Sulfure d'indium(III)

Le sulfure d'indium est le premier composé de l'indium à avoir été décrit sans le savoir en 1863 par F. Reich et Th. Richter, puisqu'il était dispersé tel quel au sein de la blende de Freiberg analysé à l'école des mines de Freiberg[4]. Ils déterminèrent ainsi l'existence de l'indium comme élément à partir du précipité de sulfure, soumis à un test de flamme et à l'obtention d'un spectre à raies caractéristiques inconnues en spectrométrie de flamme.

Le sulfure d'indium est connu sous la forme de trois structures (polymorphes) :

• rouge jusqu'à 450 °C, le β-In₂S₃ qui a une structure de type spinelle (tétragonale) défectueuse (groupe d'espace ${\displaystyle I4_{1}/amd\;}$[5]) puis
• jaune de 450 à 750 °C, l'α-In₂S₃ qui possède une structure cubique défectueuse (groupe d'espace ${\displaystyle P{\bar {3}}ml\;}$[6]), et
• au-delà de 750 °C, le γ-In₂S₃ qui a une structure en couches (groupe d'espace ${\displaystyle Fm3d\;}$[6]).

La forme rouge, β, est considérée comme étant la plus stable à température ambiante, mais la forme jaune, métastable mais en pratique observable, autrefois décrite par ses écailles brillantes, peut aussi exister selon la méthode par laquelle il a été produit.

In₂S₃ présente des centres tétraédriques d'In(III) liés à quatre ligands sulfure. Le β-In₂S₃ est diamagnétique; c'est un semi-conducteur de type n, avec un gap de 2 à 2,2 eV. Il a été proposé pour remplacer le sulfure de cadmium (CdS), dangereux, comme couche tampon dans les cellules photovoltaïques[7].

Comme les autres solides covalents proches, In₂S₃ est soluble dans beaucoup de solvants mais pas dans l'eau[8]. Il est attaqué par les acides minéraux parfois étendus ou dilués, ainsi que les sulfures. Il est légèrement soluble dans le sulfure de sodium (Na₂S)[9].

Il est généralement préparé en laboratoire par combinaison directe des corps simples des deux éléments.

Des techniques CVD à partir de complexes volatils d'indium et de soufre, par exemple des dithio carbamates (comme Et₂In^IIICNEt-C(=S)-SEt) a été étudiées[10].

Dans l'ancienne chimie minérale, par exemple enseignée par Louis Troost, le sulfure d'indium In₂S₃ jaune était obtenu soit par voie sèche soit par voie humide. La première méthode sèche proposait une calcination d'un mélange d'oxyde d'indium, de soufre et de carbonate de sodium[11]. Elle se concluait par un lavage à l'eau bouillante.

In₂O_{3 solide cristal} + 4 S _{poudre de soufre} + Na₂CO_{3 carbonate de soude} → In₂S_{3 solide insoluble dans l'eau bouillante} + Na₂SO_{4 sulfate de sodium soluble dans l'eau} + CO_{2 gaz carbonique (bullage)}

La seconde voie humide était la réaction d'acide sulfurique dilué avec l'acétate d'indium.

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Indium(III) sulfide » (voir la liste des auteurs).