Сульфид ртути(I)
Сульфид ртути (I) или сульфид ртути собой гипотетическое химическое соединение ртути представляет и серы с элементарной формулой Hg.
2 С. Его существование оспаривается; он может быть стабильным при температуре ниже 0 ° C или в подходящих средах, но нестабилен при комнатной температуре, разлагаясь на металлическую ртуть и сульфид ртути (II) (сульфид ртути, киноварь). [1] [2]
История
[ редактировать ]Это соединение было описано в XIX веке Берцелиусом как черный осадок, полученный при пропускании сероводорода H.
2 S через растворы солей ртути(I). [3] [4] [5]
По состоянию на 1825 год в Лондонской фармакопее было указано соединение под названием «Эфиопский минерал» или Hydrargyri Sulphuretum Nigrum («черный сульфид ртути»), черный порошок, полученный путем соединения твердой серы и ртути при комнатной температуре. Этот препарат не оставлял характерного пятна металлической ртути при растирании на золоте . Однако, когда большое количество эфиопского минерала было энергично измельчено, образовалась ртуть и киноварь с выделением дыма и тепла. [6]
Однако существование сульфида ртути было оспорено в 1816 французским фармацевтом Н. Гибуром . В своей диссертации он утверждал, что полученный таким образом осадок представляет собой не что иное, как плотную смесь сульфида ртути(II) HgS (сульфида ртути, киновари) и металлической ртути Hg.
2 , которые можно отделить путем нагревания или измельчения. (Гибур также отрицал реальность существования оксида ртути Hg
2 O по той же причине.) [7] [8] [6] [9]
Рецензируя статью Гибура в 1825 году, британский химик У. Т. Бранде оспорил его выводы. Он заметил, что пропорции ртути и серы в осадке стехиометричны по формуле Hg
2 С ; и что трийодид азота , гремучий серебро и гремучая ртуть были признанными соединениями, хотя они и разлагались при незначительном трении. Он утверждал, что черный осадок не содержал никаких признаков металлической ртути или киновари (хотя он легко разлагался на них). Он также отметил, что горячая азотная кислота не разъедает киноварь, тогда как она быстро превращает выпавший в осадок «сульфид ртути» в нитрат ртути, не оставляя после себя никакого остатка. [6]
В 1894 году итальянские химики Антоний и Сестини заявили, что установили, что сульфид ртути стабилен при –10 ° C, но диспропорционируется в Hg.
2 и HgS при нагревании до 0 °С. [2] [10]
Химические свойства
[ редактировать ]По словам У.Т. Бранде, сульфид ртути легко разлагается при растирании, воздействии солнечного света или нагревании до 300 °F. Реагирует с горячей азотной кислотой с образованием нитрата ртути. Кипячение с карбонатом калия («потасса», поташ) удаляет часть серы, оставляя в виде остатка чистую киноварь. [6]
Структура
[ редактировать ]Предполагается, что структурная формула содержит два атома ртути, связанных друг с другом, как в реальном соединении хлорида ртути (I) (каломели), Hg
2 кл.
2 . Последний представляет собой ионное соединение с катионом диртути(I) Hg . 2+
2 или + Hg–Hg + , и хлорид-анионы Cl −
.
Однако, как и киноварь, Hg
2 S может представлять собой ковалентный полимер [–S–Hg–Hg–]
n, а не ионное соединение. С 1958 года описано множество стабильных полимерных соединений ртути со связующей системой E-Hg-Hg-E (E = N, P, As, Sb, O, S, Se и Sn). [11] [12]
Можно также отметить, что стабильное соединение Hg
4 БиС
2 кл.
Было обнаружено, что недавно синтезированный 5 состоит из двумерных полимерных катионов [–(S–)–Hg–Hg–(S–Hg–)–Hg– ] 2н +
n сбалансирован одномерными полимерными анионами [– Cl–(BiCl
4 ) – ] 2 н -
н . В катионах атомы серы трехкоординированы, а атомы ртути - дикоординированы. В каждом блоке два атома ртути образуют мостики S–Hg–S, а два других – мостик S–Hg–Hg–S. [13] [14]
Подготовка
[ редактировать ]Новое понимание
[ редактировать ]Новые открытия, которые могут привести к успешному синтезу ртути
2 S появился с 1958 года благодаря работе Клауса Бродерсена и других. Реакция между солями диртути(I) и основаниями Льюиса в полярных растворителях обычно разрушает связь Hg–Hg. Успешного получения соединений S–Hg–Hg–S можно достичь с использованием неполярных растворителей, слабых оснований Льюиса и кислых азотистых соединений NH. [11]
Более старые претензии
[ редактировать ]В XIX и начале XX веков существовало несколько путей получения ртути.
