Arsenideja

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 12.6.2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Arsenidit ( latinaksi  arsenicum  - arseeni), arseeniyhdisteitä, joissa on enemmän sähköpositiivisia alkuaineita. Tunnetaan kaikista metalleista (ja puolimetalleista) paitsi Sb , Bi , Pb ja Tl .

Luokitus

IUPAC - nimikkeistön mukaan on suositeltavaa ilmoittaa arsenidien systemaattinen nimi:

Rationaalisessa nimikkeistössä nimi muodostetaan lisäämällä sana arseeni :

Fysikaaliset ominaisuudet

Arsenidit ovat kiteisiä tulenkestäviä yhdisteitä, joilla on metallinen kiilto, yleensä hopeanvalkoinen tai vaaleanharmaa (joskus keltainen tai punainen). Heillä on puolijohde- , puolimetalli- tai metallinen ( alempi arsenidi ) johtavuus. Jotkut siirtymämetalliarsenidit , kuten Cr2As ja Fe2As , ovat antiferromagneetteja . High Neel -pisteet erottuvat CrA:sta (823 K), Mn 2 As :sta (580 K). MnAs on ferromagneetti . Joistakin arsenideista, kuten MoAs 2 , Pd 2 As , tulee suprajohtimia alle 1 K lämpötiloissa .

Arsenidien tyypit

Alkalimetallit muodostavat MAs- ja M 3 As -tyyppisiä arsenideja. Na : lle ja K :lle tunnetaan NaAs 5 ja KAs 2 .

11. ryhmän (alaryhmä Ib) alkuaineista Cu muodostaa yhteneväisesti sulavaa Cu3As : a yhdessä muiden alempien ( esimerkiksi Cu8As , Cu6As ) ja korkeampien (esimerkiksi CuAs) arsenidien kanssa .

Ryhmän II alkuaineet muodostavat M 3 As 2 -tyypin arsenideja, jotka sulavat yhdenmukaisesti, ja korkeampia MAs 2 (M - Be, Cd, Zn), MAs 3 ja MAs 4 (M - maa- alkalimetalli ).

13. alaryhmän (alaryhmä IIIa) elementit, paitsi Tl , muodostavat kongruentisti sulavia monoarsenideja MA:ita, jotka kiteytyvät sfaleriittirakenteessa . Nämä ovat puolijohteita, joiden sulamislämpötilat laskevat B :stä In :iin ja joiden kaistaväli pienenee. B:lle alempi arsenidi B6 Kuten myös tunnetaan.

Harvinaisten maametallien arsenideja on tutkittu vähän. Niistä tyypillisimpiä ovat NaCl -tyyppiset monoarsenidit MA: t , diarsenidit MAs 2 ja myös M 3 As 4 . Eniten arsenideja (8) tunnetaan Eu :sta . U : lle ja Th :lle ​​tunnetaan MAs- , M3As4- ja MAs2 - tyyppiset arsenidit sekä U2As .

14. alaryhmän (alaryhmä IVa) elementit (paitsi C ja Pb ) muodostavat yhteneväisesti sulavia MA:ita. MAs 2 tunnetaan myös Si :lle ja Ge :lle ja  Sn 3 As 4 Sn :lle .

Ti -alaryhmän (4. alaryhmä) alkuaineille on tunnusomaista yhdisteet M4As , MAs, MAs2 .

Ryhmän V–VII siirtymämetallit muodostavat arsenideja, joiden koostumus on M 3 As, M 2 As, M 5 As 2 , MAs, MAs 2 . Näillä alkuaineilla on taipumus vähentää arsenidien lukumäärää, jotka muodostuvat siirtymisen aikana neljännestä jaksosta viidenteen ja kuudenteen. Arsenidien määrä vähenee myös siirryttäessä ryhmästä V ryhmään VII ja lisääntyy jälleen siirtyessään Ni -alaryhmään . Eniten arsenideja tunnetaan V :lle (7) ja Ni:lle (8), kun taas Re :lle ja Os :lle  vain yksi ( Re 3 As 7 ja OsAs 2 ).

On olemassa kaksoisarsenideja: MM'As (esimerkiksi NaCdAs ja FeMnAs), MM 2'As 2 (CaNi 2 As 2 jne.), M II M IV As 2 ( esimerkiksi CdGeAs 2 ) jne.

Kolmen metallien väliset yhdisteet ja suolat tunnetaan monimutkaisten anionien, kuten XAs 4 (X = Ge, Si, Zn, Co, jne.) kanssa, jotka kykenevät muodostamaan ketju-, kerros- ja runkorakenteita.

Yhdisteet, joissa on kaksi elektronegatiivista alkuainetta molekyylissä, ovat lähellä arsenideja. Näitä ovat arsenofosfidit MAsP ja arsenokalkogenidit , erityisesti arsenosulfidit MAsS. Suurin osa niistä on puolijohteita.

Kemialliset ominaisuudet

Alkalimetalliarsenidit hydrolysoituvat vedellä vapauttaen erittäin myrkyllistä kaasua arsiinia , reagoivat ilman kosteuden kanssa, joten nämä yhdisteet tulee säilyttää yksinomaan suljetuissa säiliöissä ilman pääsyä ilmaan ja veteen, käsittely niillä on sallittu vain suljetuissa laatikoissa:

Maa-alkalimetalliarsenidit reagoivat hitaasti veden kanssa, helposti laimennettujen happojen kanssa:

Siirtymämetallien ( d-elementit ) arsenidit eivät yleensä käytännössä ole vuorovaikutuksessa veden kanssa, ne reagoivat happojen ja sulautuessaan alkalien kanssa.

Kun arseenin atomipitoisuus kasvaa molekyylissä, arsenidien kemiallinen stabiilisuus kasvaa. Hapettavien aineiden vaikutuksesta tai ilmassa kuumennettaessa arsenidit hapetetaan arsenaatteiksi (III) tai arseenioksidiksi As 2 O 3 .

Korkeammat arsenidit menettävät osan As:sta kuumennettaessa ja siirtyvät alemmiksi arsenideiksi.

Haetaan

Arsenideja saadaan useimmiten sulattamalla As vastaavan metallin kanssa tyhjiössä, inertissä ilmakehässä, höyrypaineessa As tai juoksutekerroksen alla, esimerkiksi B 9 O 3 , sekä As:n höyryn vaikutuksesta metalleihin.

Pienten kiteiden tai kalvojen saamiseksi käytetään kemiallisia kuljetusreaktioita.

Arsenideja voidaan saada vuorovaikuttamalla AsCl 3 metallien kanssa, AsH 3 niiden oksidien, suolaliuosten tai organometalliyhdisteiden kanssa , As fuusioimalla metallihalogenidien kanssa, pelkistämällä metalliarsenaatteja (V) tai arsenaatteja (III) vedyn kanssa, vuorovaikuttamalla Kuten metalliliuokset nestemäisessä ammoniakissa NH3 jne .

Luonnossa oleminen

Arsenideihin liittyviä luonnonmineraaleja tunnetaan noin 25 . Niistä tärkeimmät:

Sovellus

Arsenideja käytetään pääasiassa puolijohdemateriaaleina, joista tärkein on galliumarsenidi . Joskus käytetään eläinmyrkkyinä jyrsijöiden tappamiseen .

Turvallisuus

Suurin vaara arsenidien kanssa työskennellessä on myrkyllinen kaasu arsiini , joka muodostuu arsenidien vuorovaikutuksessa ilman kosteuden kanssa, kun niitä syövytetään hapoilla jne.

Kirjallisuus