Telurid rtuti
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 10. července 2018; kontroly vyžadují 7 úprav .| Telurid rtuti | |
|---|---|
| Krystalová struktura sfaleritu typu HgTe | |
| Systematický název | Telurid rtuťnatého (II). |
| Ostatní jména | Telurid rtuti |
| Chemický vzorec | HgTe |
| Empirický vzorec |
Hg1 -X Tei +X , X = 0-0,1 |
| Vzhled | téměř černé krychlové krystaly |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 329,19 g / mol |
| Teplota tání | 610 ± 1 °C |
| Teplota varu | prosinec |
| Teplota rozkladu | 850 °C |
| Hustota | 8,12 g/cm³ |
| Relativní permitivita | 20.8 |
| Tepelná vodivost | 2,7 W/(m K) |
| Lineární expanzní koeficient | 5,2 × 10 −6 1/K |
| Struktura | |
| Krystalová buňka | Prostorová skupina F-43m
krychlová, zinková směs |
| koordinační číslo | čtyři |
| Klasifikace | |
| Registrační číslo CAS | 12068-90-5 |
| Registrační číslo ES | 235-108-9 |
| PubChem | 82914 |
| Kód SMILES | [Te]=[Hg] |
| InChI kód | InChI = 1S/Hg.Te |
| Pokud není uvedeno, údaje jsou uvedeny za standardních podmínek (25 °C, 100 kPa). | |
Telurid rtuti je binární anorganická sloučenina rtuti (Hg) a teluru (Te) se vzorcem HgTe, polokov s nulovým pásmem při 0 K. Vykazuje topologické izolační vlastnosti . Vyskytuje se přirozeně jako vzácný minerál coloradoit .
Popis teluridu rtuti
Obecné vlastnosti
Telurid rtuti je binární sloučenina vytvořená interakcí ekviatomických množství rtuti a telluru. Stabilní krystalická modifikace má strukturu zinkové směsi (sfaleritu). Mřížka se skládá ze dvou vzájemně se prostupujících plošně centrovaných krychlových mřížek, vzájemně přesazených podél úhlopříčky krychle o 1/4 její délky. Tato struktura se liší od struktury diamantového krystalu tím, že atomy v podmřížkách jsou odlišné, zejména u HgTe jedna podmřížka obsahuje atomy rtuti a druhá obsahuje atomy teluru. Rtuť má dva valenční elektrony (6s podslupka) a telur má šest valenčních elektronů (5s obal a částečně vyplněný 5p podslupka) a součet valenčních elektronů dvou nejbližších atomů je vždy osm. Tedy, stejně jako v diamantu, bude mít každý atom čtyři valenční elektrony, které vytvoří čtyři valenční vazby směřující podél os pravidelného čtyřstěnu. K vytvoření čtyř valenčních vazeb jsou potřeba čtyři nepárové elektrony. Kvůli Pauliho principu musí jeden ze dvou s-elektronů přejít na p-orbitu. Vzniká tak čtyřvazný sp3 stav. Navíc v důsledku rozdílu nábojů iontů v krystalové mřížce Hg 2+ a Te 6+ má chemická vazba v HgTe smíšený iontově-kovalentní charakter. Další důležitou vlastností struktury zinkové směsi spojené s přítomností dvou různých atomů je nepřítomnost inverzního (symetrického) centra.
Jedním z rysů teluridu rtuti je, že jeho složení může mít výrazné odchylky od stechiometrického složení (počet atomů rtuti a teluru v krystalu není stejný). Vlastnosti HgTe jsou proto do značné míry určovány odchylkami od stechiometrického složení a přítomností bodových defektů, které ovlivňují elektrické vlastnosti jako atomy cizích nečistot. Proto jsou údaje různých výzkumníků o typu elektrické vodivosti HgTe protichůdné.
Fyzikální a elektrofyzikální
Jsou to téměř černé kubické krystaly s mřížkovou konstantou 0,646 nm při 300 K. Mohsova tvrdost 2-2,5. Objemový modul pružnosti je cca 42 GPa, pevnost cca 300 MPa. Krystalová struktura sfaleritového typu je za normálních podmínek stabilní, při vysokých tlacích krystal prochází fázovým přechodem a získává trigonální syngonii rumělkového typu (α-HgS).
Podle jeho elektrických vlastností se jedná o polokov , to znamená, že při 0 K jsou valenční pásma v kontaktu, ale nepřekrývají se, proto na rozdíl od polovodičů není jeho vodivost rovna 0 při 0 K, ale jako u polovodičů , zvyšuje se s rostoucí teplotou v důsledku překrývání valenčních pásů a pásů vodivosti.
HgTe má jedinečnou kvantovou vlastnost – topologickou izolaci díky kvantové jámě v jeho tenkých vrstvách. V tomto případě je krystal izolantem uvnitř a vodičem v tenké vnější vrstvě. Známky takového chování byly poprvé hlášeny O. V. Pankratovem a spolupracovníky v roce 1986 [1] a účinek objevil M. Koenig a spolupracovníci v roce 2007 [2].
Chemické
Vazby atomů v HgTe jsou téměř kovalentní a slabé. Entalpie vzniku z prvků je asi −32 kJ/mol. Snadno se rozkládá i slabými kyselinami, například organickými nebo jodovodíkovými:
Výsledný telurid vodíku je vysoce toxický, proto je HgTe považován za toxickou sloučeninu.
Získání
Přímá syntéza z prvků - dlouhodobé zahřívání kovového teluru ve rtuťových parách za zvýšeného tlaku v zatavené křemenné ampuli:
Epitaxní monokrystalické HgTe filmy lze získat plynovou epitaxí rozkladem organoprvkových sloučenin teluru a rtuti.
Viz také
Poznámky
- ↑ Berchenko N N, Pashkovsky M V "Mercury Telluride - polovodič s nulovým zakázaným pásmem", Uspekhi Fizicheskikh Nauk 1976, Volume 119, no. 6, str. 223-255 DOI: 10.3367/UFNr.0119.197606b.0223
- ↑ König, Markus; Steffen Wiedmann, Christoph Brune, Andreas Roth, Hartmut Buhmann, Laurens W. Molenkamp, Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang. Quantum Spin Hall Insulator State v HgTe Quantum Wells (anglicky) // Science : journal. - 2007. - 2. listopadu ( roč. 318 , č. 5851 ). - str. 766-770 . - doi : 10.1126/science.1148047 . - . - arXiv : 0710.0582 . — PMID 17885096 . Archivováno z originálu 11. května 2010.
Literatura
- Vlastnosti sloučenin na bázi kadmia s úzkými mezerami Ed. P. Capper (INSPEC, IEE, Londýn, Velká Británie, 1994) ISBN 0-85296-880-9 .
- Tellurium and Tellurides, DM Chizhikov a VP Shchastlivyi, 1966, Nauka Publishing, Moskva.
- Datenblatt Quecksilbertellurid bei AlfaAesar, abgerufen am 11. Juli 2011.
- Bovina L. A. a kol., Fyzika sloučenin AIIBVI / ed. A. N. Georgobiani, M. K. Sheinkman. - M.: Nauka, Ch. vyd. Fyzikální matematika lit., 1986. - 319, [1] str. : obr., tab. - 2600 výtisků.
 Slovníky a encyklopedie |
|---|