三硫化アンチモン

三硫化アンチモン
名前
	IUPAC名硫化アンチモン(III ; )
	その他の名前硫化アンチモン; 三硫化アンチモン; 硫化アンチモン; アンチモン朱; 黒アンチモン; アンチモン硫黄;
識別子
CAS番号	1345-04-6 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	17621613;
ECHA 情報カード	100.014.285
パブケム CID	16689752;
ユニ	F79059A38U ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID6030732;
	InChI InChI=1S/3O.2Sb キー: IHBMMJGTJFPEQY-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 S=[Sb]S[Sb]=S;
プロパティ
化学式	2 3 ...
モル質量	339.70 グラムモル−1
外観	灰色または黒色の斜方晶系結晶（輝安鉱）
密度	4.562g cm −3（輝安鉱）
融点	550 °C (1,022 °F; 823 K) (輝安鉱)
沸点	1,150 °C (2,100 °F; 1,420 K)
水への溶解度	0.00017 g/(100 mL) (18 °C)
磁化率（χ）	−86.0·10 −6 cm 3 /モル
屈折率( n D )	4.046
熱化学
熱容量 ( C )	123.32 J/(モル·K)
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	−157.8 kJ/モル
危険
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	2 0 0
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	> 2000 mg/kg（ラット、経口）
	NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 0.5 mg/m 3（アンチモンとして）
REL (推奨)	TWA 0.5 mg/m 3（アンチモンとして）
関連化合物
その他の陰イオン	三酸化アンチモン; 三セレン化アンチモン; テルル化アンチモン;
その他の陽イオン	三硫化ヒ素; 硫化ビスマス(III)
関連化合物	五硫化アンチモン
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。インフォボックス参照

三硫化アンチモン（Sb ₂ S ₃）は、結晶質鉱物の輝安鉱と非晶質の赤色鉱物（実際は鉱物質）^[3]メタ輝安鉱として自然界に存在します。^[4]安全マッチ、軍用弾薬、爆薬、花火に使用するために製造されています。また、ルビー色のガラスの製造やプラスチックの難燃剤としても使用されています。^[5]歴史的に、輝安鉱の形態は16世紀に制作された絵画の灰色の顔料として使用されていました。^[6] 1817年、染料および織物化学者のジョン・マーサーは、非化学量論的化合物であるアンチモンオレンジ（近似式Sb ₂ S ₃ ·Sb ₂ O ₃ ）を発見しました。これは綿織物の印刷に使用できる最初の良質なオレンジ顔料でした。 ^[7]

三硫化アンチモンは、ビジコンカメラの管の画像感度光伝導体としても使用されていました。これは、1.8～2.5 eVの直接バンドギャップを持つ半導体です。 ^[^要出典^]適切なドーピングにより、p型およびn型の材料を製造できます。^[8]

準備と反応

Sb ₂ S _3は500～900℃の温度で元素から製造できる：^[5]

2 Sb + 3 S → Sb ₂ S ₃

Sb ₂ S _3は、H ₂ Sを酸性のSb(III)溶液に通すと沈殿します。 ^[9]この反応はアンチモンを測定するための重量法として使用され、熱いHCl中のSb(III)化合物の溶液にH ₂ Sを泡立てると、オレンジ色のSb ₂ S ₃が沈殿し、反応条件下では黒くなります。^[10]

Sb ₂ S ₃は容易に酸化され、酸化剤と激しく反応する。^[5]空気中では青い炎を出して燃える。カドミウム、マグネシウム、亜鉛の塩素酸塩と白熱反応する。Sb ₂ S ₃と塩素酸塩の混合物は爆発することがある。^[11]

アンチモン鉱石からアンチモンを抽出する際には、アルカリ硫化法が用いられ、Sb ₂ S ₃が反応してチオアンチモン酸塩（III）（チオアンチモナイトとも呼ばれる）を形成する。^[12]

