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硫化銅(I)

更新日：
硫化銅(I)の化学構造式

硫化銅(I)（Copper(I) sulfide）は，化学式 Cu2S で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7製法
  8. 8化学反応
  9. 9参考文献
  10. 10関連物質
  11. 11関連カテゴリ
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名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
硫化銅(I)
Copper(I) sulfide
組成命名法
Compositional nomenclature
硫化銅(I)
Copper(I) sulfide
硫化二銅
Dicopper sulfide
別名
Other names
硫化第一銅
Cuprous sulfide
輝銅鉱
Chalcocite

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
Cu2S
組成式
Compositional formula
Cu2S
構造式
Structural formula
硫化銅(I)の化学構造式
電子式 (ルイス構造式)
Lewis structure
硫化銅(I)の電子式 (ルイス構造式)
電子式 (ルイス構造式, 色付き)
Colored Lewis structure
硫化銅(I)の電子式 (ルイス構造式, 色付き)

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
値
Value
名称
Name
硫化銅(I)
Copper(I) sulfide
化学式
Formula
Cu2S
外観
Appearance
暗灰色の固体
Dark gray solid
臭気
Odor
無臭
Odorless
モル質量
Molar mass
159.15 g/mol
密度
Density
5.6 g/cm3[1]
固体, 20°C
融点
Melting point
1130 °C[1]
沸点
Boiling point
–

構成要素

構成イオン

イオン
Ion
名称
Name
電荷数
Charge number
個数
Number
Cu+銅(I)イオン12
S2−硫化物イオン-21

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
Cu銅+12
S硫黄−21

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
Cu63.546266.67%79.86%
S32.06133.33%20.14%
CuS原子比率
CuS重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
値
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
10.9 kJ · mol−1[1]
at 1130°C
9.62 kJ · mol−1[2]
at 1129°C
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
3.85 kJ · mol−1[1]
at 103°C
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
0.84 kJ · mol−1[1]
at 350°C
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition
–

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1		標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1		標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1		標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
結晶性固体
α
−79.5[3]−86.2[3]120.9[3]76.32[3]

溶解度

溶解性

反応
Reactive
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
HNO3[1]硝酸
KCN (aq)[1]シアン化カリウム溶液
微溶
Slightly soluble
難溶
Very slightly soluble
不溶
Insoluble
H2O[1]水

製法

金属と非金属の反応

銅と硫黄が反応すると，硫化銅(I)が生成します。

銅と硫黄の反応
◆
ΔrG−86.2 kJ/mol
K1.26 × 1015
pK−15.10
2Cu銅 + S硫黄
⟶
Cu2S硫化銅(I)

酸と塩基の反応

硫化水素と水酸化銅(I)が反応すると，硫化銅(I)と水が生成します。

硫化水素と水酸化銅(I)の反応
H2S硫化水素 + 2CuOH水酸化銅(I)
⟶
Cu2S硫化銅(I) + 2H2O水

塩基性酸化物と酸の反応

酸化銅(I)と硫化水素が反応すると，硫化銅(I)と水が生成します。

酸化銅(I)と硫化水素の反応
◆
ΔrG−143.8 kJ/mol
K1.56 × 1025
pK−25.19
Cu2O酸化銅(I) + H2S硫化水素
⟶
Cu2S硫化銅(I) + H2O水

