矿物质颜料雄黄和雌黄的结构和性质的理论研究-论文.pdf

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1、华南师范大学学报(自然科学版)2014年7月JOURNALOFSOUTHCHINANORMALUNIVERSITY第46卷第4期Ju1．2014(NATURALSCIENCEEDITION)Vo1．46No．4文章编号：1000—5463(2014)04—0065—05矿物质颜料雄黄和雌黄的结构和性质的理论研究罗梓豪，吴子文，谢少威，许旋(1．华南师范大学美术学院，广州510631；2．华南师范大学化学与环境学院，广州510006)摘要：雄黄Ass和雌黄As：s是低毒的中国画传统矿物质颜料的黄色颜料，而砒霜As0是剧毒物，砷化物的毒性与其

2、水溶性有关．为研究雄黄和雌黄的稳定性和水溶性，应用B3LYP／6—31G(d)方法计算了Ass、As2s，、As：O、As0，、AsS，和Ass的分子结构．研究表明：由于s的价轨道能比0的高，更接近As的价原子轨道能，故As—s键强度远高于As一0键，极性远小于As一0键．砷的硫化物还具有较强的As—As非极性or键，故砷的硫化物均具有较高的稳定性．与砷的氧化物中原子的高电荷密度相反，砷的硫化物中As、S的正、负电荷密度很小，与水的相互作用很弱．因此，砷的硫化物水溶性很小，尤其是D：点群的雄黄Ass和D，点群的雌黄Ass。是非极性分子，难

3、溶于水，故毒性低，作为颜料画成的壁画或宣传画不怕受潮，不容易受雨水侵蚀变色．关键词：雄黄；雌黄；密度泛函理论；稳定性；水溶性中图分类号：06—04文献标志码：Adoi：10．6054／j．jscnun．2014．06．111TheoreticalStudiesontheStructuresandPropertiesofMineralPigmentsRealgarandOrpimentLuoZihao，WuZiwen，XieShaowei，XuXuan(1．CollegeofFineArts，SouthChinaNormalUniversi

4、ty，Guangzhou510631，China；2．SchoolofChemistryandEnvironment，SouthChinaNormalUniversity，Guangzhou510006，China)Abstract：TherealgarAs4S4andorpimentAs2S3，usedasyellowpigmentintraditionalChinesepainting，arelowtoxicminerals．However，itiswellknownthatthearsenicAs203isavirulentpois

5、on．Thetoxiceffectofarsenideisrelativetoitswater．solubility．Inordertostudythestabilitiesandwater。solubilityofrealgarandorpiment．thearse—ntdeAs4S4，As2S3，As203，As2O5，As4S3，andAs4S5werecalculatedbydensityfunctionaltheoryB3LYP／6—31G(d)method．Theresultsrevealthattheenergiesofva

6、lentorbitalsinSatomarehigherthanthoseinOatomandclosertothoseinAsatom．Therefore，theAs—SbondsaremuchstrongerthantheAs一0bonds，andthepolarity0fAs—SbondsismuchweakerthantheAs—Obonds．BesidesthestrongAs—Sbonds．thereisstrongAs—As盯bondinarsenicsulfides．Thisisthereasonofhighstabili

7、tiesofarsenicsulfides．ContrarytothenotablepositivechargeofAsandnegativechargeofOinAs2O3andAs2O5，thelittlepositivechargeonAsandnegativechargeonSleadtotheveryweakinteractionsbetweenarsenicsulfidesandwater．Therefore，allthearsenicsulfidespossesspoorwatersolubility．Especiallyf

8、ortheAs4S4andAs2S3possessingD2dandD3hsymmetryrespectively，theyareallnonpolarmoleculesandmorepoor