Антимониды

Антимониды (стибиды) — соединения сурьмы с другими элементами. Примеры: антимонид галлия, антимонид индия, стибин. Соединения в основном интерметаллические.

Свойства различных антимонидов

• 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 Cs2Sb — 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. 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 (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:

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