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Trisulfure de titane

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Trisulfure de titane
Image illustrative de l’article Trisulfure de titane
__ Ti     __ S
Structure cristalline du trisulfure de titane[1].
Identification
No CAS 12423-80-2
PubChem 19601218
SMILES
InChI
Apparence solide cristallisé noir à l'éclat gras ou argenté[2],[3]
Propriétés chimiques
Formule S3Ti
Masse molaire[4] 144,062 ± 0,016 g/mol
S 66,78 %, Ti 33,23 %,
Propriétés physiques
fusion > 600 °C[5]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le trisulfure de titane est un composé chimique de formule TiS3. Il est formé de cations de titane à l'état d'oxydation +4 liés chacun à un anion sulfure S2− et un anion disulfure S22−. Il se présente comme un solide noir à cristaux en forme d'aiguilles à l'éclat gras ou argenté rappelant celui du graphite. Six atomes de soufre entourent chaque atome de titane en formant un prisme trigonal déformé[3], l'ensemble des prismes s'arrangeant de telle sorte que les atomes de titane soient alignés en formant une chaîne continue avec les anions sulfure tandis que les anions disulfure sont disposés latéralement et orthogonalement à cet axe, les liaisons SS disposées comme les marches d'une échelle. Cette structure cristalline particulière lui confère des propriétés électroniques anisotropes intéressantes, notamment comme semiconducteur bidimensionnel[6]. TiS3 est ainsi un semiconducteur de type n avec une largeur de bande interdite d'environ 1 eV[1] dont la mobilité électronique varie de 80 cm2/V/s le long de l'axe a à 40 cm2/V/s le long de l'axe b[7].

Il est possible de faire croître des barbes cristallisées de quelques millimètres de long directement par transport chimique (en) à partir des éléments à 500 °C en utilisant l'excès de soufre comme gaz de transport[1],[8].

Notes et références

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  1. a b c et d (en) Alexey Lipatov, Peter M. Wilson, Mikhail Shekhirev, Jacob D. Teeter, Ross Netusil et Alexander Sinitskii, « Few-layered titanium trisulfide (TiS3) field-effect transistors », Nanoscale, vol. 7, no 29,‎ , p. 12291-12296 (PMID 26129825, DOI 10.1039/C5NR01895A, Bibcode 2015Nanos...712291L, lire en ligne Accès libre).
  2. (de) A. F. Holleman, E. Wiberg et N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102e  éd., Walter de Gruyter, Berlin, 2007, p. 1528. (ISBN 978-3-11-017770-1)
  3. a et b (en) Russell R. Chianelli et Martin B. Dines, « Reaction of butyllithium with transition metal trichalcogenides », Inorganic Chemistry, vol. 14, no 10,‎ , p. 2417-2421 (DOI 10.1021/ic50152a023, lire en ligne).
  4. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  5. (en) Mohammad Talib, Rana Tabassum, S. S. Islam et Prabhash Mishra, « Influence of growth temperature on titanium sulphide nanostructures: from trisulphide nanosheets and nanoribbons to disulphide nanodiscs », RSC Advances, vol. 9, no 2,‎ , p. 645-657 (DOI 10.1039/C8RA08181F, lire en ligne).
  6. (en) Joshua O. Island, Robert Biele, Mariam Barawi, José M. Clamagirand, José R. Ares, Carlos Sánchez, Herre S. J. van der Zant, Isabel J. Ferrer, Roberto D’Agosta et Andres Castellanos-Gomez, « Titanium trisulfide (TiS3): a 2D semiconductor with quasi-1D optical and electronic properties », Scientific Reports, vol. 6,‎ , article no 22214 (PMID 26931161, PMCID 4773990, DOI 10.1038/srep22214, Bibcode 2016NatSR...622214I, arXiv 1510.06889, lire en ligne Accès libre).
  7. a et b (en) Kedi Wu, Engin Torun, Hasan Sahin, Bin Chen, Xi Fan, Anupum Pant, David Parsons Wright, Toshihiro Aoki, Francois M. Peeters, Emmanuel Soignard et Sefaattin Tongay, « Unusual lattice vibration characteristics in whiskers of the pseudo-one-dimensional titanium trisulfide TiS3 », Nature Communications, vol. 7,‎ , article no 12952 (DOI 10.1038/ncomms12952, Bibcode 2016NatCo...712952W, S2CID 1595553, lire en ligne Accès libre).
  8. (en) O. Gorochov, A. Katty, N. Le Nagard, C. Levy-Clement et D. M. Schleich, « Photoelectrochemical study of TiS3 in aqueous solution », Materials Research Bulletin, vol. 18, no 1,‎ , p. 111-118 (DOI 10.1016/0025-5408(83)90178-2, lire en ligne).