कॉपर (I) ऑक्साइड
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| Names | |
|---|---|
| IUPAC name
कॉपर(I) ऑक्साइड
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| Other names | |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
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| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| EC Number |
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| KEGG | |
PubChem CID
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| RTECS number |
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| UNII | |
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| Properties | |
| Cu2O | |
| Molar mass | 143.09 g/mol |
| Appearance | brownish-red solid |
| Density | 6.0 g/cm3 |
| Melting point | 1,232 °C (2,250 °F; 1,505 K) |
| Boiling point | 1,800 °C (3,270 °F; 2,070 K) |
| Insoluble | |
| Solubility in acid | Soluble |
| Band gap | 2.137 eV |
| −20×10−6 cm3/mol | |
| Structure | |
| cubic | |
| Pn3m, #224 | |
a = 4.2696
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| Thermochemistry | |
Std molar
entropy (S⦵298) |
93 J·mol−1·K−1 |
Std enthalpy of
formation (ΔfH⦵298) |
−170 kJ·mol−1 |
| Hazards | |
| GHS labelling: | |
  
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| Danger | |
| H302, H318, H332, H410 | |
| P273, P305+P351+P338[1] | |
| NFPA 704 (fire diamond) | |
| NIOSH (US health exposure limits): | |
PEL (Permissible)
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TWA 1 mg/m3 (as Cu)[2] |
REL (Recommended)
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TWA 1 mg/m3 (as Cu)[2] |
IDLH (Immediate danger)
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TWA 100 mg/m3 (as Cu)[2] |
| Safety data sheet (SDS) | SIRI.org |
| Related compounds | |
Other anions
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Copper(I) sulfide Copper(II) sulfide Copper(I) selenide |
Other cations
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Copper(II) oxide Silver(I) oxide Nickel(II) oxide Zinc oxide |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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कॉपर(I) ऑक्साइड या क्यूप्रस ऑक्साइड Cu2O वाला एक अकार्बनिक यौगिक है। यह तांबे के प्रमुख ऑक्साइडों में से एक है, दूसरा कॉपर(II) ऑक्साइड या क्यूप्रिक ऑक्साइड (CuO) है। क्यूप्रस ऑक्साइड एक लाल रंग का ठोस होता है और प्रतिदूषण पेंट का एक घटक होता है। कणों के आकार के आधार पर यौगिक या तो पीला या लाल दिखाई दे सकता है।[3] कॉपर(I) ऑक्साइड लाल खनिज क्यूप्राइट के रूप में पाया जाता है।
तैयारी
कॉपर(I) ऑक्साइड कई विधियों से तैयार किया जा सकता है।[4] सबसे साधारणतः, यह तांबा धातु के ऑक्सीकरण के माध्यम से उत्पन्न होता है:
- 4 Cu + O2 → 2 Cu2O
पानी और अम्ल जैसे योगज इस प्रक्रिया की दर के साथ-साथ कॉपर(II) ऑक्साइड के आगे ऑक्सीकरण को प्रभावित करते हैं। यह सल्फर डाइऑक्साइड के साथ कॉपर (II) के घोल को कम करके व्यावसायिक रूप से भी उत्पादित किया जाता है।
अभिक्रियाएं
जलीय क्यूप्रस क्लोराइड घोल क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके समान सामग्री देता है। सभी स्थितियों में, रंग प्रक्रियात्मक विवरण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है।
कॉपर(I) ऑक्साइड का निर्माण फेहलिंग के परीक्षण और और शर्करा को कम करने के लिए बेनेडिक्ट के परीक्षण का आधार है। ये शर्करा कॉपर(II) नमक के क्षारीय घोल को कम करते हैं, जिससे Cu2O का चमकदार लाल अवक्षेप मिलता है।
यह चांदी की परत छिद्रित या क्षतिग्रस्त होने पर नमी के संपर्क में आने वाले चांदी-प्लेटेड तांबे के भागों पर बनता है। इस तरह के क्षरण को लाल प्लेग के रूप में जाना जाता है।
कॉपर(I) हाइड्रॉक्साइड CuOH के बहुत कम साक्ष्य निहित हैं, जिसके तेजी से निर्जलीकृत होने की आशंका है। इसी तरह की स्थिति सोने(I) और चांदी(I) के हाइड्रॉक्साइड्स पर लागू होती है।
गुण
ठोस प्रतिचुंबकीय होता है। उनके समन्वय क्षेत्रों के संदर्भ में, तांबे के केंद्र 2-समन्वित होते हैं और ऑक्साइड चतुष्फलकीय होते हैं। इस प्रकार संरचना कुछ अर्थों में SiO2 के मुख्य बहुरूपों से मिलती जुलती है, लेकिन क्यूप्रस ऑक्साइड की जालक आपस में प्रवेश करती है।
कॉपर(I) ऑक्साइड सांद्र अमोनिया घोल में घुलकर रंगहीन कॉम्प्लेक्स [Cu(NH3)2]+ बनाता है, जो आसानी से हवा में नीले रंग में ऑक्सीकृत हो जाता है [Cu(NH3)4(H2O)2]2+। यह हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में घुलकर CuCl−
2 विलयन देता है। सल्फ्यूरिक अम्ल और नाइट्रिक अम्ल को पतला करने से क्रमशः कॉपर(II) सल्फेट और कॉपर(II) नाइट्रेट बनता है।[5]
