硫化亚铜(Cuprous
硫化物),分子式为Cu2S,分子量为159.15,是有光泽的结晶或粉末,呈黑色或灰黑色。硫化亚铜有a、β两种晶型,其中a-Cu2S 为
正交晶系结晶,相对密度5.785,
熔点1130℃;β-Cu2S为
六方晶系结晶,相对密度5.6,熔点1100℃。硫化亚铜溶于
氨水,不溶于水、
丙酮及稀酸,它对热稳定,在红热状态下能与
碳酸钠或
氯气缓慢反应,在空气中加热能氧化成
氧化铜、
硫酸铜及
二氧化硫。此外,硫化亚铜导电、有毒,其天然矿物是辉铜矿。
硫化亚铜可由铜粉或铜箔在硫气中加热到1000℃后制得,主要生产厂有北京化工厂、沈阳试剂厂、上海试剂二厂等。硫化亚铜不仅可用于发光油漆、温差电偶的制造,还能用作固体润滑剂和催化剂。
Cu2S有两种形式,其中一种低温
单斜晶系形的结构复杂,称为低辉
铜矿,在一个晶格中有96个铜原子,有着
六边形结构,超过140°C也稳定。在这种结构中,有24个晶体学上单独的铜原子,而且这种结构近似一个被铜原子和硫原子紧紧挤满的六边形结构。这种结构起初被指定为
正交晶系,因为其有成对的
晶体。
硫化亚铜的另一种形式是一种非整比化合物:Cu1.96S(范围在 Cu1.934S至Cu1.965S之间),为248个铜原子和128硫原子在一个晶格中组成
单斜晶系结构,如
蓝辉铜矿Cu31S16。Cu2S和Cu1.96S在外观上十分相似,以致很难分清彼此。
由化学计量的铜和硫
混合物在高真空
封管内加热至400℃或由硫化铜在氢和
硫化氢混合气流中加热至700℃而得,或者在硫酸铜溶液中加入
硫代硫酸钠溶液共热也可制得。Cu2S可由热的铜在硫蒸气或
硫化氢反应制得。铜粉在熔融的硫中快速反应生成Cu2S,但颗粒较粗的铜参加该反应则要求更高的温度,Cu2S与
氧气反应生成Cu2O和
二氧化硫:2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2在生产过程中,三分之二的熔融硫化亚铜会发生上述的氧化。