Voir la source de Sulfure de cadmium

{{Voir homonymes|CDS}}
{{Infobox Chimie
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 | légende = 
<!-- Général -->
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 | nomIUPAC = Sulfure de cadmium
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<!-- Propriétés chimiques -->
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<!-- Propriétés physiques -->
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 | fusion = {{tmp|1750|°C}} sous 10 MPa ou 100 atmosphères<ref name=bernard>{{Ouvrage |langue=fr |auteur1=M. Bernard  |auteur2=F. Busnot  |titre=Usuel de chimie générale et minérale |sous-titre= |lieu=Paris |éditeur=Dunod |collection= |année=1996 |volume= |tome= |pages totales= |passage= |isbn= |lire en ligne= }}, tableau de présentation succincte des composés du cadmium.</ref>
 | ebullition = vers {{tmp|980|°C}} {{refnec}} (sublimation sous atmosphère d'azote)
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<!-- Supplément -->
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}}

Le '''sulfure de cadmium''' ou '''CdS''' est un composé chimique inorganique de [[soufre]] et de [[cadmium]] de formule {{fchim|CdS}}.

== Propriétés physiques et chimiques ==
C'est un solide [[Polymorphisme (chimie)|polymorphe]] à la couleur caractéristique jaune, jaune-orangée, jaune brun. Il peut être amorphe ou avoir diverses structures cristallines. Ce [[pigment]] stable est inaltérable au gaz [[hydrogène sulfuré]] ou aux diverses matières qui en dégagent.

Le corps chimique est un composé peu soluble comme le prouve le produit de solubilité ou pKs de l'ordre de 26 à température ambiante. Il est insoluble dans l'eau froide, mais il tend à former des solutions colloïdales dans l'eau chaude.

La morphologie cristalline la plus stable est soluble dans l'acide chlorhydrique 1 N à chaud, et à froid dans le même acide concentré (en générant des complexes {{fchim|CdCl|3|<sup>−</sup>}}), mais très peu soluble dans l'ammoniaque. Mais au contraire de {{chem|CuS}}, le cristal {{chem|CdS}} est insoluble dans l'acide nitrique 1 N ou normal à chaud ou dans l'acide sulfurique 7 N bouillant.

Le sulfure de cadmium β de maille hexagonale ([[groupe de symétrie]] {{unité|6|mm}}, {{n°}}=183) correspond au minéral [[greenockite]] à l'état naturel. Les cristaux jaune clair de densité 4,8 peuvent être sous la forme de prisme hexagonal terminé par une pyramide hexagonale.

Le CdS est un matériau [[Semi-conducteur II-VI|semi-conducteur]] de type II-VI, la [[Configuration électronique par élément chimique (tableau de données)|configuration électronique]] de l'atome de cadmium étant [Kr]4d<sup>10</sup>5s<sup>2</sup> et celle du soufre [Ne]3s<sup>2</sup>3p<sup>4</sup>. Son [[Gap direct et gap indirect|gap direct]] est voisin de {{unité|2.5|eV}}. Il présente aussi des propriétés [[Piézoélectricité|piézoélectriques]] et de [[phosphorescence]].

== Préparation ==
Les sels de cadmium absorbent et réagissent facilement avec le gaz [[sulfure d'hydrogène]] pour donner le sulfure de cadmium.

:{{chem|CdCl|2}} <sub>aq ou autres solutions aqueuses de sels de cadmium</sub> + {{chem|H|2|S}} <sub>gaz</sub> → {{chem|CdS}} <sub>poudre jaune</sub> + 2 HCl <sub>aq</sub>

Les cristaux de cadmium β ne sont obtenus ensuite au laboratoire que par des procédés en phase gazeuse, le passage d'un courant d'hydrogène gazeux ou gaz dihydrogène libère par inversion réactionnelle la vapeur de cadmium et le sulfure d'hydrogène gazeux, et la réaction, normale reprise dans les parties plus froides du tube de réaction, donne des cristaux hexagonaux<ref>Préparations menée par [[Louis Joseph Troost|Louis Troost]] et [[Henri Sainte-Claire Deville]]</ref>.

On peut opérer à défaut avec un sulfure alcalin ou un [[sulfure d'ammonium]] en milieu aqueux. En milieu neutre ou alcalin, le précipité colloïdal obtenu, jaune à orange, est difficile à filtrer. Il faut procéder en milieu acide choisi.

[[Fichier:Checker.jpg|vignette|Un taxi de New-York autrefois peint réglementairement au jaune de cadmium]]
Le soufre et le corps simple cadmium métal réagissent à chaud pour donner ce pigment jaune.
[[Image:Greenockite on Calcite - Joplin, Missouri.jpg|thumb|left|179x179px|[[Greenockite]] ou sulfure de cadmium naturel, sur [[calcite]].]]

