镎的硫化物是镎与硫组成的化合物,其中镎的氧化态为+3或+4,而硫则以硫离子或多硫离子形式存在。它们的通式为NpxSy,已知的镎的硫化物包括NpS、Np3S4、Np2S3、Np3S5、NpS2、Np2S5、NpS3,结构通常与对应的铀或钚化合物相似。此外,镎还能形成多种氧硫化物(即镎与氧离子、硫离子形成的混合阴离子化合物),包括Np2O2S、Np4O4S3、NpOS。
镎(III)的硫化物
一硫化镎
一硫化镎的化学式为NpS,实际结构(Np3+)(S2−)(e−),与一硫化钚同为电子盐,晶体结构也同为氯化钠结构,晶格参数a=5.532 Å。实验确认一硫化镎的该相变压力超过60 GPa。
三硫化二镎
三硫化二镎(Np2S3)有多种同质异形体,它们的结构都与三硫化二钚类似。它发现于1948年,由二氧化镎、二硫化碳、硫化氢一起反应制得。它也可由Np3S5在900 °C的真空下分解产生:
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Np2S3原报道为与三硫化二铀 (又称η-Np2S3),晶格参数a=10.3 Å、b=10.6 Å、c=3.86 Å,但之后的实验未能复现这一结果。后来科学家一共发现了三种Np2S3的同质异形体,分别是α-、β-、γ-Np2S3。
室温下的三硫化二镎以α-Np2S3形式存在,其结构与α-Ce2S3相似,呈正交晶系,晶格参数a=3.98 Å、b=7.39 Å、c=15.50 Å。β-Np2S3由α-Np2S3加热至约1500 K而成,具有类似β-Pu2S3的四方晶系结构,晶格参数a=14.94 Å、c=19.84 Å。它继续加热至约1800 K时会得到γ-Np2S3。γ-Np2S3呈立方晶系的Th3P4结构,晶格参数a=8.440 Å。它是非整比化合物,实际化学成分介于Np3S4和Np2S3-ε之间。
镎(III,IV)的硫化物
五硫化三镎
五硫化三镎的化学式为Np3S5,与对应的硒化物Np3Se5一样在极低温下呈反铁磁性,高于时变为顺磁性。它是黑色固体,结构与五硫化三铀相似。
五硫化二镎
五硫化二镎的化学式为Np2S5,实际结构为多硫化物,晶体结构与相关的Th2S5、相似。它呈四方晶系,晶格参数a=10.48 Å、c=9.84 Å。它可通过Np3S5与硫在500 °C下反应得到:
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三硫化镎
三硫化镎的化学式为NpS3,实际结构为多硫化物。它在以下有磁序。它可由镎与硫在500 °C下直接反应而成:
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三硫化镎和US3一样是单斜晶系的晶体,晶格参数a=5.36 Å、b=3.87 Å、c=18.10 Å、β=99.5°。
镎的氧硫化物
二氧硫化镎
二氧硫化镎(Np2O2S)是唯一在~1600 °C的高温下稳定的氧硫化物,其中含有Np(III)。它的结构与其它镧系、锕系元素的对应化合物相似,如La2O2S,皆为六方晶系晶体。它的晶格参数为a=3.95 Å、c=6.80 Å。
一氧一硫化镎
一氧一硫化镎(NpOS)常以其它镎的硫化物(如Np3S5)的氧化产物形式存在。一氧一硫化镎可由一硫化镎在密封安瓿中加热至700 °C氧化而成:
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与一氧一硫化铀、一氧一硫化钚相似,一氧一硫化镎呈四方晶系,晶格参数a=3.815 Å、c=6.623 Å。
四氧三硫化四镎
四氧三硫化四镎(Np4O4S3)由NpOS在700 °C的真空下分解而成,结构与对应钚化合物Pu4O4S3相似,晶格参数a=4.07 Å、b=6.76 Å、c=3.89 Å、β=118°。它含有等量的Np(III)及Np(IV),实际结构为.
参考资料
参考书目
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