Гептасульфид пентатулия

Гептасульфид пентатулия — неорганическое бинарное соединение тулия с серой, химическая формула Tm₅S₇. В литературе также встречается написание «сульфид тулия (5/7)». Соединение не имеет природных аналогов и производится исключительно синтетическим путём в лабораторных и исследовательских условиях.

Состав и физические свойства

Молярная масса Tm₅S₇ составляет 1069 г/моль (5 × 168,93 + 7 × 32,06). Кристаллическая структура — моноклинная, пространственная группа C2/m, что характерно для всего ряда редкоземельных сульфидов состава RE₅S₇. Аналогичная структура детально исследована для иттриевого изоструктурного аналога Y₅S₇. Решётка трёхмерная, координационное окружение атомов редкой земли — октаэдрическое и пентагонально-бипирамидальное в зависимости от позиции.

Внешне вещество представляет собой кристаллический порошок. Как и другие сульфиды редкоземельных металлов, Tm₅S₇ нерастворим в воде и органических растворителях. Растворяется в концентрированных минеральных кислотах.

Химические свойства

Tm₅S₇ химически инертен в нейтральных условиях. В реакции со щелочами и некрепкими кислотами при комнатной температуре практически не вступает. Разрушается концентрированными минеральными кислотами — соляной, серной, азотной — с образованием солей тулия(III) и выделением сероводорода или серы. Взаимодействие со щелочами возможно только в концентрированном растворе при нагреве.

В отличие от ряда щелочных полисульфидов, гептасульфид пентатулия термически стабилен при умеренных температурах. При высоком нагреве в инертной или восстановительной атмосфере возможна диссоциация с образованием других фаз тулия и серосодержащих газов; конкретные температурные пороги этого процесса для Tm₅S₇ в открытой литературе детально не охарактеризованы.

Получение

В природе сульфиды тулия не встречаются. Tm₅S₇ синтезируют в лаборатории прямым сплавлением стехиометрических количеств тулия металлического и элементарной серы. Реакция проводится в запаянных ампулах или герметичных ретортах в инертной атмосфере (аргон, гелий) при температурах выше 700–800 °C. Тщательный контроль соотношения реагентов обязателен: при отклонении от стехиометрии образуются другие фазы — TmS, Tm₂S₃, Tm₃S₄ — с иными кристаллическими структурами.

Применение и области использования

Гептасульфид пентатулия — узкоспециализированный исследовательский материал. Редкоземельные сульфиды в целом привлекают внимание как перспективные термоэлектрические материалы, матрицы для ИК-оптических систем, а также как неорганические пигменты с высокой термической стабильностью. Работы с Tm₅S₇ ведутся преимущественно в академических группах, изучающих халькогениды f-металлов. Промышленного применения в настоящее время не имеет.

Смежные соединения тулия, представленные в нашем каталоге: сульфид тулия и селенид тулия.

Безопасность и условия хранения

Tm₅S₇ в виде компактного вещества малоактивен. В порошкообразном состоянии следует соблюдать стандартные меры предосторожности, применяемые при работе с порошками редкоземельных соединений: исключить вдыхание пыли, использовать респиратор и защитные перчатки. Соединение хранят в герметично закрытой таре в сухом месте, защищённом от влаги и кислот.

Поставка

Гептасульфид пентатулия поставляется в виде порошка. Форма поставки, чистота и количество — по запросу. Для уточнения условий свяжитесь с нашими менеджерами.