Bdtyk

Дисульфид молибдена
Общие
Систематическое наименование	сульфид молибдена(IV)
Традиционные названия	дисульфид молибдена, двусернистый молибден
Хим. формула	MoS2
Физические свойства
Состояние	черный кристалл, минерал, камень
Молярная масса	160,07 г/моль
Плотность	4,68 ÷ 5,06 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	(разл.) 1185 °C, .mw-parser-output .ts-comment-commentedText{border-bottom:1px dotted;cursor:help}@media(hover:none){.mw-parser-output .ts-comment-commentedText:not(.rt-commentedText){border-bottom:0;cursor:auto}} 2100[1]
Химические свойства
Растворимость в воде	практически нерастворим
Структура
Координационная геометрия	тригональная призматическая (Mo4+), пирамидальная (S2−)
Кристаллическая структура	гексагональная, hP6, пространственная группа P63/mmc, № 194
Классификация
Рег. номер CAS	1317-33-5
PubChem	14823
Рег. номер EINECS	215-263-9
SMILES	S=[Mo]=S
InChI	1S/Mo.2S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QA4697000
ChEBI	30704
ChemSpider	14138
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Сульфид молибдена(IV) (дисульфид молибдена) — неорганическое бинарное химическое соединение четырёхвалентного молибдена с двухвалентной серой. Химическая формула MoS2{displaystyle {mathsf {MoS_{2}}}}.

Физические свойства |

Дисульфид молибдена(IV) представляет собой серо-голубой или чёрный кристаллический порошок, жирный на ощупь (как графит), твёрдость 1—1,5 по шкале Мооса (оставляет чёрный след на бумаге).

Дисульфид молибдена существует в двух кристаллических модификациях:

• 
  гексагональная сингония, пространственная группа P 6₃/mmc, a = 0,316 нм, c = 1,229 нм, Z = 2;


• 
  ромбоэдрическая сингония, пространственная группа R 3m, a = 0,3164 нм, c = 1,839 нм, Z = 3.

В дисульфиде молибдена каждый атом Mo^(IV) находится в центре тригональной призмы и окружён шестью атомами серы. Тригональная призма ориентирована так, что в кристалле атомы молибдена находятся между двумя слоями атомов серы^[2].
Из-за слабых ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия между атомами серы в MoS₂, слои могут легко скользить друг относительно друга.
Это приводит к появлению смазочного эффекта.

Дисульфид молибдена является диамагнетиком и полупроводником^[3].

Молибденит

Получение |

В природе дисульфид молибдена встречается в виде минерала — молибденита. Известна также природная аморфная форма — йордизит (англ. jordisite), которая встречается значительно реже. Руды молибденита всегда содержат большое количество примесей, поэтому их обогащают с помощью флотации, получая в конце процесса относительно чистый MoS₂ — основной исходный продукт для дальнейшего получения молибдена ^[4].

В лабораторной практике дисульфид молибдена может быть получен непосредственно из элементов:

Mo+2S→600−700∘CMoS2{displaystyle {mathsf {Mo+2S{xrightarrow {600-700^{circ }C}}MoS_{2}}}}

Взаимодействием молибдена или его диоксида с сероводородом:

Mo+2H2S→>800∘CMoS2+2H2{displaystyle {mathsf {Mo+2H_{2}S{xrightarrow {>800^{circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}}}}

MoO2+2H2S→400∘CMoS2+2H2O{displaystyle {mathsf {MoO_{2}+2H_{2}S{xrightarrow {400^{circ }C}}MoS_{2}+2H_{2}O}}}

Химические свойства |

Дисульфид молибдена не растворяется в воде, не реагирует с разбавленными кислотами и щелочами.

При нагревании без доступа воздуха MoS₂ разлагается в несколько стадий:

MoS2→∼1100∘CMo2S3+S→∼1100∘C, vacuumMo+S{displaystyle {mathsf {MoS_{2}{xrightarrow {sim 1100^{circ }C}}Mo_{2}S_{3}+S{xrightarrow {sim 1100^{circ }C, vacuum}}Mo+S}}}

При нагревании на воздухе дисульфид молибдена окисляется:

2MoS2+7O2→400−600∘C2MoO3+4SO2{displaystyle {mathsf {2MoS_{2}+7O_{2}{xrightarrow {400-600^{circ }C}}2MoO_{3}+4SO_{2}}}}

Перегретый пар также взаимодействует с дисульфидом молибдена:

MoS2+2H2O→500∘CMoO2+2H2S{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+2H_{2}O{xrightarrow {500^{circ }C}}MoO_{2}+2H_{2}S}}}

Концентрированные неокисляющие кислоты разлагают MoS₂ до диоксида:

