Фазовое равновесие в системе Y-S. Существуют следующие сульфидные фазы иттрия YS, Y5S7, -Y2S3, гY2S3, YS2. Результаты изучения кристаллохимических характеристик и некоторых физических свойств сульфидов собраны в табл.1. Данные по диаграмме состояния системы Y-S не обнаружены. Предложение о фазовой диаграмме состояния можно сделать на основе кристаллохимических данных, имеющихся по системе Y-S. Моносульфид YS кристаллизуется в структурном типе NaCl. На основе YS существует дефектный твердый раствор типа вычитания серы до состава YS0,75 Y4S3, при этом период решетки a уменьшается от 5,493 YS до 5,442 A Y4S3. Соединение Y5S7 содержит две формульные единицы в элементарной ячейке.
Полуторный сульфид -Y2S3 кристаллизуется в структурном типе моноклинного Ho2S3 с 6 формульными единицами в ячейке.
В ячейке дисульфида полисульфида иттрия содержится. 8 формульных единиц YS2. Тетрагональный YS2 существует при температуре выше 500C в интервале давлений 15-35 кбар. Кубический же YS2 образуется в интервале давлений 35-70 кбар. Стехиометрический дисульфид иттрия даже в условиях высоких давлений и температур 500-1200C не существует. 1.1.3. Кристаллохимическая характеристика фаз в системе Mg-S, YS. Табл.1 Кристаллохимические свойства сульфидов иттрия и магния.
ФормулаЦветСингонияПространственная группаСтруктурный типПериод решетки, ЕПлотность гсм3 a b c пинкном рентгенMgSБесц.кубическаяFm3mNaCl5,1912, 79YSРубиново красныйкубическаяFm3mNaCl5,477 5,493 5,4954,514,92Y5S7Сине- черныймоноклиннаяC 2mY5S712,67 12,7683,81 3,80311,45 11,5504,19 4,104,18 4,09-Y2S3ЖелтыймоноклиннаяP2m-Ho2S310,17 4,0217,473,873,87г- Y2S3КубическаяY4 3d Th3P48,306YS2коричнево-фиолетовый от темно серого до черноготетрагональная кубическая YS2 LaS2 7,71 7,72 7,797 4,25 3,6 3,9 4,35 4,35 4,32Результаты изучения кристаллографических характеристик сульфидных фаз иттрия YS, Y5S7 Y2S3 Y2S3, YS2 собраны в табл.1. Сульфиды иттрия различного фазового состава можно получить как непосредственным синтезом из элементов, так и при реакции взаимодействия сероводорода с хлоридом или сероуглерода с полуторным окислом Ито с сотрудниками, используя технику высоких давлений и температур, синтезировал непосредственно из компонентов - Y2S3 в течение 3 мин. при давлении 70 кбар и температуре 10000С. Моносульфид YS кристаллизуется в структурном типе NaCl, это подтверждает сравнение экспериментальных и вычисленных интенсивностей отражений.
На основе YS существует дефектный твердый раствор типа вычитания серы до состава YS0,75 Y4S3, при этом период решетки a уменьшается от 5,493 YS до 5,442 Е Y4S3. Соединение Y5S7 содержит две формульные единицы в элементарной ячейке, размер которой и пространственная группа моноклинной сингонии определены на монокристалле. Полуторный сульфид - Y2S3 кристаллизируется в структурном типе моноклинного Ho2S3 c 6 формульными единицами в ячейке.
В ячейке дисульфида полисульфида иттрия содержится 8 формульных единиц YS2. Рентгенограмма близка к кубическому дисульфиду церия, но содержит ряд дополнительных линий слабой интенсивности, которые укладываются в квадратичную форму для тетрагональной решетки.
Тетрагональный YS2 существует при температуре свыше 5000С в интервале давлений 15-35 кбар. Кубический же YS2 образуется в интервале давлений 35-70 кбар. Более хорошее согласие между рентгеновской экспериментальной плотностью для состава YS1,7 нежели для YS2 позволяет предположить, что стехиометрический дисульфид иттрия даже в условиях высоких давлений и температур 500-12000С не существует.
Этот факт еще ранее установили при обычных условиях синтеза авторы работы, которые считали, что полисульфид иттрия существует лишь в интервале концентраций YS1,72 - YS1,78 . По своим магнитным свойствам сульфиды иттрия являются слабыми парамагнетиками.
По электрофизическим свойствам YS2 и - Y2S3 являются полупроводниками, Y4S3 , YS и Y5S7 обладают проводимостью металлического типа. Соединение Y5S7 по физическим свойствам можно скорее отнести к полуметаллам удельное сопротивление 2,410-2омсм 293 К температурный коэффициент сопротивления 1,8710-3омсмград-1 термо-э.д.с. 14 мкв град-1 293 К концентрация носителей n3,71021см, постоянная Холла RH1,710-3см3кул. Сульфиды иттрия хорошо растворяются в разбавленых неорганических HCl, HNO3, H2SO4 и уксусной кислотах, окисляются растворами перманганата калия и иода, медленно окисляются при нагревании на воздухе.
Сульфид Y2S3 устойчив при 15000 С, но легко диссоциирует при 17000 С, превращаясь в Y3S4.1 1.1.4.