非金属と水酸化物塩基の反応

硫黄と水酸化銅(I)が反応すると，亜硫酸銅(I)と硫化銅(I)，水が生成します。

硫黄と水酸化銅(I)の反応
3S硫黄 + 6CuOH水酸化銅(I)
⟶
Cu2SO3亜硫酸銅(I) + 2Cu2S硫化銅(I) + 3H2O水

分解反応

熱分解性物質が分解すると，硫化銅(I)が生成する場合があります。

亜硫酸銅(I)の分解
◆
ΔrG−456.8 kJ/mol
K1.07 × 1080
pK−80.03
3Cu2SO3亜硫酸銅(I)
🔥
⟶
2CuSO4硫酸銅(II) + Cu2S硫化銅(I) + Cu2O酸化銅(I)
亜硫酸銅(I)の分解
◆
ΔrG−218.6 kJ/mol
K1.98 × 1038
pK−38.30
4Cu2SO3亜硫酸銅(I)
🔥
⟶
6CuO酸化銅(II) + Cu2S硫化銅(I) + 3SO2↑二酸化硫黄
亜硫酸銅(I)の分解
◆
ΔrG−100.4 kJ/mol
K3.88 × 1017
pK−17.59
4Cu2SO3亜硫酸銅(I)
🔥
⟶
Cu2S硫化銅(I) + 3Cu2O酸化銅(I) + 3SO3三酸化硫黄

化学反応

電離反応

硫化銅(I)が電離すると，銅(I)イオンと硫化物イオンが生成します。

硫化銅(I)の電離
◆
ΔrG272.0 kJ/mol
K0.22 × 10−47
pK47.65
Cu2S硫化銅(I)
⟶
2Cu+銅(I)イオン + S2−硫化物イオン

強酸との反応

硫化銅(I)と強酸が反応すると，強酸の塩と硫化水素が生成します。

硫化銅(I)と塩化水素の反応
◆
ΔrG3.5 kJ/mol
K0.24 × 100
pK0.61
Cu2S硫化銅(I) + 2HCl塩化水素
🔥
⟶
2CuCl塩化銅(I) + H2S硫化水素
硫化銅(I)と臭化水素の反応
◆
ΔrG−42.1 kJ/mol
K2.37 × 107
pK−7.38
Cu2S硫化銅(I) + 2HBr臭化水素
⟶
2CuBr臭化銅(I) + H2S硫化水素
硫化銅(I)とヨウ化水素の反応
◆
ΔrG−89.8 kJ/mol
K5.40 × 1015
pK−15.73
Cu2S硫化銅(I) + 2HIヨウ化水素
⟶
2CuIヨウ化銅(I) + H2S硫化水素
硫化銅(I)とヘキサクロリド白金(IV)酸の反応
Cu2S硫化銅(I) + H2[PtCl6]ヘキサクロリド白金(IV)酸
⟶
2CuCl塩化銅(I) + PtCl4塩化白金(IV) + H2S↑硫化水素
硫化銅(I)とテトラクロリド金(III)酸の反応
Cu2S硫化銅(I) + 2H[AuCl4]テトラクロリド金(III)酸
⟶
2CuCl塩化銅(I) + 2AuCl3塩化金(III) + H2S↑硫化水素

強塩基との反応

硫化銅(I)と強塩基が反応すると，強塩基の塩と水酸化銅(I)が生成します。

硫化銅(I)と水酸化ナトリウムの反応
Cu2S硫化銅(I) + 2NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2S硫化ナトリウム + 2CuOH水酸化銅(I)
硫化銅(I)と水酸化マグネシウムの反応
Cu2S硫化銅(I) + Mg(OH)2水酸化マグネシウム
⟶
MgS硫化マグネシウム + 2CuOH水酸化銅(I)
硫化銅(I)と水酸化カリウムの反応
Cu2S硫化銅(I) + 2KOH水酸化カリウム
⟶
K2S硫化カリウム + 2CuOH水酸化銅(I)
硫化銅(I)と水酸化カルシウムの反応
Cu2S硫化銅(I) + Ca(OH)2水酸化カルシウム
⟶
CaS硫化カルシウム + 2CuOH水酸化銅(I)
硫化銅(I)と水酸化ストロンチウムの反応
Cu2S硫化銅(I) + Sr(OH)2水酸化ストロンチウム
⟶
SrS硫化ストロンチウム + 2CuOH水酸化銅(I)

