Антимони́ды (стиби́ды) — группа химических соединений сурьмы с другими элементами (как правило интерметаллические).
По свойствам близки к антимонидам антимонохалькогениды MSbX, где X = S, Se, Те. Эти соединения металлоподобны или являются полупроводниками, при низких температурах некоторые из них становятся сверхпроводниками.
Свойства различных антимонидов +Свойства наиболее изученных антимонидовПоказательAlSbGaSbInSbZnSbCdSbCs3SbNiSbtпл., °C1060712525.25464567251160ρ, г/см³4,2185,61375,77516,366,664,468,69Твердость по Моосу4,84,53,8———5,5ΔH°обр., кДж/моль-49,23-44,2-30,66-17-25,6-200-66,2S°298, Дж/(моль·К)64,3676,1787,44489,694,7226—ΔH°пл., кДж/моль82,165,1947,7—32,1——Ширина запрещённой зоны (300 К), эВ1,60,790,180,440,561,6—Подвижность электронов (300 К), см²/(В·с)20040001 (77 K)————Подвижность дырок (300 К), см²/(В·с)3308009100 (77 K)5751980200-600—
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 Cs3Sb — 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.
Триантимонид тетрасамария при температуре 168 К переходит в ферромагнитное состояние
Использование Антимонид галлия — для создания светодиодов, работающих в инфракрасной области спектра, туннельных диодов. Антимонид индия — в полупроводниковых инфракрасных фоточувствительных датчиках, Антимонид цинка — в транзисторах, инфракрасных детекторах и тепловизорах, а также магниторезистивных устройств.
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. Примеры Диантимонид празеодима Диантимонид родия Тетраантимонид пентаниобия Триантимонид пентапразеодима Триантимонид пентасамария Триантимонид родия Триантимонид тетрапразеодима
Примечания
*