Sulfure d'indium(III)

Modèle:Infobox Chimie Le sulfure d'indium(III) est un composé inorganique de formule Modèle:Fchim.

Histoire

Le sulfure d'indium est le premier composé de l'indium à avoir été décrit sans le savoir en 1863 par F. Reich et Th. Richter, puisqu'il était dispersé tel quel au sein de la blende de Freiberg analysé à l'école des mines de Freiberg. Ils déterminèrent ainsi l'existence de l'indium comme élément à partir du précipité de sulfure, soumis à un test de flamme et à l'obtention d'un spectre à raies caractéristiques inconnues en spectrométrie de flamme.

Structure et propriétés

Le sulfure d'indium est connu sous la forme de trois structures (polymorphes) :

• rouge jusqu'à Modèle:Tmp, le β-In₂S₃ qui a une structure de type spinelle (tétragonale) défectueuse (groupe d'espace $I{4}_1/amd$) puis
• jaune de 450 à Modèle:Tmp, l'α-In₂S₃ qui possède une structure cubique défectueuse (groupe d'espace $P\overline{3}ml$), et
• au-delà de Modèle:Tmp, le γ-In₂S₃ qui a une structure en couches (groupe d'espace $Fm3d$).

La forme rouge, β, est considérée comme étant la plus stable à température ambiante, mais la forme jaune, métastable mais en pratique observable, autrefois décrite par ses écailles brillantes, peut aussi exister selon la méthode par laquelle il a été produit.

In₂S₃ présente des centres tétraédriques d'In(III) liés à quatre ligands sulfure. Le β-In₂S₃ est diamagnétique; c'est un semi-conducteur de type n, avec une largeur de bande interdite de 2 à 2,2 eV. Il a été proposé pour remplacer le sulfure de cadmium (CdS), dangereux, comme couche tampon dans les cellules photovoltaïques.

Comme les autres solides covalents proches, In₂S₃ est soluble dans beaucoup de solvants mais pas dans l'eau. Il est attaqué par les acides minéraux parfois étendus ou dilués, ainsi que les sulfures. Il est légèrement soluble dans le sulfure de sodium (Na₂S).

Synthèse

Il est généralement préparé en laboratoire par combinaison directe des corps simples des deux éléments.

Des techniques CVD à partir de complexes volatils d'indium et de soufre, par exemple des dithio carbamates (comme Et₂In^IIICNEt-C(=S)-SEt) a été étudiées.

Dans l'ancienne chimie minérale, par exemple enseignée par Louis Troost, le sulfure d'indium In₂S₃ jaune était obtenu soit par voie sèche soit par voie humide. La première méthode sèche proposait une calcination d'un mélange d'oxyde d'indium, de soufre et de carbonate de sodium. Elle se concluait par un lavage à l'eau bouillante.

InModèle:IndOModèle:Ind _{solide cristal} + 4 S _{poudre de soufre} + NaModèle:IndCOModèle:Ind _{carbonate de soude} → InModèle:IndSModèle:Ind _{solide insoluble dans l'eau bouillante} + NaModèle:IndSOModèle:Ind _{sulfate de sodium soluble dans l'eau} + COModèle:Ind _{gaz carbonique (bullage)}

La seconde voie humide était la réaction d'acide sulfurique dilué avec l'acétate d'indium.