Samarium(III)-sulfid

Samarium(III)-sulfid ist eine anorganische chemische Verbindung des Samariums aus der Gruppe der Sulfide.

Gewinnung und Darstellung

Samarium(III)-sulfid kann durch Reaktion von Samarium(III)-oxid mit Schwefelwasserstoff gewonnen werden.

$\mathrm{S}{\mathrm{m}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{S}{\mathrm{m}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Umsetzung von elementarem Samarium mit Schwefel in einem evakuierten Glasrohr, welches in einen 2-Zonen-Ofen eingebracht wird. Die Zonentemperaturen liegen bei 400 °C und 100 °C. Nachdem sämtlicher Schwefel abreagiert ist, wird die Ampulle bei 1000 °C getempert und man erhält die Verbindung in polykristalliner Form:

$2\mathrm{S}\mathrm{m}+3\mathrm{S}⟶\mathrm{S}\mathrm{m}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_3$

Stäbchenförmige Einkristalle mit bis zu 1 cm Länge lassen sich über eine Modifizierung der Synthese aus den Elementen erhalten. Hierzu wird neben Samarium und Schwefel elementares Iod in die zu evakuierende Ampulle gegeben. Im 2-Zonen-Ofen entsteht nun primär $\mathrm{S}\mathrm{m}\mathrm{S}\mathrm{I}$. Wird die erhaltene Verbindung in der Ampulle auf 1100 bis 1200 °C erhitzt und hier für mindestens 20 Stunden gehalten, so zersetzt sich die Verbindung und es wachsen Samarium(III)-sulfid-Einkristalle in einer Schmelze aus Samarium(III)-iodid. Nach dem Öffnen der Ampulle können Anhaftungen des Iodids an den Einkristallen mit Wasser oder Wasser-Ethanol-Mischungen abgespült werden:

$6\mathrm{S}\mathrm{m}+6\mathrm{S}+3\mathrm{I}{\phantom{A}}_2⟶6\mathrm{S}\mathrm{m}\mathrm{S}\mathrm{I}$

$3\mathrm{S}\mathrm{m}\mathrm{S}\mathrm{I}⟶\mathrm{S}\mathrm{m}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}{\phantom{A}}_3+\mathrm{S}\mathrm{m}\mathrm{I}{\phantom{A}}_3$

Eigenschaften

Samarium(III)-sulfid ist ein roter oder graubrauner Feststoff. Die Verbindung kommt in zwei verschiedenen Kristallstrukturen vor. Eine orthorhombische Niedertemperaturform (isotyp mit Gadolinium(III)-sulfid) und eine Hochtemperaturform mit einer kubischen Defektvariante vom Th₃P₄-Typ.