Соединения мышьяка

Соединения мышьяка в некоторых отношениях напоминают соединения фосфора , занимающего ту же группу (столбец) таблицы Менделеева . Наиболее распространенными степенями окисления мышьяка являются: -3 в арсенидах , которые представляют собой сплавоподобные интерметаллические соединения, +3 в арсенитах и +5 в арсенатах и большинстве мышьякорганических соединений. Мышьяк также легко связывается сам с собой, как показано в квадрате As. ³⁻
₄ иона в минерале скуттерудите . ^{[ 1 ]} В степени окисления влияния неподеленной пары электронов +3 мышьяк обычно имеет пирамидальную форму из- за . ^{[ 2 ]}

Неорганические соединения

Одним из простейших соединений мышьяка является тригидрид, высокотоксичный, легковоспламеняющийся пирофорный арсин (AsH ₃ ). Это соединение обычно считается стабильным, поскольку при комнатной температуре оно разлагается очень медленно. При температуре 250–300 °С разложение на мышьяк и водород происходит быстро. ^{[ 3 ]} Несколько факторов, таких как влажность , присутствие света и определенных катализаторов (а именно алюминия ), способствуют скорости разложения. ^{[ 4 ]} Он легко окисляется на воздухе с образованием триоксида мышьяка и воды; аналогичные реакции происходят с серой и селеном вместо кислорода . ^{[ 3 ]}

Мышьяк образует бесцветные, не имеющие запаха кристаллические оксиды As ₂ O ₃ (« белый мышьяк ») и As ₂ O ₅ , которые гигроскопичны и легко растворяются в воде с образованием кислых растворов. Мышьяковистая (V) кислота является слабой кислотой, ее соли называются арсенатами . ^{[ 5 ]} наиболее распространенное загрязнение грунтовых вод мышьяком и проблема, от которой страдают многие люди. Синтетические арсенаты включают зеленый Шееле (водородный арсенат меди, кислый арсенат меди), арсенат кальция и водородный арсенат свинца . Эти три вида использовались в качестве сельскохозяйственных инсектицидов и ядов .

Стадии протонирования между арсенатом и мышьяковой кислотой аналогичны стадиям протонирования между фосфатом и фосфорной кислотой . В отличие от фосфористой кислоты , мышьяковистая кислота действительно трехосновная, с формулой As(OH) ₃ . ^{[ 5 ]}

Известно большое разнообразие сернистых соединений мышьяка. Ауригмент ( As ₂ S ₃ ) и реальгар ( As ₄ S ₄ ) довольно распространены и раньше использовались в качестве красящих пигментов. В As ₄ S ₁₀ мышьяк имеет формальную степень окисления +2 в As ₄ S ₄ , который содержит связи As-As, так что общая ковалентность As по-прежнему равна 3. ^{[ 6 ]} И ауригмент, и реальгар, а также As ₄ S ₃ имеют селеновые аналоги; аналогичный As ₂ Te ₃ известен как минерал калгурлиеит , ^{[ 7 ]} и анион As ₂ Te ⁻ известен как лиганд в комплексах кобальта . ^{[ 8 ]}

Все тригалогениды мышьяка(III) хорошо известны, за исключением астатида, который неизвестен. Пентафторид мышьяка (AsF ₅ ) является единственным важным пентагалогенидом, что отражает более низкую стабильность степени окисления +5; даже в этом случае это очень сильный фторирующий и окислительный агент. ( Пентахлорид стабилен только при температуре ниже -50 ° C, при этой температуре он разлагается до трихлорида с выделением газообразного хлора. ^{[ 9 ]})

Сплавы

Мышьяк используется в качестве элемента 15-й группы в полупроводниках III-V: арсенид галлия , арсенид индия и арсенид алюминия . ^{[ 10 ]} Количество валентных электронов в GaAs такое же, как и в паре атомов Si, но зонная структура совершенно другая, что приводит к различным объемным свойствам. ^{[ 11 ]} Другие сплавы мышьяка включают полупроводниковый арсенид кадмия II-V . ^{[ 12 ]}

Мышьякорганические соединения

Триметиларсин

Известно большое разнообразие мышьякорганических соединений. Некоторые из них были разработаны в качестве боевых отравляющих веществ во время Первой мировой войны, включая нарывные вещества, такие как люизит , и рвотные агенты, такие как адамсит . ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} Какодиловая кислота , представляющая исторический и практический интерес, возникает в результате метилирования триоксида мышьяка — реакции, не имеющей аналогов в химии фосфора. Какодил был первым известным металлоорганическим соединением (хотя мышьяк не является настоящим металлом) и получил название от греческого κακωδία «вонь» из-за своего неприятного запаха; это очень ядовито. ^{[ 16 ]}

