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硫化銅（一種無機(jī)化合物）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-23

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硫化銅

一種無機(jī)化合物

硫化銅是一種無機(jī)化合物，是二價(jià)銅的硫化物，化學(xué)式為CuS，呈黑褐色，極難溶，是最難溶的物質(zhì)之一（僅次于硫化汞、硫化鉑、硫化銀等），因?yàn)樗碾y溶性使得一些看似不可以發(fā)生的反應(yīng)能夠發(fā)生。硫化銅不能用硫單質(zhì)和銅化合來制備，因?yàn)榱虻难趸暂^弱，只能把銅氧化為一價(jià)的亞銅。

基本信息

中文名	硫化銅、硫化銅(II)
MDL號(hào)	MFCD00016066
化學(xué)式	CuS
管制類型	不管制
相對(duì)分子質(zhì)量	95.61

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理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

外觀與性狀：黑褐色無定形粉末或粒狀物。

熔點(diǎn): 220℃（分解）

沸點(diǎn)：無意義。

溶解性：極難溶于水（25°C時(shí)Ksp為1.27×10），也難溶于硫化鈉溶液和濃鹽酸。

化學(xué)性質(zhì)

對(duì)熱不穩(wěn)定，加熱至220℃時(shí)分解為硫化亞銅和硫單質(zhì)：

2CuS====Cu2S+S

有還原性，易被濃，稀硝酸，濃硫酸所氧化而溶解：

CuS+8HNO3（濃）====CuSO4+8NO2↑+4H2O

3CuS+8HNO3（?。?===3CuSO4+8NO↑+4H2O

CuS+4H2SO4（濃）====CuSO4+4SO2↑+4H2O

在空氣中也可以被氧氣緩慢氧化：

2CuS+O2====2CuO+2S

而在加熱時(shí)可迅速被氧氣氧化：

2CuS+3O2====2CuO+2SO2

制備方法

不用硫單質(zhì)和銅直接混合加熱來制備硫化銅，因?yàn)榱虻难趸暂^弱，反應(yīng)會(huì)生成硫化銅與硫化亞銅的混合物：

2Cu+S====Cu2S，Cu+S====CuS

可以使銅粉與溶解在二硫化碳中的硫在100℃反應(yīng)制取純硫化銅：

Cu+S====CuS

實(shí)驗(yàn)室制備硫化銅通常在銅鹽（主要是氯化銅和硫酸銅）溶液中通入H2S氣體或加入可溶的硫化物（如硫化鈉）通過復(fù)分解反應(yīng)制得：

CuCl2+H2S====CuS↓+2HCl（弱酸制強(qiáng)酸）

該反應(yīng)可以發(fā)生的原因是硫化銅過于難溶，導(dǎo)致平衡向右移動(dòng)。

CuSO4+Na2S====CuS↓+Na2SO4

銅離子不與硫離子生成硫單質(zhì)和銅單質(zhì)的原因是反應(yīng)沉淀速率遠(yuǎn)超過氧化速率，且銅離子拉高了硫的電極電勢（S—0.593→CuS，Cu—0.342→Cu），使銅離子不能氧化硫化銅。(注意：僅沉淀速率大于氧化速率不能保證硫化銅沉淀穩(wěn)定存在，例如，鐵離子與硫離子反應(yīng)時(shí)沉淀速率同樣大于氧化速率：2Fe+3S→Fe2S3↓但由于硫化鐵會(huì)被鐵離子氧化（S—0.379→Fe2S3，F(xiàn)e—0.77→Fe），故生成的黑色硫化鐵沉淀最終仍然會(huì)轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)：Fe2S3+4Fe→6Fe+3S)

計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數(shù)量:0

3.氫鍵受體數(shù)量:1

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0

5.互變異構(gòu)體數(shù)量：無

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積32.1

7.重原子數(shù)量:2

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:2

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、摩爾折射率：無可用的

2、摩爾體積（cm3/mol）：無可用的

3、等張比容（90.2K）：無可用的

4、表面張力（dyne/cm）：無可用的

5、介電常數(shù)：無可用的

6、極化率（10-24cm3）：無可用的

7、單一同位素質(zhì)量：94.901671 Da

8、標(biāo)稱質(zhì)量：95 Da

9、平均質(zhì)量：95.611 Da

編號(hào)系統(tǒng)

