Arsenider

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. juni 2019; checks kræver 2 redigeringer .

Arsenider ( latin  arsenicum  - arsen), arsenforbindelser med mere elektropositive elementer. Kendt for alle metaller (og halvmetaller) undtagen Sb , Bi , Pb og Tl .

Klassifikation

Ifølge IUPAC-nomenklaturen anbefales det at angive det systematiske navn på arsenider:

I rationel nomenklatur er navnet konstrueret ved at tilføje ordet arsen :

Fysiske egenskaber

Arsenider er krystallinske ildfaste forbindelser med en metallisk glans, normalt sølvhvid eller lysegrå (nogle gange gul eller rød). Besidder halvleder- , semi-metallisk eller metallisk ( lavere arsenider ) ledningsevne. Nogle overgangsmetalarsenider , såsom Cr 2 As og Fe 2 As, er antiferromagneter . High Neel-punkter er kendetegnet ved CrAs (823 K), Mn 2 As (580 K). MnAs er en ferromagnet . Nogle arsenider, såsom MoAs 2 , Pd 2 As , bliver superledere ved temperaturer under 1 K.

Typer af arsenider

Alkalimetaller danner arsenider af MAs og M 3 As typerne. For Na og K er NaAs 5 og KAs 2 kendte .

Af elementerne i den 11. gruppe (undergruppe Ib) danner Cu kongruent smeltende Cu 3 As sammen med andre lavere (for eksempel Cu 8 As, Cu 6 As) og højere (for eksempel CuAs) arsenider.

Gruppe II-elementer danner arsenider af typen M 3 As 2 , der smelter kongruent, og højere MAs 2 (M - Be, Cd, Zn), MAs 3 og MAs 4 (M - jordalkalimetal ).

Elementer af den 13. undergruppe (undergruppe IIIa), bortset fra Tl , danner kongruent smeltende monoarsenider MA'er, som krystalliserer i sphaleritstrukturen . Disse er halvledere med smeltetemperaturer faldende fra B til In og med et faldende båndgab. For B, det nedre arsenid B 6 Som det også er kendt.

Sjældne jordarsenider er kun blevet undersøgt meget lidt. De mest karakteristiske af dem er monoarsenider MA'er med en NaCl -type struktur , diarsenider MA'er 2 og også M 3 As 4 . Det største antal arsenider (8) er kendt for Eu . For U og Th kendes arsenider af MAs, M 3 As 4 og MAs 2 typerne samt U 2 As.

Elementer af den 14. undergruppe (undergruppe IVa) (undtagen C og Pb ) danner kongruent smeltende MA'er. MAs 2 er også kendt for Si og Ge , og  Sn3 As 4 for Sn .

Elementerne i Ti- undergruppen (4. undergruppe) er karakteriseret ved forbindelserne M4As , MAs, MAs2 .

Gruppe V-VII overgangsmetaller danner arsenider med sammensætningen M 3 As, M 2 As, M 5 As 2 , MAs, MAs 2 . Disse elementer har en tendens til at falde i antallet af arsenider dannet under overgangen fra den fjerde periode til den femte og sjette. Antallet af arsenider falder også, når man flytter fra gruppe V til gruppe VII, og stiger igen, når man flytter til Ni -undergruppen . Det største antal arsenider er kendt for V (7) og Ni (8), mens for Re og Os  kun én hver ( Re 3 As 7 og OsAs 2 ).

Der er dobbeltarsenider: MM'As (f.eks. NaCdAs og FeMnAs), MM 2 'As 2 (CaNi 2 As 2 osv.), M II M IV As 2 (f.eks. CdGeAs 2 ) osv.

Ternære intermetalliske forbindelser og salte er kendte med komplekse anioner, såsom XAs 4 (X = Ge, Si, Zn, Co, etc.), der er i stand til at danne kæde-, lag- og rammestrukturer.

Forbindelser med to elektronegative elementer i molekylet er tæt på arsenider. Disse er arsenophosphider MAsP og arsenochalcogenider , især arsenosulfides MAsS. De fleste af dem er halvledere.

Kemiske egenskaber

Alkalimetalarsenider hydrolyseres af vand med frigivelse af en meget giftig gas arsin , reagerer med luftfugtighed, derfor bør disse forbindelser udelukkende opbevares i forseglede beholdere uden luft- og vandadgang, manipulationer med dem er kun tilladt i forseglede kasser:

Jordalkalimetalarsenider reagerer langsomt med vand, let med fortyndede syrer:

Arsenider af overgangsmetaller ( d-elementer ) interagerer som regel praktisk talt ikke med vand, de reagerer med syrer og, når de er smeltet, med alkalier.

Med en stigning i atomindholdet af arsen i molekylet øges den kemiske stabilitet af arsenider. Under påvirkning af oxidationsmidler eller ved opvarmning i luft oxideres arsenider til arsenater (III) eller til arsenoxid As 2 O 3 .

Højere arsenider mister en del af As ved opvarmning og går over i lavere arsenider.

Henter

Arsenider opnås oftest ved at fusionere As med det tilsvarende metal i en vakuum, inert atmosfære, under damptryk As eller under et lag af flux, for eksempel B 9 O 3 , samt As-dampens indvirkning på metaller.

For at opnå små krystaller eller film anvendes kemiske transportreaktioner.

Arsenider kan opnås ved interaktion af AsCl 3 med metaller, AsH 3 med deres oxider, saltopløsninger eller med organometalliske forbindelser , fusion af As med metalhalogenider, reduktion af metalarsenater (V) eller arsenater (III) med brint, interaktion af Som med metalopløsninger i flydende ammoniak NH3 osv. _

At være i naturen

Der er omkring 25 kendte naturlige mineraler relateret til arsenider. Den vigtigste af dem:

Ansøgning

Arsenider bruges hovedsageligt som halvledermaterialer, hvoraf det vigtigste er galliumarsenid . Nogle gange brugt som zoocider til at dræbe gnavere .

Sikkerhed

Den største fare ved arbejde med arsenider er den giftige gas arsin , som dannes under interaktionen mellem arsenider og luftfugtighed, når de ætses med syrer osv.

Litteratur