См. также

Ссылки

^ Ухер, Цтирад (2001). «Глава 5 Скуттерудиты: новые перспективные термоэлектрики». Последние тенденции в исследованиях термоэлектрических материалов I: Скуттерудиты: новые перспективные термоэлектрики . Полупроводники и полуметаллы. Том. 69. стр. 139–253. дои : 10.1016/S0080-8784(01)80151-4 . ISBN 978-0-12-752178-7 .
^ Норман, Николас К. (1998). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Спрингер. п. 50. ISBN 978-0-7514-0389-3 .
^ Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 557–558.
^ «Токсикологический паспорт № 53: Тригидрид мышьяка» (PDF) . Национальный институт исследований и безопасности (на французском языке). 2000. Архивировано из оригинала (PDF) 26 ноября 2006 года . Проверено 6 сентября 2006 г.
^ Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 572–578.
^ «Мышьяк: данные о соединениях сульфида мышьяка (II)» . WebElements.com. Архивировано из оригинала 11 декабря 2007 года . Проверено 10 декабря 2007 г.
^ «Калгурлит» . Миндат . Гудзонский институт минералогии. 1993–2017 . Проверено 2 сентября 2017 г.
^ Гринвуд и Эрншоу, стр. 578–583.
^ Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). «Мышьяк». Учебник неорганической химии (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. стр. 675–681. ISBN 978-3-11-007511-3 .
^ Танака, А. (2004). «Токсичность арсенида индия, арсенида галлия и арсенида алюминия-галлия». Токсикология и прикладная фармакология . 198 (3): 405–411. дои : 10.1016/j.taap.2003.10.019 . ПМИД 15276420 .
^ Оссичини, Стефано; Павези, Лоренцо; Приоло, Франческо (2003). Светоизлучающий кремний для микрофотоники . Спрингер. ISBN 978-3-540-40233-6 . Проверено 27 сентября 2013 г.
^ Дин, МБ; Гулд, Р.Д. (1998). «Механизм высокополевой проводимости тонких пленок напыленного арсенида кадмия». ММВБ'98. 1998 Международная конференция IEEE по полупроводниковой электронике. Дело (Кат.№98ЕХ187) . стр. 168–174. дои : 10.1109/SMELEC.1998.781173 . ISBN 978-0-7803-4971-1 . S2CID 110904915 .
^ Эллисон, Хэнк Д. (2007). Справочник по боевым химическим и биологическим отравляющим веществам . ЦРК Пресс . ISBN 978-0-8493-1434-6 .
^ Жирар, Джеймс (2010). Принципы химии окружающей среды . Джонс и Бартлетт Обучение. ISBN 978-0-7637-5939-1 .
^ Сомани, Сату М. (2001). Боевые отравляющие вещества: токсичность на низких уровнях . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0872-7 .
^ Гринвуд, с. 584

[1] Ухер, Цтирад (2001). «Глава 5 Скуттерудиты: новые перспективные термоэлектрики». Последние тенденции в исследованиях термоэлектрических материалов I: Скуттерудиты: новые перспективные термоэлектрики . Полупроводники и полуметаллы. Том. 69. стр. 139–253. дои : 10.1016/S0080-8784(01)80151-4 . ISBN 978-0-12-752178-7 .

[Norman-2] Норман, Николас К. (1998). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Спрингер. п. 50. ISBN 978-0-7514-0389-3 .

[Greenwood557-3] Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 557–558.

[INRS-4] «Токсикологический паспорт № 53: Тригидрид мышьяка» (PDF) . Национальный институт исследований и безопасности (на французском языке). 2000. Архивировано из оригинала (PDF) 26 ноября 2006 года . Проверено 6 сентября 2006 г.

[Greenwood572-5] Jump up to: ^а ^б Гринвуд и Эрншоу, стр. 572–578.

[6] «Мышьяк: данные о соединениях сульфида мышьяка (II)» . WebElements.com. Архивировано из оригинала 11 декабря 2007 года . Проверено 10 декабря 2007 г.

[7] «Калгурлит» . Миндат . Гудзонский институт минералогии. 1993–2017 . Проверено 2 сентября 2017 г.

[Greenwood578-8] Гринвуд и Эрншоу, стр. 578–583.

[Holl-9] Холлеман, Арнольд Ф.; Виберг, Эгон; Виберг, Нильс (1985). «Мышьяк». Учебник неорганической химии (на немецком языке) (91–100 изд.). Вальтер де Грюйтер. стр. 675–681. ISBN 978-3-11-007511-3 .

[10] Танака, А. (2004). «Токсичность арсенида индия, арсенида галлия и арсенида алюминия-галлия». Токсикология и прикладная фармакология . 198 (3): 405–411. дои : 10.1016/j.taap.2003.10.019 . ПМИД 15276420 .

[11] Оссичини, Стефано; Павези, Лоренцо; Приоло, Франческо (2003). Светоизлучающий кремний для микрофотоники . Спрингер. ISBN 978-3-540-40233-6 . Проверено 27 сентября 2013 г.

[12] Дин, МБ; Гулд, Р.Д. (1998). «Механизм высокополевой проводимости тонких пленок напыленного арсенида кадмия». ММВБ'98. 1998 Международная конференция IEEE по полупроводниковой электронике. Дело (Кат.№98ЕХ187) . стр. 168–174. дои : 10.1109/SMELEC.1998.781173 . ISBN 978-0-7803-4971-1 . S2CID 110904915 .

[Ellison2007-13] Эллисон, Хэнк Д. (2007). Справочник по боевым химическим и биологическим отравляющим веществам . ЦРК Пресс . ISBN 978-0-8493-1434-6 .

[Girard2010-14] Жирар, Джеймс (2010). Принципы химии окружающей среды . Джонс и Бартлетт Обучение. ISBN 978-0-7637-5939-1 .

[Somani2001-15] Сомани, Сату М. (2001). Боевые отравляющие вещества: токсичность на низких уровнях . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0872-7 .

[Greenwood584-16] Гринвуд, с. 584

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и мышьяка Соединения
Арсениды	Увы Вниз Предвзятость КД ₃ Как ₂ КаАс Сертификат подлинности ДЯС ТСЖ GaAs InAs Яс ЛиАс МОА ₂ Мнас НПД НПС ₂ КПК ₂ ПрАС ПуА СМАС Na₃Na3As Таас ВАс ₂ Яс Zn₃As_Zn3As2
Как (III)	АсБр ₃ AsCl ₃ AsCl ₅ AsF_AsF3 AsH_AsH3 Аси ₃ As₂O_As2O3 As₂S_As2S3 As₂Se_As2Se3 Как ₄ С ₄ АсП
Как(III,V)	Как ₂ О ₄
As(V)	АсФ ₅ AsCl ₅ Как ₂ О ₅ Как ₂ С ₅