Sulfure d'étain(II)

Sulfure d'étain(II)
__ Sn^2+     __ S^2−
Identification
Nom UICPA	sulfure d'étain(II)
Synonymes	sulfure stanneux
N^o CAS	1314-95-0
N^o ECHA	100.013.863
N^o CE	215-248-7
PubChem	426379
SMILES	S=[Sn] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/S.Sn Std. InChIKey : AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	SSnSnS
Masse molaire[1]	150,775 ± 0,012 g/mol S 21,27 %, Sn 78,73 %,
Propriétés physiques
T° fusion	882 °C[2]
T° ébullition	~1 230 °C[2]
Solubilité	Pratiquement insoluble dans l'eau[2]
Masse volumique	5,22 g·cm^-3[2]
Cristallographie
Système cristallin	Orthorhombique
Classe cristalline ou groupe d’espace	Pnma (n^o 62) orthorhombique Hermann-Mauguin : ${\displaystyle P~2_{1}/n~2_{1}/m~2_{1}/a\,}$ Hermann-Mauguin court : ${\displaystyle Pnma\,}$ Schoenflies : ${\displaystyle D_{2h}^{16}\,}$
Paramètres de maille	a = 1 118 pm, b = 398 pm, c = 432 pm[3]
Précautions
SGH[4]
Attention H315, H319, H335, P261, P304+P340, P305+P351+P338 et P405 H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P405 : Garder sous clef.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le sulfure d'étain(II) est un composé chimique de formule SnS. Il se présente sous la forme d'un solide sombre grisâtre ou brunâtre, insoluble dans l'eau mais soluble dans l'acide chlorhydrique concentré ainsi que dans le sulfure d'ammonium (NH₄)₂S. Il présente une structure en couches semblable à celle du phosphore noir et peut, de la même manière que dernier, être exfolié en phase liquide pour libérer des couches minces de SnS d'épaisseur atomique aux propriétés semiconductrices avec une largeur de bande interdite d'environ 1,5 eV, supérieure à celle du cristal massif[5].

Le sulfure d'étain cristallise dans le système cristallin orthorhombique, groupe d'espace Pnma (n^o  62) avec comme paramètres de maille a = 1118,0(6) pm, b = 398,2(2) pm, c = 432,9(3) pm et nombre d'unités par maille Z=4[3].

Il peut être préparé en faisant réagir de l'étain métallique avec du soufre élémentaire, ou en faisant réagir du chlorure d'étain(II) SnCl₂ avec du sulfure d'hydrogène H₂S.

Sn + S → SnS ;

SnCl₂ + H₂S → SnS + 2 HCl.

Il fait l'objet de recherches comme couche active pour cellules photovoltaïques à couches minces. En effet, le tellurure de cadmium CdTe et le CIGS CuIn_xGa_1-xSe₂, qui sont couramment utilisés comme couches actives de type p, sont produits à partir d'éléments toxiques ou rares[6], tandis que le sulfure d'étain(II) est constitué d'éléments abondants et non toxiques. Ses propriétés optiques et électroniques conviennent également à ce type d'utilisation, avec une largeur de bande interdite de 1,3 à 1,4 eV[7].

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. Entrée « Tin(II) sulfide » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 18 avril 2017 (JavaScript nécessaire)
3. S. Del Bucchia, J.-C. Jumas et M. Maurin, « Contribution à l'étude de composés sulfurés d'étain(II): affinement de la structure de SnS », Acta Crystallographica Section B, vol. B37,‎ 1981, p. 1903-1905 (DOI 10.1107/S0567740881007528, lire en ligne)
4. Alfa Aesar 14051 Tin(II) sulfide, 99.5%
5. (en) Jack R. Brent, David J. Lewis, Tommy Lorenz, Edward A. Lewis, Nicky Savjani, Sarah J. Haigh, Gotthard Seifert, Brian Derby et Paul O’Brien, « Tin(II) Sulfide (SnS) Nanosheets by Liquid-Phase Exfoliation of Herzenbergite: IV–VI Main Group Two-Dimensional Atomic Crystals », Journal of the American Chemical Society, vol. 137, n^o 39,‎ 7 octobre 2015, p. 12689-12696 (PMID 26352047, DOI 10.1021/jacs.5b08236, lire en ligne)
6. (en) David Ginley, Martin A. Green et Reuben Collins, « Solar Energy Conversion Toward 1 Terawatt » [PDF], MRS Bulletin, sur Cambridge University Press, 2008 (consulté le 18 avril 2017).
7. (en) Jacob A. Andrade-Arvizu, Maykel Courel-Piedrahita et Osvaldo Vigil-Galán, « SnS-based thin film solar cells: perspectives over the last 25 years », Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 26, n^o 7,‎ juillet 2015, p. 4541-4556 (DOI 10.1007/s10854-015-3050-z, lire en ligne)