== Structures cristallines ==
On le rencontre essentiellement sous trois formes :
* l'une, hexagonale, est thermodynamiquement stable dans les conditions standards ; elle est de type [[Structure wurtzite|wurtzite]]
* la seconde, cubique est de type [[Structure blende|zinc-blende]]
* la troisième, [[cubique à faces centrées]] (CFC) de type [[chlorure de sodium]] apparaît sous forte pression<ref>{{Article|langue = Anglais|auteur1 = A. L. Edwards|titre = Effect of Pressure on the Absorption Edges of Some III—V, II—VI, and I—VII Compounds|périodique = Physical Review|numéro = 122|jour = 15|mois = Mai|année = 1961|issn =|lire en ligne = http://journals.aps.org.ezproxy.unilim.fr/pr/abstract/10.1103/PhysRev.122.1149|pages = 1149}}.</ref>.

== Analyse des propriétés physiques ==
À température ambiante pour sa structure de type wurtzite ainsi que pour sa forme cubique de type ZB, le gap vaut {{unité|2.5|eV}}<ref>{{Ouvrage|langue=en|auteur1=Safa Kasap|auteur2=Peter Capper|titre=Handbook of Electronic and Photonic Materials|éditeur=Springer|année=2007|isbn=978-0-387-26059-4}}</ref>.

Pour les propriétés mécaniques du CdS de type ''wurtzite'' appartenant à la ''classe {{unité|6|mm}}'', le tenseur des rigidités s'écrit (les constantes mécaniques exprimées en GPa)<ref>{{Article|langue=en|auteur1=James A. Corll|titre=Effect of Pressure on the Elastic Parameters and Structure of CdS|périodique=Phys. Rev.|numéro=157|jour=15|mois=mai|année=1967|issn=|lire en ligne=http://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.157.623|pages=}}</ref> :

<math>[c] = \begin{pmatrix} 85,2 & 53,2 & 46,2 & 0 & 0 & 0 \\ 53,2 & 85,2 & 46,2 & 0 & 0& 0 \\ 46,2 & 46,2 & 93,6 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 14,9 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 14,9& 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 16,15 \end{pmatrix}</math>

Ses caractéristiques piézoélectriques sont données dans le tenseur piézoélectrique en C.m<sup>-2</sup> ci-dessous<ref name=":0">{{Ouvrage|langue=fr|auteur1=Daniel Royer|auteur2=Eugène Dieulesaint|titre=Ondes élastiques dans les solides Tome 1 Propagation libre et guidée|lieu=Paris/Milan/Barcelone|éditeur=Masson|année=1996|pages totales=328|passage=p146|isbn=2-225-85422-X}}</ref> :

<math>[e] = \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 & 0 & -0,21 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & -0,21 & 0 & 0 \\ -0,24 & -0,24 & 0,44 & 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}</math>

Le tenseur des constantes diélectriques (en pF.m<sup>-1</sup>) a pour expression<ref name=":0" />:

<math>[\epsilon] = \begin{pmatrix} 79,9 & 0 & 0 \\ 0 & 79,9 & 0 \\ 0 & 0 & 84,4 \end{pmatrix}</math>

== Utilisation ==
[[Fichier:Cadmiumgelb- Pigment.JPG|vignette|Pigment jaune de cadmium]]
La préparation du sulfure artificiel décrite donne un [[pigment]] jaune brillant inorganique stable, le [[jaune de cadmium]]. Il a été et est encore utilisé en peinture, en teinture et dans le domaine textile, dans les savons, pour les verres et céramiques, comme charge active dans les caoutchouc, papier ou encres d'imprimerie.

Le sulfure de cadmium peut aussi colorer des [[feux d'artifice]].

Ce semi-conducteur peut être présent dans les [[posemètre]]s et les [[photorésistance]]s, les [[Photomètre|photomètres UV]] et les [[Compteur à scintillation|compteurs à scintillation]], les écrans TV et divers écrans fluorescents.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Liens externes ==
* {{Autorité}}
* {{Dictionnaires}}
* {{Bases}}

{{Palette|Composés du cadmium}}
{{Portail|chimie}}

[[Catégorie:Sulfure|Cadmium]]
[[Catégorie:Composé du cadmium]]
[[Catégorie:Composé II-VI]]
[[Catégorie:Cristal hexagonal]]
[[Catégorie:Matériau piézoélectrique]]
[[Catégorie:Produit chimique toxique]]