ртути халькогениды
РТУТИ ХАЛЬКОГЕНИДЫ
соед. Hg с S, Se, Те общей формулы HgX (табл. 1). Сульфид HgS существует в двух модификациях-α (киноварь) и β (метациннабарит); температура перехода α
β 345 °C, АН перехода 14,6 кДж/моль. β-HgS, HgSe, HgTe кристаллизуются в решетке типа сфалерита, при давлении 1,5–2,0 ГПа HgSe и HgTe имеют кристаллич. решетку типа α-HgS.
Р. х. — нестехиометрич. соединения. Область гомогенности HgSe 49,99–50,00 ат. % Hg при 280 °C (по др. данным наблюдается отклонение от стехиометрии в сторону большего содержания Hg). Область гомогенности HgTe 49,40–49,95 ат. % Hg при 400 °C, 49,40–50,009 ат. % Hg при 353 °C. Для Р.х. преобладающие типы дефектов — вакансии Hg, халькогенов, атомы Hg в межузельном пространстве.
Теллурид-полупроводник р- и n-типа, HgSe, HgS-n-типа. Р. х. обладают уникальными физ. свойствами. HgTe имеет практически нулевую запрещенную зону (величина перекрывания валентной зоны и зоны проводимости 0,001 эВ, для HgSe эта величина 0,07 эВ). Для α-HgS ширина запрещенной зоны 2,0 эВ.
Р. х. практически не раств. в воде, органических растворителях, разб. кислотах, разлагаются царской водкой. HgS реагирует с конц. растворами сульфидов щелочных металлов с образованием тиосолей М2HgS2, что используют для извлечения Hg из сульфидных руд.
При натр. в вакууме Р. х. легко испаряются, диссоциируя на Hg и X, доля молекул HgX в паре ок. 1∙10−4; уравнение температурной зависимости давления пара HgX: lgp (мм рт. ст.) = -А/Т+ В (табл. 2)
При нагр. на воздухе Р. х. реагируют с O2; по реакции HgS + O2 → Hg + SO2 в промышленности получают Hg из киновари. С галогенидами HgHal2 P.x. образуют соед. Hg3X2Hal2, с халькогенидами Al, Ga, In-полупроводниковые соед. типа HgM2X4. На основе Р. х. получают твердые растворы типа Hg1-xМxX, HgTe1-xXx, HgSe1-xXx, где M-Zn, Cd, Mn и др., x-содержание X в атомных долях. Многие из этих растворов — бесщелевые полупроводники, применяют Нg1-xСdxTе.
Р. х. получают взаимод. Hg и халькогена при нагр. в запаянных вакуумир. кварцевых ампулах, монокристаллы — сублимацией или выращиванием из нестехиометрич. расплавов HgX в ртути, α-HgS — растиранием Hg с S, α-HgS и β-HgS осаждением из водных растворов солей Hg.
В природе киноварь — осн. минерал ртути; известны и редкие минералы — метациннабарит, тиманит HgSe, колорадоит HgTe.
Прир. киноварь-осн. пром. сырье в производстве Hg. Сульфид HgS-материал для фоторезисторов, катализатор, пигмент, компонент светосоставов на основе CdS; HgSe — материал для фоторезисторов, датчиков для измерения магн. полей; HgTe-компонент материалов для приемников ИК излучения.
Р. х. токсичны, особенно их аэрозоли и растворы.
Лит.: Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе, М., 1975, с. 48–82.
И. Н. Один
