არსენიდები

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                          არსენიდები

გალიუმის არსენიდის კრისტალური ბადის მოდელი - ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც ხშირად გამოიყენება ელექტრონიკაში მიკროტალღური დიოდების და LED-ების დასამზადებლად.

(ლათ. arsenicum - დარიშხანი), დარიშხანის ნაერთები უფრო ელექტროდადებითი ელემენტებით. ცნობილია ყველა ლითონით (და ნახევრადმეტალებით) გარდა ანტიმონისა, ბისმუტის, ტყვიისა და ტალიუმისა.

კლასიფიკაცია - IUPAC ნომენკლატურის მიხედვით, რეკომენდებულია არსენიდების სისტემატური სახელწოდების მითითება:

• CaAs₂ — კალციუმის დიარსენიდი;
• Ca₃As₂ — ტრიკალციუმის დიასენიდი;

რაციონალურ ნომენკლატურაში სახელი აგებულია სიტყვის დარიშხანის დამატებით:
• Ba₃As₂ — დარიშხანის ბარიუმი;

ფიზიკური თვისებები

არსენიდები არის კრისტალური, ცეცხლგამძლე ნაერთები მეტალის ბზინვარებით, ჩვეულებრივ მოვერცხლისფრო-თეთრი ან ღია ნაცრისფერი (ზოგჯერ ყვითელი ან წითელი). მათ აქვთ ნახევარგამტარული, ნახევრადმეტალური ან მეტალის (ქვედა არსენიდების) გამტარობა. ზოგიერთი გარდამავალი ლითონის არსენიდი, მაგ.

Cr₂As и Fe₂As, — ანტიფერომაგნიტები. ნელის მაღალი წერტილები გამოირჩევა CrAs (823 К), Mn₂As (580 К). MnAs — ფერომაგნიტური. ზოგიერთი არსენიდი, მაგ., MoAs₂, Pd₂As, ტემპერატურისას დაბლა  1 К ხდება ზეგამტარები.

არსენდების ტიპი 

ტუტე ლითონები ქმნიან MAs და M3As ტიპის არსენიდებს. Na და K-სთვის ცნობილია NaAs5 და KAs2.

მე-11 ჯგუფის ელემენტებიდან (Ib ქვეჯგუფი) Cu წარმოქმნის კონგრუენტულად დნობის Cu3A-ებს სხვა ქვედა (მაგალითად, Cu8As, Cu6As) და უფრო მაღალ (მაგალითად, CuAs) არსენიდებთან ერთად.

II ჯგუფის ელემენტები ქმნიან M3As2 ტიპის არსენიდებს, რომლებიც დნება კონგრუენტულად და უფრო მაღალი MAs2 (M - Be, Cd, Zn), MAs3 და MAs4 (M - ტუტემიწა ლითონი).

მე-13 ქვეჯგუფის ელემენტები (IIIa ქვეჯგუფი), გარდა Tl-ისა, ქმნიან კონგრუენტულად დნობის მონოარსენიდებს, რომლებიც კრისტალიზდებიან სფალერიტის სტრუქტურაში. ეს არის ნახევარგამტარები, რომელთა დნობის ტემპერატურა მცირდება B-დან In-მდე და მცირდება ზოლის უფსკრული. B-სთვის ასევე ცნობილია ქვედა არსენიდი B6As.

იშვიათი დედამიწის ელემენტების არსენიდები ნაკლებად არის შესწავლილი. მათგან ყველაზე დამახასიათებელია მონოარსენიდების MA-ები NaCl-ის ტიპის სტრუქტურით, დიარსენიდები MAs2 და ასევე M3As4. არსენიდების ყველაზე დიდი რაოდენობა (8) ცნობილია ევ. U და Th-სთვის ცნობილია MAs, M3As4 და MAs2 ტიპის არსენიდები, ასევე U2As.

მე-14 ქვეჯგუფის ელემენტები (IVa ქვეჯგუფი) (გარდა C ​​და Pb) ქმნიან კონგრუენტულად დნობის მა-ს. MAs2 ასევე ცნობილია Si და Ge, ხოლო Sn3As4 Sn-ისთვის.

Ti ქვეჯგუფის ელემენტები (მე-4 ქვეჯგუფი) ხასიათდება ნაერთებით M4As, MAs, MAs2.

V-VII ჯგუფების გარდამავალი ლითონები ქმნიან M3As, M2As, M5As2, MAs, MAs2 შემადგენლობის არსენიდებს. ამ ელემენტებს ახასიათებს მეოთხე პერიოდიდან მეხუთე და მეექვსეზე გადასვლისას წარმოქმნილი დარიშხანების რაოდენობის შემცირების ტენდენცია. დარიშხანების რაოდენობა ასევე მცირდება V ჯგუფიდან VII ჯგუფში გადასვლისას და კვლავ იზრდება Ni ქვეჯგუფში გადასვლისას. არსენიდების ყველაზე დიდი რაოდენობა ცნობილია V (7) და Ni (8), ხოლო Re და Os-ისთვის არის მხოლოდ თითო (Re3As7 და OsAs2).

