В химии арсенид — это соединение мышьяка с менее электроотрицательным элементом или элементами. Многие металлы образуют бинарные соединения, содержащие мышьяк, и они называются арсенидами. Они существуют со многими стехиометриями , и в этом отношении арсениды похожи на фосфиды . [1]
Щелочные металлы группы 1 и щелочноземельные металлы группы 2 образуют арсениды с изолированными атомами мышьяка. Они образуются при нагревании порошка мышьяка с избытком натрия, давая арсенид натрия (Na 3 As). Структура Na 3 As является сложной с необычно короткими расстояниями Na–Na 328–330 пм, которые короче, чем в металлическом натрии. Это короткое расстояние указывает на сложную связь в этих простых фазах, т. е. они не являются просто солями аниона As 3− , например. [1] Соединение LiAs имеет металлический блеск и электропроводность, что указывает на некоторую металлическую связь. [1] Эти соединения в основном представляют академический интерес. Например, «арсенид натрия» является структурным мотивом, принятым многими соединениями со стехиометрией A 3 B.
Гидролиз арсенидов щелочных металлов приводит к образованию арсина , что свидетельствует об их солеподобных свойствах :
Многие арсениды элементов 13-й группы (III группа) являются ценными полупроводниками. Арсенид галлия (GaAs) характеризуется изолированными мышьяковистыми центрами со структурой цинковой обманки ( структура вюрцита может со временем также образовываться в наноструктурах) и с преимущественно ковалентной связью — это полупроводник III–V.
Арсениды элементов 12-й группы (группа II) также заслуживают внимания. Было показано, что арсенид кадмия (Cd 3 As 2 ) является трехмерным (3D) топологическим дираковским полуметаллом , аналогичным графену . [2] [3] Cd 3 As 2 , Zn 3 As 2 и другие соединения четверной системы Zn-Cd-P-As имеют очень похожие кристаллические структуры, которые можно считать искаженными смесями кристаллических структур цинковой обманки и антифлюорита . [4]
Известно, что анионы мышьяка образуют цепи, кольца и клетки. Минерал скуттерудит (CoAs 3 ) имеет кольца, которые обычно описываются как As4−
4. [1] Назначение формальных степеней окисления затруднено, поскольку эти материалы являются высококовалентными и часто лучше всего описываются с помощью теории зон . Сперрилит (PtAs 2 ) обычно описывается как Pt4+
Как4−
2. Арсениды переходных металлов представляют интерес в основном потому, что они загрязняют сульфидные руды, представляющие коммерческий интерес. Извлечение металлов – никеля, железа, кобальта, меди – влечет за собой химические процессы, такие как плавка, которая представляет собой экологические риски. В минерале мышьяк неподвижен и не представляет никакой экологической опасности. Высвобождаемый из минерала мышьяк ядовит и подвижен.
Частичное восстановление мышьяка щелочными металлами (и связанными с ними электроположительными элементами) дает полимышьяковые соединения, которые являются членами фаз Цинтля .