Phosphure de cadmium

Phosphure de cadmium
Identification
Synonymes	Diphosphure de tricadmium
N^o CAS	12014-28-7
N^o ECHA	100.031.437
N^o CE	234-595-5
PubChem	159393
SMILES	[Cd+2].[Cd+2].[Cd+2].[P-3].[P-3] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/3Cd. 2P/q3*+2;2*-3 InChIKey : BYWFNUBYQJKAKF-UHFFFAOYSA-N
Apparence	blanc bleuté[1] ou gris[2]
Propriétés chimiques
Formule	Cd3P2Cd3P2
Masse molaire[3]	399,181 ± 0,024 g/mol Cd 84,48 %, P 15,52 %,
Propriétés physiques
T° fusion	700°C[1]
Masse volumique	5,96 g/cm^3[1]
Propriétés électroniques
Largeur de bande interdite	0,5 eV
Mobilité électronique	1500 cm^2/Vs[1]
Cristallographie
Système cristallin	Tétragonal
Propriétés optiques
Indice de réfraction	3,88[1]
Précautions
SGH
H302, H312, H314, H332, H350, H370, H410, P201, P202, P210, P233, P261, P264, P270, P271, P273, P280, P312, P330, P391, P301+P312, P302+P352, P304+P340, P308+P313 et P405 H302 : Nocif en cas d'ingestion H312 : Nocif par contact cutané H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H332 : Nocif par inhalation H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H370 : Risque avéré d'effets graves pour les organes (ou indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus)(indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P201 : Se procurer les instructions avant utilisation. P202 : Ne pas manipuler avant d’avoir lu et compris toutes les précautions de sécurité. P210 : Tenir à l’écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer. P233 : Maintenir le récipient fermé de manière étanche. P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P270 : Ne pas manger, boire ou fumer en manipulant ce produit. P271 : Utiliser seulement en plein air ou dans un endroit bien ventilé. P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P312 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise. P330 : Rincer la bouche. P391 : Recueillir le produit répandu. P301+P312 : En cas d'ingestion : appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise. P302+P352 : En cas de contact avec la peau : laver abondamment à l’eau et au savon. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer. P308+P313 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : consulter un médecin. P405 : Garder sous clef.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le phosphure de cadmium (Cd₃P₂) est un composé chimique inorganique. C'est un solide gris ou blanc bleuté semi-conducteur avec une largeur de bande interdite de 0,5 eV^[1]. Il possède des applications comme pesticide, matériau pour diodes laser et pour l'électronique haute puissance et haute fréquence^[1].

Synthèse et réactions

Le phosphure de cadmium peut être préparé par la réaction du cadmium avec le phosphore :

6 Cd + P₄ → 2 Cd₃P₂

Structure

Le Cd₃P₂ a une structure cristalline tétragonale à température ambiante.

La structure cristalline du phosphure de cadmium est très similaire à celle du phosphure de zinc (Zn₃P₂), de l'arséniure de cadmium (Cd₃As₂) et de l'arséniure de zinc (Zn₃As₂). Ces composés du système quaternaire Zn-Cd-P-As (en) forment une solution solide continue totale^[4].

Applications

Au cours de la dernière décennie, l'intérêt pour le phosphure de cadmium en tant que source d'émission rapide dans le proche infrarouge s'est accru à cause du développement de boîtes quantiques en phosphure de cadmium. La bibliographie a montré que ces boîtes quantiques possèdent une émission accordable entre 700 nm et 1500 nm^[5],[6]. Un article récent a étudié l'effet de la passivation de surface sur ces boîtes quantiques et a montré que les boîtes quantiques au phosphure de cadmium pouvaient avoir un temps de relaxation intrinsèque en bord de bande inférieur à 100 ns^[7].

Sécurité

Comme les autres phosphures de métal, il est extrêmement toxique lorsqu'il est avalé à cause de la formation de gaz phosphine quand il réagit avec les acides gastriques. Il est également cancérogène et dangereux pour la peau, les yeux et d'autres organes, en grande partie à cause de l'empoisonnement au cadmium.

Références

1. (en) « Cadmium Phosphide (Cd3P2) Semiconductors », sur azom.com, 19 août 2013 (consulté le 25 octobre 2020)
2. (en) William Ramsay, A System of Inorganic Chemistry, J. & A. Churchill, 1891 (lire en ligne), p. 551
3. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. (en) V. M. Trukhan, A. D. Izotov et T. V. Shoukavaya, « Compounds and solid solutions of the Zn-Cd-P-As system in semiconductor electronics », Inorganic Materials, vol. 50, n^o 9,‎ 2014, p. 868–873 (DOI 10.1134/S0020168514090143, S2CID 94409384)
5. (en) S. Miao, S.G. Hickey, B. Rellinghaus, C. Waurisch et A. Eychmuller, « Synthesis and Characterization of Cadmium Phosphide Quantum Dots Emitting in the Visible Red to Near-Infrared », Journal of the American Chemical Society, vol. 132, n^o 16,‎ 2010, p. 5613–5615 (PMID 20361738, DOI 10.1021/ja9105732)
6. (en) R. Xie, J. Zhang, W. Yang et X. Peng, « Synthesis of Monodisperse, Highly Emissive, and Size-Tunable Cd3P2 Nanocrystals », Chemistry of Materials, vol. 22, n^o 13,‎ 2010, p. 3820–3822 (DOI 10.1021/cm1008653)
7. (en) L. Smith, K. E. Harbison, B. T. Diroll et I. Fedin, « Acceleration of Near-IR Emission through Efficient Surface Passivation in Cd3P2 Quantum Dots », Materials, vol. 16, n^o 19,‎ 2023, p. 6346 (PMID 37834483, PMCID 10573561, DOI 10.3390/ma16196346 )