არსებობს ორმაგი არსენიდები: MM'As (მაგალითად, NaCdAs და FeMnAs), MM2'As2 (CaNi2As2 და ა.შ.), MIIMIVAs2 (მაგალითად, CdGeAs2) და ა.შ.

ცნობილია სამმეტალთაშორისი ნაერთები და მარილები რთული ანიონებით, მაგალითად XAs4 (X = Ge, Si, Zn, Co და ა.შ.), რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან ჯაჭვური, ფენიანი და ჩარჩო სტრუქტურები.

მოლეკულაში ორი ელექტროუარყოფითი ელემენტის მქონე ნაერთები ახლოსაა არსენიდებთან. ეს არის არსენოფოსფიდები MAsP და არსენოქალკოგენიდები, კერძოდ არსენოსულფიდები MAsS. მათი უმეტესობა ნახევარგამტარებია.

ქიმიური თვისება 

ტუტე ლითონის დარიშხანები ჰიდროლიზდება წყლით, ათავისუფლებს ძალიან შხამიან გაზს და რეაგირებს ჰაერის ტენიანობასთან, ამიტომ ეს ნაერთები უნდა ინახებოდეს ექსკლუზიურად დალუქულ კონტეინერებში ჰაერზე წვდომის გარეშე და მათთან მანიპულირება დასაშვებია მხოლოდ დალუქულ ყუთებში:

დედამიწის ტუტე ლითონების არსენიდები ნელა რეაგირებენ წყალთან, ადვილად განზავებულ მჟავებთან:

გარდამავალი ლითონების არსენიდები (დ-ელემენტები), როგორც წესი, პრაქტიკულად არ ურთიერთქმედებენ მჟავებთან და, შერწყმისას, ტუტეებთან.

მოლეკულაში დარიშხანის ატომური შემცველობის მატებასთან ერთად, იზრდება დარიშხანის ქიმიური წინააღმდეგობა. ჟანგვის აგენტების მოქმედებით ან ჰაერში გაცხელებისას დარიშხანები იჟანგება არსენატებად (III) ან დარიშხანის ოქსიდად As2O3.

${\displaystyle \mathsf{W}\mathsf{A}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{T}}{\to }\mathsf{W}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{A}{\mathsf{s}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}}$

გაცხელებისას უმაღლესი არსენიდები კარგავენ გარკვეულ ასს, გადაიქცევა ქვედა არსენიდებად.

მიღება

არსენიდები ყველაზე ხშირად მიიღება ვაკუუმში შესაბამის ლითონთან შერწყმით, ინერტული ატმოსფეროში, როგორც ორთქლის წნევის ქვეშ ან ნაკადის ფენის ქვეშ, მაგალითად B9O3, ასევე ას ორთქლის მოქმედებით მეტალებზე.

მცირე კრისტალების ან ფილმების მისაღებად გამოიყენება ქიმიური სატრანსპორტო რეაქციები.

არსენიდები შეიძლება მივიღოთ AsCl3 ლითონებთან, AsH3 მათ ოქსიდებთან, მარილების ხსნარებთან ან მეტალის ორგანულ ნაერთებთან, შერწყმით, როგორც ლითონის ჰალოიდების, ლითონის არსენატების (V) ან არსენატების (III) შემცირებით წყალბადთან, რეაქციაში როგორც ლითონების ხსნარებთან თხევადში. ამიაკი NH₃ და სხვ. др.

ბუნებაში ყოფნა

ცნობილია არსენიდებთან დაკავშირებული დაახლოებით 25 ბუნებრივი მინერალი. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი:
• არსენოპირიტი FeAsS
• ლოლინგიტი FeAs₂
• გლაუკოდი  (Co, Fe)AsS
• კობალტინი CoAsS
• სმალტინი CoAs_3-x (სხვა დასახელება  შმალტინი CoAs₃₋₂, საფლრიტი CoAs₂)
• გერსდორფი (გერსფორდიტი) NiAsS
• ნიკელი (მინერალი ) NiAs
• რამელსბერგიტი (ხისტი) NiAs₂
• სპერილიტი PtAs₂

გამყენება 

არსენიდები ძირითადად გამოიყენება ნახევარგამტარ მასალად, რომელთაგან ყველაზე მნიშვნელოვანია გალიუმის არსენიდი. ზოგჯერ გამოიყენება როგორც ზოოციდები მღრღნელების მოსაკლავად.

უსაფრთხოება

არსენიდებთან მუშაობისას მთავარ საფრთხეს წარმოადგენს მომწამვლელი აირი არსინი, რომელიც წარმოიქმნება დარიშხანების ურთიერთქმედებისას ჰაერის ტენიანობასთან, მჟავებთან ამოკვეთისას და ა.შ.

იხ. ვიდეო - Полупроводниковые материалы (Ge, Si, GaAs)