MoS2+2H2SO4→  MoO2↓+2S↓+2SO2+2H2O{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+2H_{2}SO_{4}{xrightarrow {~~}}MoO_{2}downarrow +2Sdownarrow +2SO_{2}+2H_{2}O}}}

Концентрированные, горячие окисляющие кислоты окисляют MoS₂ до триоксида:

MoS2+18HNO3→100∘CMoO3↓+18NO2+2H2SO4+7H2O{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+18HNO_{3}{xrightarrow {100^{circ }C}}MoO_{3}downarrow +18NO_{2}+2H_{2}SO_{4}+7H_{2}O}}}

Водород восстанавливает дисульфид молибдена:

MoS2+2H2→800∘CMo+2H2S{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+2H_{2}{xrightarrow {800^{circ }C}}Mo+2H_{2}S}}}

При хлорировании дисульфида молибдена при повышенных температурах получается пентахлорид молибдена^{[источник не указан 3185 дней]}:

2MoS2+7Cl2→t2MoCl5+2S2Cl2{displaystyle {mathsf {2MoS_{2}+7Cl_{2}{xrightarrow {t}}2MoCl_{5}+2S_{2}Cl_{2}}}}

Дисульфид молибдена реагирует с литием с образованием интеркаляционных соединений:

MoS2+xLi→   LixMoS2{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+{mathit {x}}Li{xrightarrow {~~~}}Li_{mathit {x}}MoS_{2}}}}

При реакции с n-бутиллитием получается соединение с формулой LiMoS₂^[4].

При сплавлении с сульфидами щелочных металлов образует тиосоли:

MoS2+Na2S→ t Na2MoS3{displaystyle {mathsf {MoS_{2}+Na_{2}S{xrightarrow {~t~}}Na_{2}MoS_{3}}}}

Использование в качестве смазки |

MoS₂ с размером частиц в диапазоне 1—100 мкм является сухим смазывающим веществом. Существуют немного альтернатив (в их числе - Дисульфид вольфрама), которые могут иметь высокие смазочные и стабильные свойства вплоть до температур в 350 °C в окислительных средах, а также в вакууме. Испытания MoS₂ с использованием трибометра при низких нагрузках (0,1—2 Н) дают значение коэффициента трения меньшего 0,1^[5][6].

Дисульфид молибдена часто является компонентом смесей и композиционных материалов с низким коэффициентом трения. Такие материалы используются в критически важных компонентах, например, в авиационных двигателях. При добавлении к пластмассе MoS₂ формирует композиционный материал с улучшенной прочностью и с уменьшением трения. В качестве полимеров, к которым добавляют MoS₂, используются нейлон, тефлон и веспел (англ. vespel). Были разработаны самосмазывающиеся композиционные покрытия для высокотемпературных конструкций, состоящие из дисульфида молибдена и нитрида титана при помощи CVD-технологии^[7].

Специфическое использование |

MoS₂ часто используется как смазка в двухтактных двигателях, например, в двигателях мотоциклов. Он также используется в шарнирах равных угловых скоростей и в карданном вале.

Со времени войны во Вьетнаме дисульфид молибдена использовался для смазки оружия.
Покрытия ствола такой смазкой увеличивает точность стрельбы^[8]. В настоящее время дисульфидом покрываются непосредственно пули.

MoS₂ применяется в турбомолекулярных насосах, использующихся при получении сверхвысокого вакуума со значением давления до 10⁻⁹ торр (при −226 до 399 °C).

Смазка из MoS₂ применяется при дорновании для предотвращения образования наростов на обрабатываемой поверхности ^[9].

Сульфид молибдена (IV) применяется при производстве керамических изделий, так как при добавлении к глинам способен придавать ей синий или красный цвет (в зависимости от процентного содержания) при обжиге.

Использование в нефтехимии |

Синтетический дисульфид молибдена используется в качестве катализатора для сероочистки на нефтеочистительных заводах, например, при гидрообессеривании^[10].
Эффективность катализаторов из MoS₂ увеличивается при их легировании небольшим количеством кобальта или никеля, а также смесями, основанных на оксиде алюминия.

Использование в радиотехнике |

Дисульфид молибдена – полупроводник, поэтому может применяться в изготовлении высокочастотных детекторов, выпрямителей или транзисторов.^[11][12].

Использование в будущем |

В качестве фотокатализатора |

В сочетании с сульфидом кадмия дисульфид молибдена увеличивает скорость фотокаталитического производства водорода^[13]. А при смешении с диоксидом титана получают чернильную массу, хорошо поглощающую водяные пары в темноте и разлагающуюся на солнце с выделением водорода и кислорода ^[14].

В качестве генератора тока на осмосе между пресной и соленой водой |

Дисульфид молибдена может использоваться для создания осмотических мембран, пропускающих молекулы определенного размера.^[15].

См. также |

• Двумерный дисульфид молибдена


• Молибденит


• Йордизит

Примечания |