ヒ素化合物

ヒ素の化合物は、周期表の同じグループ（列）を占めるリンの化合物といくつかの点で似ています。ヒ素の最も一般的な酸化状態は、合金のような金属間化合物であるヒ化物では-3 、亜ヒ酸塩では+3 、ヒ酸塩およびほとんどの有機ヒ素化合物では+5です。ヒ素は、四角形Asに見られるように、容易に自分自身と結合します。^{3−4 3−4}
_{4 ...}鉱物スクッテルダイト中のヒ素イオン。^[1] +3の酸化状態では、ヒ素は孤立電子対の影響により典型的にはピラミッド型になります。^[2]

無機化合物

最も単純なヒ素化合物の1つは、毒性が高く、可燃性で、自然発火性のヒ素（AsH ₃）である三水素化物です。この化合物は室温ではゆっくりとしか分解しないため、一般的に安定していると考えられています。250〜300 °Cの温度では、ヒ素と水素への分解は迅速です。^[3]湿度、光の存在、特定の触媒（アルミニウムなど）などのいくつかの要因が分解速度を促進します。^{[4]空気中では容易に酸化されて三酸化ヒ素と水を形成し、}酸素の代わりに硫黄とセレンでも同様の反応が起こります。^[3]

ヒ素は、無色、無臭の結晶酸化物 As ₂ O ₃（「白ヒ素」）およびAs ₂ O ₅を形成し、吸湿性があり、水に溶けやすく酸性溶液を形成する。ヒ素（V）酸は弱酸であり、塩はヒ酸塩と呼ばれ、^[5]地下水の最も一般的なヒ素汚染であり、多くの人々に影響を与える問題である。合成ヒ酸塩には、シェーレグリーン（ヒ酸第二銅、酸性ヒ酸銅）、ヒ酸カルシウム、ヒ酸水素鉛がある。これら3つは、農業用殺虫剤および毒物として使用されている。

ヒ酸塩とヒ酸の間のプロトン化段階は、リン酸とリン酸の間の段階に似ています。亜リン酸とは異なり、ヒ酸は真の三塩基であり、化学式はAs(OH) ₃です。^[5]

ヒ素の硫黄化合物は多種多様であることが知られている。黄黄（As ₂ S ₃）と鶏冠石（As ₄ S ₄）は比較的豊富に存在し、かつては絵画用顔料として使われていた。As ₄ S _{10では、ヒ素はAs}₄ S ₄の形式酸化状態が+2であり、As-As結合を特徴とするため、Asの総共有原子価は依然として3である。^[6]黄黄と鶏冠石、およびAs ₄ S ₃にはセレン類似体があり、類似体のAs ₂ Te _{3 は}鉱物カルグーリアイトとして知られており、^[7]アニオンAs ₂ Te ^−はコバルト錯体の配位子として知られている。^[8]

ヒ素(III)の三ハロゲン化物は、アスタチドを除いてすべてよく知られていますが、アスタチドは知られていません。五フッ化ヒ素(AsF ₅ )は、+5の酸化状態の安定性が低いことを反映して、唯一の重要な五ハロゲン化物です。それでも、非常に強力なフッ素化剤および酸化剤です。(五塩化物は-50℃以下でのみ安定しており、この温度では三塩化物に分解し、塩素ガスを放出します。^[9] )

合金

ヒ素は、III-V族半導体であるガリウムヒ素、インジウムヒ素、アルミニウムヒ素の第15族元素として使用されています。^[10] GaAsの価電子数はSi原子のペアと同じですが、バンド構造が完全に異なるため、異なるバルク特性が生じます。^[11]その他のヒ素合金には、II-V半導体であるカドミウムヒ素があります。^[12]

有機ヒ素化合物

トリメチルアルシン

有機ヒ素化合物にはさまざまな種類があることが知られている。第一次世界大戦中には、ルイサイトなどの発疹剤やアダムサイトなどの嘔吐剤など、化学兵器として開発されたものもあった。^[13]^[14]^[15]歴史的にも実用的にも興味深いカコジル酸は、三酸化ヒ素のメチル化反応から生成する。この反応は、リン化学では類似するものがない。カコジルは、最初に知られた有機金属化合物（ヒ素は真の金属ではないが）であり、その悪臭からギリシャ語の「悪臭」を意味するκακωδίαにちなんで名付けられた。非常に有毒である。^[16]

参照

参考文献

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