CAS號(hào)：1317-40-4

MDL號(hào)：MFCD00016066

EINECS號(hào)：215-271-2

RTECS號(hào)：GL8912000

BRN號(hào)：暫無

PubChem號(hào)：24868549

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

致突變數(shù)據(jù)：倉鼠胚胎：5mg/L（形態(tài)變化檢測系統(tǒng)）。

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

通常來說對(duì)水是無害的，若無政府許可，勿將材料排入周圍環(huán)境。

性質(zhì)與穩(wěn)定性

如果遵照規(guī)格使用和儲(chǔ)存則不會(huì)分解，未有已知危險(xiǎn)反應(yīng)，避免氧化物、水分/潮濕、酸。在220℃時(shí)分解。在潮濕空氣中會(huì)緩慢氧化成硫酸銅，能溶于熱硝酸及堿金屬氰化物的水溶液，不溶于水、乙醇、堿和稀酸。

貯存方法

保持貯藏器密封、儲(chǔ)存在陰涼、干燥的地方，確保工作間有良好的通風(fēng)或排氣裝置。

產(chǎn)品用途

用作分析試劑。

科研成果

2006年8月5日在中國合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家們成功用化學(xué)溶液方法合成出的硫化銅14面體微晶。這一發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著我國特種微結(jié)構(gòu)晶體構(gòu)筑研究取得重要進(jìn)展，因?yàn)槠錆撛趹?yīng)用前景在于可用作較大結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑單元或用作在微尺度上包覆其他材料的載體。

硫化銅14面體微晶是中國科大俞書宏教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組合成產(chǎn)生的。俞書宏教授和他的合作者們將硝酸銅和元素硫的乙二醇溶液在140°C的反應(yīng)釜中進(jìn)行長達(dá)一天的反應(yīng)，然后通過離心收集所生成的黑色固體。最終用掃描電子顯微鏡觀察確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了這一特種微結(jié)構(gòu)材料。

硫化銅納米晶體由于其低成本、高光熱轉(zhuǎn)化率的特性，近年來在納米光熱療領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。之前的報(bào)道普遍認(rèn)為硫化銅納米晶殺傷腫瘤細(xì)胞機(jī)理全部是基于其光熱轉(zhuǎn)化性能。而在這次合作研究中，科研人員觀察到除了高效的光熱效應(yīng)，這些硫化銅納米晶還具備內(nèi)在的近紅外光誘導(dǎo)光動(dòng)力特性，從而產(chǎn)生高濃度的活性氧簇殺死腫瘤細(xì)胞。

礦物

銅及銅合金由于其優(yōu)異的物理和力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、國防等領(lǐng)域，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展起著重要的作用‘¨。硫化銅礦物是提取銅的主要礦物資源，它占銅礦資源的80%，因此，硫化銅礦物的理論與試驗(yàn)研究受到廣泛關(guān)注。硫化銅礦物主要有黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)和斑銅礦，其中與黃藥作用最強(qiáng)的為輝銅礦，其次為銅藍(lán)，然后為斑銅礦，最弱的為黃銅礦。由于一種硫化銅礦石中常常含有幾種不同的硫化銅礦物，而各種硫化銅礦物浮選所需的藥劑種類、用量、pH等浮選條件也各不相同。另外，不同硫化銅礦物氧化的難易度也存在差異，其中輝銅礦最容易氧化，當(dāng)銅礦石中含有輝銅礦時(shí)，氧化會(huì)造成礦漿中含有大量銅離子，因此，給銅鋅、銅硫分離造成極大的困擾。礦物的浮選行為取決于礦物的性質(zhì)，而礦物的性質(zhì)取決于礦物的電子結(jié)構(gòu)。不同的硫化銅礦物具有不同的化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性質(zhì)，如輝銅礦含銅最高，達(dá)到79.86%，而黃銅礦含銅最低，僅有34.56%；另外，常見的黃銅礦屬于四方晶系，輝銅礦屬于六方晶系，而銅藍(lán)具有復(fù)雜的層狀構(gòu)造；從導(dǎo)電性方面來講，黃銅礦屬于半導(dǎo)體，而輝銅礦和銅藍(lán)則為導(dǎo)體。因此，研究硫化銅礦物的電子結(jié)構(gòu)對(duì)于從本質(zhì)上認(rèn)清不同硫化銅礦物可浮選性的差異具有重要的意義。

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