Химия - Антимониды

28 февраля 2011

Антимониды — соединения сурьмы с металлами. Примеры: антимонид галлия, антимонид индия, стибин. Соединения в основном интерметаллические.

Свойства различных антимонидов

Свойства наиболее изученных антимонидов

Показатель	AlSb	GaSb	InSb	ZnSb	CdSb	Cs3Sb	NiSb
tпл., °C	1060	712	525.2	546	456	725	1160
ρ, г/см³	4,218	5,6137	5,7751	6,36	6,66	4,46	8,69
Твердость по Моосу	4,8	4,5	3,8	—	—	—	5,5
ΔH°обр., кДж/моль	-49,23	-44,2	-30,66	-17	-25,6	-200	-66,2
S°298, Дж/	64,36	76,17	87,444	89,6	94,7	226	—
ΔH°пл., кДж/моль	82,1	65,19	47,7	—	32,1	—	—
Ширина запрещенной зоны, эВ	1,6	0,79	0,18	0,44	0,56	1,6	—
Подвижность электронов, см²/	200	4000	1×10	—	—	—	—
Подвижность дырок, см²/	330	800	9100	575	1980	200-600	—

• Антимонид алюминия AlSb — темно-серые с синеватым отливом кристаллы с металлическим блеском, решетка кубическая; перспективный материал для солнечных батарей и электронных приборов, работающих при температурах до 500 °C.
• Антимонид цинка ZnSb — серый кристалл с металлическим блеском, решетка ромбическая; материал для термоэлектрических приборов.
• Антимонид цезия Cs₂Sb — черные кристаллы с металлическим блеском, решетка кубическая; используется для изготовления фотоэмиттеров с высоким квантовым выходом.
• Антимониды Cd и Mg, а также тройные соединения типа ZnSnSb₂  — перспективные полупроводниковые материалы.
• Th₃Sb₄ может использоваться в качестве высокотемпературного термоэлектрического материала.
• NiSb также как и др.
• Антимониды с металлической проводимостью предложено использовать как компоненты эвтектичечких композиций с InSb и GaSb для магнитосопротивлений, детекторов ИК-излучения и др.

Основную опасность при работе с антимонидами представляет H₃Sb, выделяющийся при действии воды или кислот на антимониды.

Большинство антимонидов переходных элементов металлоподобны, некоторые соединения MSb₂ и особенно MSb₃ — полупроводники, причем с увеличением атомной массы металла в пределах группы ширина запрещенной зоны возрастает. Некоторые антимониды при низких температурах становятся сверхпроводниками, наиболее высокие температуры перехода у , Ti₃Sb —. Некоторые антимониды — антиферромагнетики с относительно высокими точками Нееля:

• 723 К для CrSb,
• 213 К для USb.

Другие, например, MnSb, MnSb₂ — ферромагнетики, для которых характерны анизотропия магнитных свойств и изменение с температурой направления наибольшей магнитной восприимчивости. Известен ряд двойных антимонидов, например: LiCdSb, K₂CuSb₂, BaZn₂Sb₂, TiSnSb, ZnSnSb₂, NbSnSb H₃Si₃Sb₅. По свойствам близки к антимонидам антимонохалькогениды MSbX, где X = S, Se, Те. Эти соединения металлоподобны или полупроводники, при низких температурах некоторые из них становятся сверхпроводниками.

Химические свойства

Антимониды щелочных и в несколько меньшей степени щелочно-земельных металлов химически очень активны, легко окисляются, гидролизуются водой с выделением H₃Sb. Антимониды Mg и Аl менее активны, но легко разлагаются разбавленными кислотами. Все остальные антимониды взаимодействуют только с концентрированными кислотами или царской водкой. С увеличением содержания Sb в антимонидах их химическая устойчивость повышается. Некоторые антимониды, в частности образуемые щелочными металлами, растворяются в солевых расплавах, например, в смесях LiCl и LiF или NaCl и NaI.

Получение антимонидов

Антимониды синтезируют главным образом сплавлением компонентов в вакууме или в инертной атмосфере, иногда под слоем флюса. Мелкие кристаллы и пленки получают из газовой фазы — сублимацией компонентов или путем химических транспортных реакций. Монокристаллы выращивают методами направленной кристаллизации, вытягивания из расплава, горизонтальной зонной плавки. Эпитаксиальные пленки получают вакуумным напылением, осаждением из жидкой и газовой фаз. Некоторые антимониды образуются в сплавах.

Нахождение в природе

Известно около 15 сравнительно редких минералов, относящихся к антимонидам, например:

• дискразит Ag₃Sb;
• брейтгауптит NiSb;
• ульманит NiSbS.

Просмотров: 2189

<<< Титанаты