锑化合物是化学元素锑(Sb)所形成的化合物。在锑化合物中,锑主要呈现+3和+5价,其+3价的阳离子在水中水解,一般以的形式存在,而不是。
卤化物、卤氧化物及卤代酸盐
锑可以形成+3价和+5价的卤化物。+3价的四种卤化物均是已知的,除三碘化锑为红色晶体外,其余均为无色晶体。
: Sb2O3 + 6 HF → 2 SbF3 + 3 H2O
它可用于制备有机氟化物。其余三卤化锑可由金属锑和相应的卤素反应得到。
: 2 Sb + 3 X2 → 2 SbX3 (X=Cl、Br或I)
浓盐酸和硫化锑反应也能得到得到三氯化锑,它可以通过重结晶或蒸馏来提纯。三氯化锑可以溶解很多氯化物,得到导电的溶液。
氯氧化锑由三氯化锑水解得到,白色的水解产物可以溶于酒石酸或硫代硫酸钠,形成[SbO(C4H4O6)]−和[Sb(S2O3)3]3−而溶解。将三氯化锑溶于较浓的盐酸,形成氯锑酸盐而抑制SbOCl沉淀的生成。它和强还原剂反应,放出剧毒的锑化氢:
: SbCl5 + 5 HF → SbF5 + 5 HCl
: SbF3 + F2 → SbF5
五氯化锑可由三氯化锑的进一步氯化得到。
: SbCl3 + Cl2 → SbCl5
这两种卤化物都能形成六卤配离子。三氯化锑在氯化铯的存在下被氯气部分氧化,生成深蓝色的Cs2SbCl6,其结构与黑色的(NH4)2SbBr6类似,由[SbX6]3−和[SbX6]−构成。
氧化物、氢氧化物及含氧酸盐
锑和氧气反应得到三氧化二锑(Sb4O6),它以二聚体的形式存在。简单的分子Sb2O3只有在高温下存在。三氧化二锑溶于浓酸或有配位性的酸,形成相应的盐或配离子,如溶于硫酸生成硫酸锑(Sb2(SO4)3);它也能溶于碱形成亚锑酸盐。氢氧化锑(Sb(OH)3)是未知的,目前仅已知Sb2O3·xH2O这一水合物。
五氧化二锑(Sb4O10)可由五氯化锑的水解得到。其胶体可由三氧化二锑和过氧化氢反应得到:
: Sb4O6 + 4H2O2 Sb4O10 + 4 H2O
在硫酸介质中,过硫酸铵氧化三氧化二锑也能得到五氧化二锑。五氧化二锑的酸性比三氧化二锑强,可溶于碱形成锑酸盐。在工业上以五氯化锑制备锑酸盐,为使碱的用量减少而节约成本,会先将氯化物水解,再用氢氧化钠进行反应。将三氧化二锑溶于氢氧化钠得到的亚锑酸盐用过氧化氢氧化,也是工业上制备锑酸盐的方法之一。六羟基合锑酸钾(K[Sb(OH)6])在强碱性的条件下可以将钠离子沉淀。
硫属化物及硫代酸盐
锑的硫化物在自然界中以辉锑矿的形式存在。硫化锑可溶于碱金属硫化物溶液或氢氧化物溶液硒化锑可由锑和硒的单质直接反应得到,它可用作光学材料,如用于太阳能电池中。
硫化锑和氯化亚铜、三氯化铝在离子液体中反应,可以得到橙红色的[Cu(Sb2S3)][AlCl4]晶体。
: Sb2S3 + CuCl + AlCl3 → [Cu(Sb2S3)][AlCl4]
碲化锑也可由相似的元素化合反应制备,或以三氯化锑、亚碲酸钠为原料,由还原剂硼氢化钠还原制得。混合硫属化物(如Sb2Te2Se)是已知的,可由单质在高温下按化学计量比反应得到。
参考文献
参考书籍
- 项斯芬 等. 无机化学丛书 第四卷 氮 磷 砷分族. 科学出版社. ISBN 9787030305480
- Catherine E. H., Alan G. S. Inorganic Chemistry (2nd ed). Pearson Education Limited 2001, 2005. ISBN 0130-39913-2
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