2 S описаны, но их достоверность сомнительна. По мнению В. Т. Бранде (1825), сульфид ртути можно надежно получить, пропуская H
2 S через очень разбавленный раствор хлорида ртути (каломели) или нитрата ртути и тщательно фильтруя черный осадок. [6]
Согласно фармакопее XIX века, препарат «Эфиопс-минерал», который назывался сульфидом ртути, готовился путем осторожного измельчения равных частей ртути и серы до тех пор, пока шарики ртути не переставали быть видимыми. [6]
По мнению Шерера , Hg
2 S можно получить реакцией нитрата ртути HgNO
3 и тиосульфат натрия Na
2 С
22О
3 . [15] Однако обзор процедуры, проведенный Дж. Т. Нортоном в 1900 году, поставил под сомнение это утверждение. [15]
В отчете американского химика Чарльза Баскервиля от 1903 года утверждается, что серная кислота, оставшаяся над металлической ртутью в закрытой бутылке в течение более 5 лет, образовала на металле корку, которая, как выяснилось, представляла собой сульфид ртути. [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рональд Л. Рич (2007): «Цинк через ртуть». В: Неорганические реакции в воде , страницы 289–306. Опубликовано Springer. дои : 10.1007/978-3-540-73962-3_13
- ^ Jump up to: а б Убальдо Антоний и Кирино Сестини (1894): Gazettachimica italiana , том 24 (XXIV), выпуск 1, страницы 193–198.
- ^ Берцелиус, Лерб.
- ^ Берцелиус: Архивы Ассоциации фармацевтов Северной Германии .
- ^ Jump up to: а б Чарльз Баскервиль (1903): «Сульфид ртути». Журнал Американского химического общества , том 25, выпуск 8, страницы 799–800. два : 10.1021/ja02010a002
- ^ Jump up to: а б с д и ж В. Т. Бранде (1825 г.): «Факты химической истории ртути». Ежеквартальный журнал науки, литературы и искусства , том 18 (XVIII), выпуск 36 (XXXVI), статья VII, стр. 292. Доступно в веб-архиве с идентификатором in.ernet.dli.2015.45042.
- ^ Николя-Жан-Батист-Гастон Гибур (1816): «Диссертация о ртути и ее соединениях с кислородом и серой». Специальная фармацевтическая школа
- ^ Николя-Жан-Батист-Гастон Гибур (1816): «Диссертация о ртути и ее соединениях с кислородом и серой». Аптечный журнал , том 2, страницы 296–310 и 365–375. Также в Annales de Chimie , том 1, страницы 422–426.
- ^ Хайме Вишняк (2016): «Николя-Жан-Батист-Гастон Гибур» Химическое образование , том 27, выпуск 2, страницы 163–171. два : 10.1016/j.eq.2015.09.011
- ^ Абстракционист WJP (1894 г.): «Сульфид ртути». Журнал Химического общества, Рефераты , том 66, страницы B318–B319. два : 10.1039/CA8946605311
- ^ Jump up to: а б Бродерсен, Клаус (19 декабря 2006 г.). «Соединения диртути(I)-азота и другие присоединённые комплексы иона +Hg-Hg+». Комментарии о нотах Неорганическая химия . 1 (4): 207–225. дои : 10.1080/02603598108078093 .
- ^ Клаус Бродерсен, Гюнтер Лиер и Вольфганг Рёльц (1975): «Стабильные соединения ртути (I)-серы, 1». Chemical Reports , том 108, выпуск 10, страницы 3243–3246, два : 10.1002/cber.19751081013
- ^ Алоис Лекер (2011): « Синтез, структурная химия и физические исследования соединений халькогенметаллата марганца, железа и ртути ». Доктор рер. физ. диссертация, Регенсбургский университет; страница 95.
- ^ Алоис Лекер и Арно Пфицнер (2008): «Синтез и характеристика изд.
4 БиС
2 кл.
5 ». Журнал «Неорганическая и общая химия» , том 634, выпуск 11, страницы 2057. два : 10.1002/zaac.200870098 - ^ Jump up to: а б Джон Т. Нортон младший (1900), «Титрование Мерури тиосульфатом натрия». Американский журнал науки , том 10, выпуск 55, статья V, страницы 48–54. два : 10.2475/ajs.s4-10.55.48