Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Антимониды
Материал из https://ru.wikipedia.org

Антимониды (стибиды)  — 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.

Содержание

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
, г/см 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
H°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
H°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), см/(В·с) 200 4000 1106 (77 K)
Подвижность дырок (300 К), см/(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
  • 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

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 (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

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

Примеры

Примечания
  1. Брейтгауптит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Downgrade Counter