Cu2O नम हवा में कॉपर(II) ऑक्साइड को अपघटित करता है।
संरचना
Cu2O एक जालक स्थिरांक al= 4.2696 Å के साथ एक घन संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है। तांबे के परमाणु एक एफसीसी उपजालक में व्यवस्थित होते हैं, ऑक्सीजन परमाणु एक बीसीसी उपजालक में होते हैं। एक उपजालक को शरीर के विकर्ण के एक चौथाई भाग द्वारा स्थानांतरित किया जाता है। स्पेस समूह Pn3m है, जिसमें पूर्ण अष्टफलकीय समरूपता वाला बिंदु समूह सम्मिलित है।
अर्धचालक गुण
अर्धचालक भौतिकी के इतिहास में, Cu2O सबसे अधिक अध्ययन सामग्रियों में से एक है, और कई प्रयोगात्मक अर्धचालक अनुप्रयोगों को इस सामग्री में पहले प्रदर्शित किया गया है:
- सेमीकंडक्टर
- सेमीकंडक्टर डायोड[6]
- फोनोरिटोन्स("एक्सिटॉन, फोटॉन और फोनन का एक सुसंगत सुपरपोजिशन")[7][8]
Cu2O में सबसे कम एक्साइटॉन अत्यधिक लंबे समय तक जीवित रहते हैं; अवशोषण रेखाआकृतियों को एनईवी लाइनविड्थ के साथ प्रदर्शित किया गया है, जो कि अब तक देखी गई सबसे छोटी बल्क एक्सिटोन अनुनाद है।[9] संबंधित चतुष्कोणीय ध्रुवीकरणों में ध्वनि की गति के निकट कम समूह वेग होता है। इस प्रकार, इस माध्यम में प्रकाश लगभग ध्वनि की तरह धीमी गति से चलता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च ध्रुवीय घनत्व होता है। ग्राउंड स्टेट एक्साइटन्स की एक और असामान्य विशेषता यह है कि सभी प्राथमिक बिखरने वाले तंत्र मात्रात्मक रूप से जाने जाते हैं।[10] Cu2O पहला पदार्थ था जहां तापमान द्वारा अवशोषण लाइनविड्थ के विस्तार का एक पूरी तरह से पैरामीटर-मुक्त मॉडल स्थापित किया जा सकता था, जिससे संबंधित अवशोषण गुणांक को घटाया जा सकता था। इसे Cu2O का उपयोग करके दिखाया जा सकता है कि क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध पोलरिटोन पर लागू नहीं होते हैं।[11]
अनुप्रयोग
क्यूप्रस ऑक्साइड का उपयोग प्रायः समुद्री पेंट के लिए रंगद्रव्य, कवकनाशी और एंटीफ्लिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। इस सामग्री पर आधारित रेक्टिफायर डायोड का उपयोग सिलिकॉन के मानक बनने से बहुत पहले, 1924 से ही औद्योगिक रूप से किया जाता रहा है। सकारात्मक बेनेडिक्ट परीक्षण में गुलाबी रंग के लिए कॉपर(I) ऑक्साइड भी जिम्मेदार है।
दिसंबर 2021 में, तोशीबा ने एक पारदर्शी क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu2O) पतली फिल्म सौर सेल ने 8.4% ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त की, जो कि 2021 तक इस प्रकार के किसी भी सेल के लिए रिपोर्ट की गई उच्चतम दक्षता है। सेल का उपयोग उच्च-ऊंचाई वाले प्लेटफॉर्म स्टेशन अनुप्रयोगों और इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए किया जा सकता है।[12]
समान यौगिक
प्राकृतिक कॉपर(I,II) ऑक्साइड का एक उदाहरण खनिज पैरामेलकोनाइट, Cu4O3 या CuI2CuII2O3है।[13][14]
यह भी देखें
- कॉपर(II) ऑक्साइड
संदर्भ
- ↑ https://www.nwmissouri.edu/naturalsciences/sds/c/Copper%20I%20oxide.pdf[dead link]
- ↑ 2.0 2.1 2.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0150". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
- ↑ H. Wayne Richardson "Copper Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a07_567
- ↑ D. Nicholls, Complexes and First-Row Transition Elements, Macmillan Press, London, 1973.
- ↑ L. O. Grondahl, Unidirectional current carrying device, Patent, 1927
- ↑ Hanke, L.; Fröhlich, D.; Ivanov, A. L.; Littlewood, P. B.; Stolz, H. (1999-11-22). "LA Phonoritons in Cu2O". Physical Review Letters. 83 (21): 4365–4368. Bibcode:1999PhRvL..83.4365H. doi:10.1103/PhysRevLett.83.4365.
- ↑ L. Brillouin: Wave Propagation and Group Velocity, Academic Press, New York City, 1960 ISBN 9781483276014.
- ↑ Brandt, Jan; Fröhlich, Dietmar; Sandfort, Christian; Bayer, Manfred; Stolz, Heinrich; Naka, Nobuko (2007-11-19). "Ultranarrow Optical Absorption and Two-Phonon Excitation Spectroscopy of Cu2O Paraexcitons in a High Magnetic Field". Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 99 (21): 217403. Bibcode:2007PhRvL..99u7403B. doi:10.1103/physrevlett.99.217403. ISSN 0031-9007. PMID 18233254.
- ↑ J. P. Wolfe and A. Mysyrowicz: Excitonic Matter, Scientific American 250 (1984), No. 3, 98.
- ↑ Hopfield, J. J. (1958). "क्रिस्टल के कॉम्प्लेक्स डाइइलेक्ट्रिक कॉन्स्टेंट में एक्साइटन्स के योगदान का सिद्धांत". Physical Review. 112 (5): 1555–1567. Bibcode:1958PhRv..112.1555H. doi:10.1103/PhysRev.112.1555. ISSN 0031-899X.
- ↑ Bellini, Emiliano (2021-12-22). "Toshiba claims 8.4% efficiency for transparent cuprous oxide solar cell". pv magazine. Retrieved 2021-12-22.
- ↑ "Paramelaconite".
- ↑ "खनिजों की सूची". 21 March 2011.
बाहरी संबंध
