Arséniure de zinc

Arséniure de zinc
__ Zn^2+     __ As^3− Structure cristalline de l'arséniure de zinc
Identification
N^o CAS	12006-40-5
N^o ECHA	100.031.338
N^o CE	234-486-2
PubChem	25147458
SMILES	[Zn].[Zn]=[As].[Zn]=[As] PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1S/2As.3Zn Std. InChIKey : RHKSESDHCKYTHI-UHFFFAOYSA-N
Apparence	solide gris argenté[1]
Propriétés chimiques
Formule	As2Zn3Zn3As2
Masse molaire[2]	345,98 ± 0,06 g/mol As 43,31 %, Zn 56,7 %,
Propriétés physiques
T° fusion	1 015 °C[1]
Masse volumique	5,528 g·cm^-3[1] à 20 °C
Précautions
SGH[1]
Danger H410, P261, P264, P311, P301+P310, P304+P340 et P403+P233 H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P264 : Se laver … soigneusement après manipulation. P311 : Appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P301+P310 : En cas d'ingestion : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P304+P340 : En cas d'inhalation : transporter la victime à l’extérieur et la maintenir au repos dans une position où elle peut confortablement respirer. P403+P233 : Stocker dans un endroit bien ventilé. Maintenir le récipient fermé de manière étanche.
NFPA 704[1]
0 3 0
Transport[1]
-    1557    Numéro ONU : 1557 : COMPOSÉ SOLIDE DE L’ARSENIC, N.S.A., inorganique, notamment : arséniates, n.s.a., arsénites n.s.a. et sulfures d’arsenic, n.s.a. Classe : 6.1 Étiquette : 6.1 : Matières toxiques Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Composés apparentés
Autres cations	Arséniure de cadmium
Autres anions	Phosphure de zinc
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'arséniure de zinc est un composé chimique de formule Zn₃As₂. Il se présente sous la forme d'un solide gris argenté semiconducteur II-V^[3] ayant une largeur de bande interdite de 1,0 eV^[4].

Il présente une structure cristalline tétragonale centrée de groupe d'espace I4₁cd (n^o 110) avec les paramètres cristallins a = 1 178 pm et c = 2 364 pm. Les atomes de zinc occupent trois sites cristallographiques distincts mais sont tous coordonnés aux atomes d'arsenic avec une géométrie tétraédrique tandis que les atomes d'arsenic sont coordonnés chacun à six atomes de zinc. Cette structure est très semblable à celle de l'arséniure de cadmium Cd₃As₂, du phosphure de zinc Zn₃P₂ et du phosphure de cadmium Cd₃P₂, le système quaternaire Zn-Cd-P-As (en) formant des solutions solides continues^[5].

D'autres structures sont observées à températures plus élevées^[6], une seconde phase tétragonale à 190 °C et une troisième phase à 651 °C^[7].

L'arséniure de zinc peut être obtenu en faisant réagir du zinc avec de l'arsenic sous atmosphère d'azote à 700 °C^[6] :

3 Zn + 2 As ⟶ Zn₃As₂.

Il se décompose sous l'action des acides en libérant de l'arsine AsH₃^[6] :

Zn₃As₂ + H₂SO₄ ⟶ 3 ZnSO₄ + 2 AsH₃.

Dans l'industrie des semiconducteurs, l'arséniure de zinc est utilisé pour le dopage et la production d'arsine^[8],[9].

Notes et références

1. « Fiche du composé Zinc arsenide, 99.999% (metals basis)  », sur Alfa Aesar (consulté le 28 mai 2021).
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) Edward D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press, 1998, p. 595. (ISBN 0-12-544423-0)
4. (en) J. R. Botha, G. J. Scriven, J. A. A. Engelbrecht et A. W. R. Leitch, « Photoluminescence properties of metalorganic vapor phase epitaxial Zn₃As₂ », Journal of Applied Physics, vol. 86, n^o 10,‎ novembre 1999, p. 5614-5618 (DOI 10.1063/1.371569, Bibcode 1999JAP....86.5614B, lire en ligne)
5. (en) V. M. Trukhan, A. D. Izotov et T. V. Shoukavaya, « Compounds and solid solutions of the Zn-Cd-P-As system in semiconductor electronics », Inorganic Materials, vol. 50,‎ 2014, p. 868-873 (DOI 10.1134/S0020168514090143, lire en ligne)
6. (de) Georg Brauer, en collaboration avec Marianne Baudler, Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, 3^e éd. révisée, vol. I, 1975, p. 1033. (ISBN 3-432-02328-6)
7. (en) H. Okamoto, « The As-Zn (arsenic-zinc) system », Journal of Phase Equilibria, vol. 13,‎ 1992, p. 155-161 (DOI 10.1007/BF02667479, lire en ligne)
8. (en) Jeanne Mager Stellman, Encyclopaedia of Occupational Health and Safety: Chemical, industries and occupations, International Labour Organization, 1998, p. 83.24. (ISBN 92-2109816-8)
9. (en) Anthony C. Jones et Michael L. Hitchman, Chemical Vapour Deposition: Precursors, Processes and Applications, Royal Society of Chemistry, 2009, p. 546. (ISBN 0-85404-465-5)