Telururo de mercurio
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|---|---|
| Estructura cristalina de esfalerita tipo HgTe | |
| Nombre sistemático | Telururo de mercurio (II) |
| Otros nombres | Telururo de mercurio |
| Fórmula química | HgTe |
| Formula empírica |
Hg 1−X Te 1+X , X = 0-0.1 |
| Apariencia |
cristales cúbicos casi negros |
| Propiedades | |
| Masa molar | 329,19 g / mol |
| Temperatura de fusión | 610±1°C |
| Temperatura de ebullición | dic. |
| temperatura de descomposición | 850°C |
| Densidad | 8,12 g/cm³ |
| Permitividad relativa | 20.8 |
| Conductividad térmica | 2,7 W/(m·K) |
| Coeficiente de expansión lineal | 5.2×10 −6 1/K |
| Estructura | |
| celda de cristal |
Grupo espacial cúbico tipo blenda de zinc F-43m |
| número de coordinación | cuatro |
| Clasificación | |
| Número de registro CAS | 12068-90-5 |
| número de registro CE | 235-108-9 |
| PubChem | 82914 |
| Código SONRISAS | [Te]=[Hg] |
| Código InChi | InChI=1S/Hg.Te |
| Donde no se indica, los datos se proporcionan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa). | |
El telururo de mercurio es un compuesto inorgánico binario de mercurio (Hg) y telurio (Te) con la fórmula HgTe, un semimetal , con una banda prohibida cero a 0 K. Exhibe propiedades de aislamiento topológico . Ocurre naturalmente como el raro mineral coloradoita .
Descripción del telururo de mercurio
Propiedades generales
El telururo de mercurio es un compuesto binario formado por la interacción de cantidades equiatómicas de mercurio y telurio. La modificación cristalina estable tiene la estructura de blenda de zinc (esfalerita). La red consta de dos redes cúbicas centradas en las caras que se penetran mutuamente, desplazadas una con respecto a la otra a lo largo de la diagonal del cubo en 1/4 de su longitud. Esta estructura difiere de la estructura de un cristal de diamante en que los átomos en las subredes son diferentes, en particular, en HgTe, una subred contiene átomos de mercurio y la segunda contiene átomos de telurio. Mercurio tiene dos electrones de valencia (subcapa 6s), y el telurio tiene seis electrones de valencia (capa 5s y subcapa 5p parcialmente llena), y la suma de los electrones de valencia de los dos átomos más cercanos es siempre ocho. Así, como en el diamante, cada átomo tendrá cuatro electrones de valencia para formar cuatro enlaces de valencia dirigidos a lo largo de los ejes de un tetraedro regular. Se necesitan cuatro electrones desapareados para formar cuatro enlaces de valencia. Debido al principio de Pauli , uno de los dos electrones s debe ir a la órbita p. Así, surge un estado sp3 tetravalente. Además, como resultado de la diferencia en las cargas de los iones en la red cristalina de Hg 2+ y Te 6+ , el enlace químico en HgTe tiene un carácter mixto iónico-covalente. Otra propiedad importante de la estructura de la blenda de zinc asociada con la presencia de dos átomos diferentes es la ausencia de un centro de inversión (simetría).
Una de las características del telururo de mercurio es que su composición puede tener desviaciones significativas de la composición estequiométrica (el número de átomos de mercurio y telurio en el cristal no es igual). Por lo tanto, las propiedades del HgTe están determinadas en gran medida por las desviaciones de la composición estequiométrica y la presencia de defectos puntuales que afectan las propiedades eléctricas como átomos de impurezas extrañas. Por tanto, los datos de diferentes investigadores sobre el tipo de conductividad eléctrica del HgTe son contradictorios.
Física y electrofísica
Son cristales cúbicos casi negros con una constante de red de 0,646 nm a 300 K. Dureza de Mohs 2-2,5. El módulo de elasticidad a granel es de aproximadamente 42 GPa, la resistencia es de aproximadamente 300 MPa. En condiciones normales, una estructura cristalina de tipo esfalerita es estable, a altas presiones el cristal sufre una transición de fase y adquiere una singonía trigonal de tipo cinabrio (α-HgS).
De acuerdo a sus propiedades eléctricas, es un semimetal , es decir, a 0 K, las bandas de valencia están en contacto, pero no se superponen, por lo tanto, a diferencia de los semiconductores, su conductividad no es igual a 0 a 0 K, pero, como los semiconductores , aumenta con el aumento de la temperatura debido a la superposición de las bandas de valencia y las bandas de conducción.
HgTe tiene una propiedad cuántica única: aislamiento topológico debido al pozo cuántico en sus películas delgadas. En este caso, el cristal es un aislante en el interior y un conductor en una fina capa exterior. Los signos de tal comportamiento fueron reportados por primera vez por OV Pankratov y colaboradores en 1986 [1] y el efecto fue descubierto por M. Koenig y colaboradores en 2007 [2]
Química
Los enlaces de los átomos en HgTe son casi covalentes y débiles. La entalpía de formación de los elementos es de aproximadamente −32 kJ/mol. Se descompone fácilmente incluso con ácidos débiles, por ejemplo, orgánicos o yodhídricos:
El telururo de hidrógeno resultante es altamente tóxico, por lo que el HgTe se considera un compuesto tóxico .
Conseguir
Síntesis directa a partir de elementos: calentamiento a largo plazo de telurio metálico en vapor de mercurio a presión elevada en una ampolla de cuarzo sellada:
Las películas epitaxiales monocristalinas de HgTe se pueden obtener por epitaxia gaseosa mediante la descomposición de compuestos orgánicos de telurio y mercurio.
Véase también
Notas
- ↑ Berchenko N N, Pashkovsky M V "Mercury Telluride: un semiconductor con banda prohibida cero", Uspekhi Fizicheskikh Nauk 1976, volumen 119, no. 6, pág. 223-255 DOI: 10.3367/UFNr.0119.197606b.0223
- ↑ König, Markus; Steffen Wiedmann, Christoph Brune, Andreas Roth, Hartmut Buhmann, Laurens W. Molenkamp, Xiao-Liang Qi, Shou-Cheng Zhang. Quantum Spin Hall Insulator State en HgTe Quantum Wells (inglés) // Ciencia: revista. - 2007. - 2 noviembre ( vol. 318 , n. 5851 ). - Pág. 766-770 . -doi : 10.1126 / ciencia.1148047 . - . -arXiv : 0710.0582 . _ —PMID 17885096 . Archivado desde el original el 11 de mayo de 2010.
Literatura
- Propiedades de los compuestos a base de cadmio de brecha estrecha Ed. P. Capper (INSPEC, IEE, Londres, Reino Unido, 1994) ISBN 0-85296-880-9 .
- Tellurium and Tellurides, DM Chizhikov y VP Shchastlivyi, 1966, Nauka Publishing, Moscú.
- Datenblatt Quecksilbertellurid bei AlfaAesar, abgerufen am 11. Juli 2011.
- Bovina L. A. et al. Física de compuestos AIIBVI / ed. A. N. Georgobiani, M. K. Sheinkman. - M.: Nauka, cap. edición Phys.-Math. lit., 1986. - 319, [1] p. : fig., tab. - 2600 copias.
 diccionarios y enciclopedias |
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