Антимониды
Антимони́ды (стиби́ды) — группа химических соединений сурьмы с другими элементами (как правило интерметаллические).
По свойствам близки к антимонидам антимонохалькогениды MSbX, где X = S, Se, Те. Эти соединения металлоподобны или являются полупроводниками, при низких температурах некоторые из них становятся сверхпроводниками.
Свойства различных антимонидов править
| 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/(моль·К) | 64,36 | 76,17 | 87,444 | 89,6 | 94,7 | 226 | — |
| ΔH°пл., кДж/моль | 82,1 | 65,19 | 47,7 | — | 32,1 | — | — |
| Ширина запрещённой зоны (300 К), эВ | 1,6 | 0,79 | 0,18 | 0,44 | 0,56 | 1,6 | — |
| Подвижность электронов (300 К), см²/(В·с) | 200 | 4000 | 1⋅106 (77 K) | — | — | — | — |
| Подвижность дырок (300 К), см²/(В·с) | 330 | 800 | 9100 (77 K) | 575 | 1980 | 200-600 | — |
- Антимонид алюминия AlSb — темно-серые с синеватым отливом кристаллы с металлическим блеском, решетка кубическая (а = 0,61355 нм); перспективный материал для солнечных батарей и электронных приборов, работающих при температурах до 500 °C.
- Антимонид цинка ZnSb — серый кристалл с металлическим блеском, решетка ромбическая (а= 0,6128 нм, b = 0,7741 нм, с = 0,8115 нм); материал для термоэлектрических приборов.
- Антимонид цезия Cs3Sb — чёрные кристаллы с металлическим блеском, решетка кубическая (а = 0,9180 нм); 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 (CrSb, CoSb) 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 запрещённой зоны возрастает. Некоторые антимониды при низких температурах становятся сверхпроводниками, наиболее высокие температуры перехода у Nb5Sb4 — (8,60 К), Ti3Sb — (5,80 К).
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.
Триантимонид тетрасамария при температуре 168 К переходит в ферромагнитное состояние
Использование править
- Антимонид галлия — для создания светодиодов, работающих в инфракрасной области спектра, туннельных диодов.
- Антимонид индия — в полупроводниковых инфракрасных фоточувствительных датчиках,
- Антимонид цинка — в транзисторах, инфракрасных детекторах и тепловизорах, а также магниторезистивных устройств.
Химические свойства править
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 править
Антимониды синтезируют главным образом сплавлением компонентов в вакууме или в инертной атмосфере, иногда под слоем флюса (например, из NaCl, KCl, СаСl2, ВаСl2). Мелкие кристаллы и плёнки получают из газовой фазы — сублимацией компонентов или путём химических транспортных реакций. Монокристаллы выращивают методами направленной кристаллизации, вытягивания из расплава, горизонтальной зонной плавки. Эпитаксиальные плёнки получают вакуумным напылением, осаждением из жидкой и газовой фаз. Некоторые антимониды (например, SnSb, Cu2Sb) образуются в сплавах (баббитах, сурьмяных бронзах и др.).
Нахождение в природе править
Известно около 15 сравнительно редких минералов, относящихся к антимонидам, например:
Примеры править
Примечания править
- ↑ Брейтгауптит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.