كبريتيد القصدير الرباعي

في الكيمياء إن مركب كبريتيد القصدير الرباعي وفي الإنجليزية: (Tin(IV) sulfide) وهو عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (SnS2)، وهو يتواجد على شكل مسحوق أصفر إلى بني، أو شكل بلورات سداسية ذهبية صفراء وهو قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك المركز والكبريتيدات القلوية، غير قابل للذوبان في الماء، كما أنه يمتلك نقطة الانصهار عند 600 درجة مئوية، نقطة الغليان له 600 درجة مئوية، يمتلك كثافة مقدارها 4.5 جم لكل سم مكعب، غير قابل للذوبان في الماء، وهو مهيج للجلد والعينين، يمتلك الوزن الجزيئي 182.84 غرام لكل مول.

كبريتيد القصدير الرباعي

• يحتوي كبريتيد القصدير الرباعي (SnS2) على بنية ذات طبقات، حيث ينسق كل أيون (Sn) إلى ستة أيونات (S) في مجسم منتظم، كل طبقة من ذرات (Sn) محصورة بين طبقتين من ذرات (S)، وكل طبقة (S-Sn-S) ممسكة بتفاعلات لندن (van de Vaals) الضعيفة، وهو عبارة عن مادة شبه موصلة من النوع (n) لها بنية سداسية من النوع (CdI2).

• يتبلور كبريتيد القصدير الرباعي بهيكل بلوري سداسي قياسي (2H-SnS2) مطابق لهيكل (1T-MoS2)، يتم تكديس الطبقات الأحادية المكونة من (2H-SnS2) فوق بعضها البعض على وجه التحديد لتشكيل (2H-polytype) من الحجم الأكبر (SnS2)، ويلاحظ أن هيكل (2H-SnS2) يختلف عن هيكل (2H-MoS2)، حيث تمتلك ذرة (Mo) تنسيقًا موشوريًا ثلاثي الزوايا بدلاً من ذلك.

•  كبريتيد القصدير (IV) (المعروف أيضًا باسم ثاني كبريتيد القصدير SnS2) عبارة عن أشباه موصلات معدنية ذات طبقات ثنائية الكالكوجينيد مع بنية كيميائية وبلورية مماثلة لتلك الموجودة في ثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS2)، في كل طبقة فردية فإنه يتم وضع القصدير (Sn) بين طبقتين من الكبريت (S) مع رابطة تساهمية قوية، في حين يتم الاحتفاظ بالطبقات الأحادية الفردية بواسطة قوى لندن (van der Waals) الضعيفة.

• تتحرر الطبقات الفردية عندما يتم التغلب على قوى فان دير فال الضعيفة إما بالتقشير الفيزيائي أو الكيميائي، مثل العديد من أشباه الموصلات ثنائية الأبعاد الأخرى فإنه يمكن أن يخضع (SnS2) للتقشير من أجل تشكيل صفائح من الطبقة الذرية لها تطبيقات في (FETs)، والخلايا الشمسية الضوئية، وأجهزة الاستشعار وتطبيقات الحفاز الضوئي.

• خصائص كبريتيد القصدير الرباعي: بعد تقشير البلورات أو المسحوق عادةً ما يكون لكبريتيد القصدير (IV) الخصائص التالية: هيكل سداسي (2H) (مجموعة الفضاء: P3m1)، تكون وفيرة في الأرض، وغير سامة، ومستقرة كيميائياً، وهي مادة شبه موصلة من النوع (n) مع فجوة نطاق تتراوح من 2.2 إلى 2.35 فولت.

استخدامات كبريتيد القصدير الرباعي

• يمكن استخدام بلورات كبريتيد القصدير (IV) الأحادية لتحضير (SnS2) أحادي الطبقة وقليلة الطبقات عن طريق التقشير الميكانيكي أو السائل، مسحوق كبريتيد القصدير (IV) مناسب للتقشير الكيميائي السائل لتحضير رقائق (SnS2) النانوية والجسيمات النانوية وصولاً إلى أغشية قليلة الطبقات، مع حساسية عالية ونشاط سطح عالٍ.

• تم أيضًا استخدام أغشية (SnS2) أحادية الطبقة أو قليلة الرقة للغاية من الكريستال والمسحوق السائبة في تطبيقات تتراوح من بواعث الضوء وترانزستورات التأثير الميداني (FETs)، وأجهزة استشعار الغاز، وأجهزة الكشف الضوئية الكهروضوئية الكهروضوئية و أجهزة تخزين الطاقة مثل تطبيقات بطاريات (Li-ion).

• مع فجوة نطاق من 2.2 إلى 2.35 فولت، تم استخدام (SnS2) السداسية لتقسيم الماء بالضوء المرئي بكفاءة، وهو غني بالأرض وغير سام ومستقر كيميائياً في كل من المحاليل المائية الحمضية أو المحايدة، وتم أيضًا استخدام الأغشية الرقيقة جدًا ذات الطبقة المفردة أو السائلة (SnS2) المقشرة الفيزيائية أو السائلة من الكريستال السائب والمسحوق في تطبيقات تتراوح بين بواعث الضوء والترانزستورات ذات التأثير الميداني (FETs).

•  يتم استخدام بلورات كبريتيد القصدير الرباعي بشكل شائع على شكل مصادر يمكن من خلالها الحصول على صفائح أحادية الطبقة أو قليلة الطبقات عن طريق التقشير الميكانيكي أو السائل، كما وأنه يمكن أيضًا استخدام مسحوق كبريتيد القصدير الرباعي من أجل إعداد الصفائح النانوية لكبريتيد القصدير الرباعي (SnS2)، ويستخدم في معادن التذهيب والبرونز والجبس والخشب والورق، عادة بالتعليق بالورنيش.

• والجسيمات النانوية عن طريق التقشير السائل (عادةً بمساعدة الصوتنة)، ويعرض كبريتيد القصدير الرباعي (SnS2) ذو الطبقة الثنائية المقحمة من النحاس تنقلًا بتأثير حقل الثقب بحوالي (40 سم 2 V − 1 s − 1)، ويعرض (Co-SnS2) سلوكًا شبيهًا بالمعادن مع مقاومة صفائح مماثلة لتلك الموجودة في طبقة قليلة من الجرافين.