rev. 79 (1979) 1–15, doi : 10.1021 / cr60317a002 .
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