Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
424
Типографский сплав для отливки шрифтов должен иметь невысокую температуру плавления и большую твердость, обеспечивающую возможно большее число оттисков. Типографские сплавы содержат до 20% сурьмы.
Со многими металлами БЬ и ЕИ образуют интерметаллические соединения, многие из них обладают хорошими полупроводниковыми свойствами (1пБЬ и т. д.) "и нашли широкое применение в электронике. Для электроники требуется очень высокая чистота металлов, поэтому они подвергаются дополнительной специальной очистке. Сами по себе БЬ и В1 обладают сравнительно малой электрической проводимостью.
Химические свойства р-металлов УА-группы. БЬ и ЕИ образуют много соединений преимущественно со степенью окисления +3, но особой химической активности не проявляют (табл. 13.11).
Таблица 13.11. Некоторые физико-химические свойства р-металлов V группы
Металл г Электронная формула Радиусы, им Потенциал ионизации, В Электро-отрица-тельниегь Электродный потенциал, в Удельное сопротивление, мкОм X' чем • Ю3
А" А3 " д8 +
БЬ В! 51 83 5за5р3 6б,2бр3 0,161 0,182 0,09 0,12 0,062 0,074 8,64 7,27 1,9 1,9 + 0,24 + 0,20 39,0 109,0
Взаимодействие с элементарными окислителями. Гидриды р-металлов УА-группы БЬН3, ВШ3 — газообразные и очень неустойчивые соединения. Строение этих гидридов приближается к строению аммиака, но полярность значительно меньше (рвыт, = = 0,0726 • 10~~29 Кл • м; рВ|н3 =0,0396- 10~29 Кл • м). Образуются они косвенным путем, через соединения активных металлов с этими элементами:
Мд3БЬ2 + 6НС1 -»- 2БЬН3| 4- 2МдС12
стибии
Висмутин В1Н3 образуется аналогично, но еще более неустойчив.. Оба соединения эндотермичны: АН^ьи,) — +• 67 кДж/моль; ДНшн;, = = +147 кДж/моль. Газообразные гидриды БЬН3 и В1Н3 очень ядовиты (!), хотя и уступают в этом отношении арсину АзН3.
Поскольку гидриды р-элементов УА-группы образуются попутно во время растворения в соляной кислоте активных металлов (например, цинка), загрязненных Аз, БЬ или Вг.
7м + 2НС1-*2пС1а + 2Н; Аз + ЗН-^АвНд
арсин
этот процесс при несоблюдении, мер предосторожности может привести к несчастным случаям!
Г а л и д ы р-металлов УА-группы образуются непосредственно соединением компонентов: порошок сурьмы воспламеняется в газообразном хлоре:
2БЬ + 5С1а-»-25ЬС1в
425
Пентахлорид сурьмы используется в органическом синтезе при хлорировании органических соединений; при этом сурьма понижает свою степень окисления:
С2Н6 + SbCl5-^C2H5Cl + SbCla + HCl
Со фтором образуются пентафториды SbF5 и BiF5.
SbClg — амфотерное соединение, которое может рассматриваться как соль сурьмы в степени окисления +3, но при гидролизе образует ортосурьмянистую кислоту НзБЬОз:
SbCl3 + ЗНаО ^ H3Sb03 + 3HCI
Гидролиз SbCl3 — процесс обратимый, и осадок вновь переходит в раствор при увеличении концентрации HCl.
BiCl3 —- соль висмута ( + 3) ив водных растворах сильно гид-ролизуется.
Оксиды р-металлов VA-группы получаются непосредственно при нагревании. Обычно р-металлы VA-группы образуют оксиды с окислительным числом +3, но существуют и высшие оксиды — Sb205 и Bi205; они дают соответствующие кислоты, соли которых являются сильными окислителями — KSb03. Sb203 и Bi203 также образуют соли. Bi203 со щелочами не реагирует и его оксид можно считать основным, в то время как Sb203 дает соли типа Na3Sb03, которые при действии кислот выделяют гидроксид Sb(OH)3:
Na3Sb03 + 3HCl-»-3NaCl + H3Sb03J
Сульфиды р-металлов V группы устойчивы (природные соединения) и соответствуют степени окисления +3. Обычно получаются по реакции
2Bi(N03)3 +3HaS-»-Bi2Sa| +6HNO3
Аналогично реагирует сурьма — любые растворимые соли сурьмы в результате аналогичной реакции также переходят в ее сульфиды.
Взаимодействие с кислотами, водой и щелочами. Вода не взаимодействует с сурьмой и висмутом при обычных температурах, но пары воды окисляют эти металлы при температурах плавления. Обладая положительными электродными потенциалами, сурьма и висмут не могут вытеснять ионы водорода и реагируют только с окисляющими кислотами:
2Bi + 6H2S04-+Bi2(SO„)3 + 3S02f + 6Н20
Азотная кислота растворяет сурьму и висмут:
Sb + 5HN03-.-HSb03 + 5N02f + 2Н20
Степень окисления сурьмы ( + 3 или +5) зависит от условий (концентрация, температура).
13.5. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ СВОЙСТВА
Вещества, электрическая проводимость которых резко изменяется по величине и по характеру (р, п) в зависимости от условий,
426
представляют собой полупроводники. Применение таких веществ в современной технике обусловлено тем, что их свойства позволяют преобразовывать внешнюю информацию (изменение температуры, поглощение лучистой энергии и т.д.) в электрические сигналы, поддающиеся легкой обработке и фиксации. Сами по себе полупроводники позволяют осуществлять сложные радиотехнические схемы в миниатюрном исполнении, так как электрические свойства этих веществ можно изменять в широком диапазоне путем введения дозированных количеств тех или иных легирующих компонентов. Малогабаритность приборов, устойчивость их работы, широта выполняемых функций сделали полупроводниковые материалы необходимыми для приборов управления, связи и контроля в любых областях современной техники.
