“Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Nəzrin Qasımova tərəfindən yazılan məqalə: “Kadmium Selenid”.
Kadmium selenid – CdSe formuluna malik qeyri-üzvi birləşmədir. CdSe-in 3 kristal quruluşu məlumdur: altıbucaqlı, sfalerit (kub) və daş-duz (kub). Sfalerit CdSe quruluşu qeyri-sabitdir və orta dərəcədə qızdırıldıqda altıbucaqlı formasına çevrilir. Keçid təxminən 130 °C-də başlayır və 700 °C-də bir gün ərzində başa çatır. Daş-duz quruluşu yalnız yüksək təzyiq altında müşahidə olunur:
Kadmium selenid qara və ya qırmızı rəngli kristaldır. İysizdir. Sıxlığı 5,81 q/sm-³, ərimə nöqtəsi 1258 °C-dir. Suda həll olmur. 1879-cu ildə Fransız kimyaçı M. J. Margottet, elementar kadmiumu hidrogen selenid (H2Se) cərəyanında qızdıraraq CdSe almış və daha sonra məhsulu hidrogen atmosferində sublimasiya etmişdi.
Təbiətdə tapılması: CdSe təbiətdə çox nadir mineral olan kadmoselit kimi meydana gəlir.
Kadmium selenidin alınması iki fərqli şəkildə həyata keçirilmişdir: Toplu kristal CdSe-in hazırlanması yüksək təzyiqli şaquli Bridgman metodu və ya yüksək təzyiqli şaquli zona əriməsi ilə edilir. Kadmium selenid nanohissəciklər şəklində də əldə oluna bilər. Belə ki, CdSe nanohissəciklərinin istehsalı üçün bir neçə üsul hazırlanmışdır: strukturlaşdırılmış mühitdə sintez, yüksək temperaturlu piroliz, kimyəvi və radiolitik metodlar və s.
Strukturlaşdırılmış mühitlərdə sintez, kadmium selenidin maye kristal və ya səthi aktiv maddələrin məhlullarında istehsalına aiddir. Səthi aktiv maddələrin məhlullara əlavə edilməsi çox vaxt məhlulda maye kristallaşmasına gətirib çıxaran faza dəyişikliyi ilə nəticələnir. Yüksək temperaturda piroliz sintezi zamanı ilkin məhsul kimi CdSe və yan məhsullar əmələ gəlir.
Kadmium selenid nanohissəcikləri
Ölçüləri 10 nm-dən aşağı olan CdSe mənşəli nanohissəciklər, kvant məhdudlaşdırıcı kimi tanınan bir xüsusiyyəti nümayiş etdirir. Hər hansı bir materialdakı elektronlar çox kiçik bir həcmlə məhdudlaşdıqda kvant məhdudlaşdırılması meydana gəlir. Kvant məhhudlaşdırıcı da ölçüyə bağlıdır, yəni CdSe nanohissəciklərinin xüsusiyyətləri ölçülərinə görə tənzimlənə bilər. CdSe nanohissəciklərindən biri CdSe kvant nöqtəsidir. Enerji vəziyyətlərinin bu diskretizasiyası kvant nöqtəsinin ölçüsünə görə dəyişən elektron keçidləri ilə nəticələnir. Daha böyük kvant nöqtələrinin kiçik kvant nöqtələrindən daha yaxın elektron vəziyyətləri var, bu da bir elektronu HOMO-dan LUMO-ya həyəcanlandırmaq üçün lazım olan enerjinin daha kiçik bir kvant nöqtəsindəki eyni elektron keçiddən daha az olması deməkdir. Bu kvant məhdudlaşdırma təsiri daha böyük diametrli nanokristallar üçün udma spektrlərində qırmızıya meyil müşahidə edilə bilər.
CdSe kvant nöqtələri ümumiyyətlə CdSe nüvəsi və liqand örtüyündən ibarətdir. Liqandlar nanohissəciklərin dayanıqlığında və həll olunmasında mühüm rol oynayırlar. Sintez zamanı liqandlar nanokristalların birləşməsini və çökməsinin qarşısını almaq üçün böyüməni sabitləşdirirlər. Belə örtüklü liqandlar səth elektronlarının vəziyyətlərini passivləşdirərək kvant nöqtəsinin elektron və optik xüsusiyyətlərinə də təsir edir. Səthdəki liqandların sıxlığı və liqand zəncirinin uzunluğu nanokristal nüvələr arasındakı ayrılığa, bu da yığma və keçiriciliyə təsir edir.
Kadmium zəhərli ağır metaldır, metal və onun birləşmələri ilə işləyərkən müvafiq tədbirlər görülməlidir. Selenidlər çox miqdarda toksikdir. Kadmium selenid insanlar üçün kanserogen təsirlidir və udulduqda, nəfəs aldıqda, dəri və ya gözlə təmasda olduqda tibbi yardım alınmalıdır.
Tətbiqi:
Kadmium seleniddən lazer diodlarında, yüksək effektli günəş batareyalarının alınmasında, elektron cihazların hazırlanmasında, biotibbi görüntüləmədə (detektor və ya elektromaqnit şüası ilə skan edərək hər hansı bir obyektin vizual bir şəkildə təqdim edilməsi prosesi) və s. istifadə olunur. Kükürd tərkibli polimerlərə daxil edilərək əldə edilə nanokompozitlərin termal stabillikləri və lüminessens xassələrini önəmli dərəcədə yaxşılaşdırır.
Ədəbiyyat:
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Cadmium-selenide
- https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/cadmium-selenide
- “cadmium selenide (CHEBI:50834)”. Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute. IUPAC Names.
- “cadmium selenide – PubChem Public Chemical Database”. The PubChem Project. USA: Nation Center for Biotechnology Information. Descriptors Computed from Structure.
- a b Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. p. 4.54. ISBN 1439855110.
