Arsenider

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 12 juni 2019; kontroller kräver 2 redigeringar .

Arsenider ( latin  arsenicum  - arsenik), arsenikföreningar med mer elektropositiva element. Känd för alla metaller (och halvmetaller) utom Sb , Bi , Pb och Tl .

Klassificering

Enligt IUPAC-nomenklaturen rekommenderas det att ange det systematiska namnet på arsenider:

I rationell nomenklatur konstrueras namnet genom att lägga till ordet arsenik :

Fysiska egenskaper

Arsenider är kristallina eldfasta föreningar med en metallisk glans, vanligtvis silvervit eller ljusgrå (ibland gul eller röd). Har halvledar- , semimetallisk eller metallisk ( lägre arsenider ) konduktivitet. Vissa övergångsmetallarsenider , såsom Cr 2 As och Fe 2 As, är antiferromagneter . High Neel-punkter särskiljs av CrAs (823 K), Mn 2 As (580 K). MnAs är en ferromagnet . Vissa arsenider, såsom MoAs 2 , Pd 2 As , blir supraledare vid temperaturer under 1 K.

Typer av arsenider

Alkalimetaller bildar arsenider av typen MAs och M 3 As. För Na och K är NaAs 5 och KAs 2 kända .

Av elementen i den 11:e gruppen (undergrupp Ib) bildar Cu kongruent smältande Cu 3 As tillsammans med andra lägre (till exempel Cu 8 As, Cu 6 As) och högre (till exempel CuAs) arsenider.

Grupp II-element bildar arsenider av typen M 3 As 2 , som smälter kongruent, och högre MAs 2 (M - Be, Cd, Zn), MAs 3 och MAs 4 (M - alkalisk jordartsmetall ).

Element i den 13:e undergruppen (undergrupp IIIa), förutom Tl , bildar kongruent smältande monoarsenider MA, som kristalliseras i sfaleritstrukturen . Dessa är halvledare med smälttemperaturer som minskar från B till In och med ett minskande bandgap. För B, den nedre arseniden B 6 Som också är känt.

Sällsynta jordartsarsenider har studerats lite. De mest karakteristiska av dem är monoarsenider MAs med struktur av NaCl -typ , diarsenider MAs 2 och även M 3 As 4 . Det största antalet arsenider (8) är känt för Eu . För U och Th är arsenider av MAs, M3As4 och MAs2 typerna , såväl som U2As , kända .

Element i den 14:e undergruppen (undergrupp IVa) (förutom C och Pb ) bildar kongruent smältande MA. MAs 2 är också kända för Si och Ge , och  Sn3 As 4 för Sn .

Elementen i Ti -undergruppen (4:e undergruppen) kännetecknas av föreningarna M4As , MAs, MAs2 .

Grupp V–VII övergångsmetaller bildar arsenider med sammansättningen M 3 As, M 2 As, M 5 As 2 , MAs, MAs 2 . Dessa element tenderar att minska i antalet arsenider som bildas under övergången från den fjärde perioden till den femte och sjätte. Antalet arsenider minskar också när man flyttar från grupp V till grupp VII och ökar igen när man flyttar till Ni- undergruppen . Det största antalet arsenider är känt för V (7) och Ni (8), medan för Re och Os  endast en vardera ( Re 3 As 7 och OsAs 2 ).

Det finns dubbla arsenider: MM'As (till exempel NaCdAs och FeMnAs), MM 2 'As 2 (CaNi 2 As 2 , etc.), M II M IV As 2 (till exempel CdGeAs 2 ), etc.

Ternära intermetalliska föreningar och salter är kända med komplexa anjoner, såsom XAs 4 (X = Ge, Si, Zn, Co, etc.), som kan bilda kedje-, skikt- och ramstrukturer.

Föreningar med två elektronegativa element i molekylen är nära arsenider. Dessa är arsenofosfider MAsP och arsenokalkogenider , i synnerhet arsenosulfider MAsS. De flesta av dem är halvledare.

Kemiska egenskaper

Alkalimetallarsenider hydrolyseras av vatten med frisättning av en mycket giftig gas arsin , reagerar med luftfuktighet, därför bör dessa föreningar uteslutande förvaras i förseglade behållare utan tillgång till luft och vatten, manipulationer med dem är endast tillåtna i förseglade lådor:

Alkaliska jordartsmetallarsenider reagerar långsamt med vatten, lätt med utspädda syror:

Arsenider av övergångsmetaller ( d-element ), som regel, interagerar praktiskt taget inte med vatten, de reagerar med syror och, när de smälts, med alkalier.

Med en ökning av atominnehållet av arsenik i molekylen ökar arsenidernas kemiska stabilitet. Under inverkan av oxidationsmedel eller vid upphettning i luft oxideras arsenider till arsenater (III) eller till arsenikoxid As 2 O 3 .

Högre arsenider förlorar en del av As vid uppvärmning och går över till lägre arsenider.

Får

Arsenider erhålls oftast genom att smälta As med motsvarande metall i vakuum, inert atmosfär, under ångtryck As eller under ett skikt av flussmedel, till exempel B 9 O 3 , såväl som verkan av As-ånga på metaller.

För att få små kristaller eller filmer används kemiska transportreaktioner.

Arsenider kan erhållas genom interaktion av AsCl 3 med metaller, AsH 3 med deras oxider, saltlösningar eller med organometalliska föreningar , fusion av As med metallhalider, reduktion av metallarsenater (V) eller arsenater (III) med väte, interaktion av Som med metalllösningar i flytande ammoniak NH3 etc. _

Att vara i naturen

Det finns cirka 25 kända naturliga mineraler relaterade till arsenider. Den viktigaste av dem:

Applikation

Arsenider används främst som halvledarmaterial, varav det viktigaste är galliumarsenid . Används ibland som zoomord för att döda gnagare .

Säkerhet

Den största faran när man arbetar med arsenider är den giftiga gasen arsin , som bildas under interaktionen av arsenider med luftfuktighet, när de etsas med syror etc.

Litteratur