酸化性化学種との反応

硫化銅(I)と酸化性化学種が反応すると，種々の生成物が生成します。

硫化銅(I)と酸素の反応
◆
ΔrG−173.2 kJ/mol
K2.20 × 1030
pK−30.34
Cu2S硫化銅(I) + O2酸素
⟶
2CuO酸化銅(II) + S硫黄
硫化銅(I)と塩素の反応
◆
ΔrG−265.2 kJ/mol
K2.89 × 1046
pK−46.46
Cu2S硫化銅(I) + 2Cl2塩素
⟶
2CuCl2塩化銅(II) + S硫黄
硫化銅(I)と酸素の反応
◆
ΔrG−194.2 kJ/mol
K1.05 × 1034
pK−34.02
2Cu2S硫化銅(I) + O2酸素
⟶
2CuO酸化銅(II) + 2CuS硫化銅(II)
硫化銅(I)と塩素の反応
◆
ΔrG−143.1 kJ/mol
K1.17 × 1025
pK−25.07
Cu2S硫化銅(I) + Cl2塩素
⟶
CuCl2塩化銅(II) + CuS硫化銅(II)
硫化銅(I)と過マンガン酸カリウムの反応
◆
ΔrG−745.2 kJ/mol
K3.58 × 10130
pK−130.55
Cu2S硫化銅(I) + 2KMnO4過マンガン酸カリウム
⟶
2CuO酸化銅(II) + K2SO4硫酸カリウム + 2MnO酸化マンガン(II)

被還元性化学種との反応

硫化銅(I)と被還元性化学種が反応すると，種々の生成物が生成します。

硫化銅(I)と酸化マンガン(IV)の反応
◆
ΔrG−74.8 kJ/mol
K1.27 × 1013
pK−13.10
Cu2S硫化銅(I) + 4MnO2酸化マンガン(IV)
⟶
2CuO酸化銅(II) + S硫黄 + 2Mn2O3酸化マンガン(III)
硫化銅(I)と酸化マンガン(IV)の反応
◆
ΔrG−47.9 kJ/mol
K2.46 × 108
pK−8.39
Cu2S硫化銅(I) + 2MnO2酸化マンガン(IV)
⟶
CuS硫化銅(II) + CuO酸化銅(II) + Mn2O3酸化マンガン(III)

還元性化学種との反応

還元性化学種と硫化銅(I)が反応すると，種々の生成物が生成します。

ナトリウムと硫化銅(I)の反応
◆
ΔrG−263.6 kJ/mol
K1.52 × 1046
pK−46.18
2Naナトリウム + Cu2S硫化銅(I)
⟶
Na2S硫化ナトリウム + 2Cu銅
水素と硫化銅(I)の反応
◆
ΔrG52.6 kJ/mol
K0.61 × 10−9
pK9.22
H2水素 + Cu2S硫化銅(I)
🔥
⟶
2Cu銅 + H2S硫化水素

加水分解

硫化銅(I)と水が反応すると，水酸化銅(I)と硫化水素が生成します。

硫化銅(I)の加水分解
Cu2S硫化銅(I) + 2H2O水
⟶
2CuOH水酸化銅(I) + H2S↑硫化水素

溶融塩電解

硫化銅(I)の溶融塩を電気分解すると，種々の生成物が生成します。

硫化銅(I)の溶融塩電解
◆
ΔrG86.2 kJ/mol
K0.79 × 10−15
pK15.10
Cu2S硫化銅(I)
🔥⚡
⟶
2Cu銅 + S硫黄
硫化銅(I)の溶融塩電解
◆
ΔrG32.6 kJ/mol
K0.19 × 10−5
pK5.71
Cu2S硫化銅(I)
🔥⚡
⟶
CuS硫化銅(II) + Cu銅

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
    James G. Speight (2017)
    Lange's Handbook of Chemistry, 17th edition
    McGraw Hill Education
  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press
  3. 3
    Janiel J. Reed (1989)
    The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties: Selected Values for Inorganic and C1 and C2 Organic Substances in SI Units
    National Institute of Standards and Technology (NIST)
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