3 Na ₂ S + Sb ₂ S ₃ → 2 Na ₃ SbS ₃

Sb ₂ S ₃からは、さまざまなチオアンチモン酸(III)イオンを含む塩を多数調製することができる。これらには以下が含まれる: ^[13]

[SbS ₃ ] ³⁻、[SbS ₂ ] ⁻、[Sb ₂ S ₅ ] ⁴⁻、[Sb ₄ S ₉ ] ⁶⁻、[Sb ₄ S ₇ ] ²⁻および [Sb ₈ S ₁₇ ] ¹⁰⁻

シュリッペ塩Na ₃ SbS ₄ ·9H ₂ Oは、Sb ₂ S _3を硫黄と水酸化ナトリウムとともに沸騰させたときに生成されるチオアンチモン酸塩である。反応は次のように表される：^[9]

Sb ₂ S ₃ + 3 S ²⁻ + 2 S → 2 [SbS ₄ ] ³⁻

構造

Sb ₂ S ₃の黒い針状の形態である輝安鉱の構造は、連結したリボンで構成され、その中でアンチモン原子は、三角錐と四角錐の2つの異なる配位環境にあります。^{[9]同様のリボンは、}Bi ₂ S ₃とSb ₂ Se ₃にも見られます。^[14]赤い形態であるメタ輝安鉱は非晶質です。最近の研究では、輝安鉱には、以前に特定された高温形態である輝安鉱 (I)、輝安鉱 (II)、および輝安鉱 (III) と呼ばれる、密接に関連した温度依存構造がいくつかあることが示唆されています。^[15]他の論文では、アンチモンの実際の配位多面体は、M1サイトで(3+4)配位、M2サイトで(5+2)配位のSbS ₇^{であることが示されています。 [}^{説明が必要}^]これらの配位は、二次結合の存在を考慮しています。二次結合のいくつかは凝集力を付与し、パッキングと関連しています。^[16]

参考文献

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[PGCH-2] NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0036」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。

[3] 「メタスティブナイト」.

[4] チリ、コピアポ、パンパ・ラルガ、ミナ・アラクラン産のスーパージェネ変成岩、アラン・H・クラーク、『アメリカ鉱物学者』第55巻、1970年

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[6] イーストオー、ニコラス（2004年）。顔料大全：歴史的顔料辞典。バターワース・ハイネマン。p.359。ISBN 978-0-7506-5749-5。

[7] パーネル、エドワード A (1886)。『ジョン・マーサーの生涯と功績』ロンドン：ロングマンズ、グリーン＆カンパニー、p. 23。

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[HOWI-9] Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001)、Wiberg, Nils (ed.)、Inorganic Chemistry、Eagleson, Mary 訳、Brewer, William、サンディエゴ/ベルリン: Academic Press/De Gruyter、p. 765-766、ISBN 0-12-352651-5

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[11] 有害実験室化学物質廃棄ガイド、第 3 版、CRC プレス、2003 年、マーガレットアンアーマー、ISBN 9781566705677

[Anderson2012-12] Anderson, Corby G. (2012). 「アンチモンの冶金学」. Chemie der Erde - Geochemistry . 72 : 3–8. Bibcode :2012ChEG...72....3A. doi :10.1016/j.chemer.2012.04.001. ISSN 0009-2819.

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[14] ウェルズ AF (1984)構造無機化学第 5 版オックスフォードサイエンスパブリケーションズISBN 0-19-855370-6

[15] Kuze S., Du Boulay D., Ishizawa N., Saiki A, Pring A.; (2004)、290K以下での単斜晶系の輝安鉱Sb2S3のX線回折による証拠、American Mineralogist、9(89)、1022-1025。

[16] Kyono, A.; Kimata, M.; Matsuhisa, M.; Miyashita, Y.; Okamoto, K. (2002). 「Sb 5s 2 不活性電子対の軌道重なりを示す輝安鉱の低温結晶構造」.鉱物の物理と化学. 29 (4): 254–260. Bibcode :2002PCM....29..254K. doi :10.1007/s00269-001-0227-1. S2CID 95067785.