Arseniuri: composti, usi

Gli arseniuri sono composti binari in cui è presente l’arsenico legato a un elemento meno elettronegativo e presentano analogie con i fosfuri.

Infatti negli arseniuri l’arsenico è presente come As^3- e nei fosfuri il fosforo si trova come P^3-.

Tipicamente l’arsenico forma arseniuri con i metalli alcalini, alcalino-terrosi, con gli elementi del gruppo 12 e con gli elementi del gruppo 13

Arseniuro di sodio

È un solido cristallino di colore viola scuro avente formula Na₃As preparato a 200-400 °C a partire dagli elementi:

3 Na + As → Na₃As

È utilizzato come semiconduttore

Arseniuro di calcio

L’arseniuro di calcio è un solido cristallino utilizzato come semiconduttore. Ha  formula Ca₃As₂ e può essere preparato a partire dagli elementi.

Poiché l’arsenico sublima a 614 °C e il calcio fonde a 839 °C, quest’ultimo è fuso a circa 875°C in un’atmosfera inerte e i vapori di arsenico sono trasportati nella zona di reazione da un flusso di gas argon:

3 Ca + 2 As → Ca₃As₂

Arseniuri degli elementi del gruppo 12

Arseniuro di cadmio

L’arseniuro di cadmio ha formula  Cd₃As₂

Si decompone termicamente a una temperatura compresa tra 220 e 280°C secondo la reazione:

2 Cd₃As_2(s) → 6 Cd_(g) + As_4(g)

È un semiconduttore ed è utilizzato in rivelatori a infrarossi, sensori di pressione, magnetoresistori e fotorilevatori.

Arseniuro di zinco

È un solido cristallino di colore grigio che si prepara dagli elementi secondo la reazione:

3 Zn + 2 As → Zn₃As₂

È utilizzato come semiconduttore

Arseniuro di mercurio

È un solido amorfo di colore nero presente nel minerale atheneite spesso associato a depositi di oro e palladio

Arseniuro di boro

Ha formula BAs ed è l’unico semiconduttore con conduttività termica elevata. Per le sue proprietà trova applicazioni  nelle celle solari, nei dispositivi che producono energia elettrica accoppiando un emettitore beta radioattivo a una giunzione a semiconduttore e nell’elettronica spaziale.

Altri arseniuri degli elementi del Gruppo 13

Gli arseniuri di alluminio, gallio, indio e tallio hanno formula e sono caratterizzati da una elevata mobilità di portatori di carica e da una banda di energia proibita diretta. Ciò implica che possono essere utilizzati per emettere luce in modo efficiente.

Sono  semiconduttori comunemente usati per produrre dispositivi come diodi emettitori di infrarossi, diodi laser, circuiti integrati a frequenze di microonde e celle fotovoltaiche.