Nickelarsenid

Kristallstruktur
__ Ni3+ __ As3-
Allgemeines
Name	Nickelarsenid
Andere Namen	Nickelmonoarsenid Nickelin
Verhältnisformel	NiAs
CAS-Nummer	27016-75-7
Kurzbeschreibung	roter Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	133,62 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	7,57 g·cm−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	968 °C[2]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser (20 °C)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 350i-372-317-410 P: ? EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3] Giftig Umwelt- gefährlich (T) (N) R- und S-Sätze R: 49-43-48/23-50/53 S: 53-45-60-61
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Nickelarsenid NiAs ist eine Verbindung der Elemente Nickel und Arsen und existiert als roter metallischer Feststoff. NiAs ist der Prototyp einer AB-Struktur mit hexagonal-dichtester Kugelpackung.

Vorkommen

Nickelarsenid kommt als Mineral Nickelin (auch Nickelit oder Rotnickelkies) vor, in dem aber auch schwankende Anteile von Eisen, Schwefel und Antimon vorhanden sind.

Nickelarsenid-Struktur

Die Einheitszelle von Nickelarsenid mit Nickelatomen in blau und Arsenatomen in magenta

Arsen-Teilstruktur in Nickelarsenid

Nickel-Teilstruktur in Nickelarsenid

Die NiAs-Struktur mit ihrer hexagonal-dichtester Kugelpackung (Schichtfolge ABAB) der „Anionen“ stellt nach der kubischen NaCl-Struktur den häufigsten AB-Strukturtyp dar, den viele Chalkogenide, Arsenide, Antimonide und Bismutide der Übergangsmetalle annehmen. Die Bindung zwischen Nickel und Arsen hat nur einen geringen ionischen Anteil und besitzt bereits einen starken metallischen Charakter. NiAs kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P6₃/mmc. Die Elementarzelle besitzt die Gitterparameter a = b = 361,8 pm, c = 503,4 pm, α = β = 90° und γ = 120°. Die Nickel-„Kationen“ befinden sich hierbei in den von sechs Arsen-„Anionen“ gebildeten Oktaederlücken der hexagonal dichtesten Kugelpackung, während die Arsenatome von sechs Nickelatomen umgeben sind, die ihrerseits ein trigonales Prisma bilden. Für beide Atomsorten ergibt sich dadurch eine Koordinationszahl von 6 (Koordination = 6:6). Die Verwandtschaft der NiAs-Struktur zur ebenfalls hexagonalen Cadmiumiodidstrukur besteht darin, dass bei Weglassen der Kationen in jeder zweiter Oktaederlückenschicht eine AB2-Schichtstruktur vom CdI₂-Typ entsteht.

Folgende anorganische Verbindungen bzw. Minerale kristallisieren in der NiAs-Struktur:

• Monochalkogenide der Übergangsmetalle der 4. Periode:
  • Sulfide: TiS, VS, CrS, FeS, CoS, NiS
  • Selenide: TiSe, VSe, CrSe, FeSe, CoSe, NiSe
  • Telluride: TiTe, VTe, CrTe, FeTe, CoTe, NiTe

• Zahlreiche Pnictogenide (Verbindungen mit Anionen der 5. Hauptgruppe):
  • Phosphide: VP
  • Arsenide: TiAs, MnAs, CoAs, NiAs
  • Antimonide: TiSb, VSb, CrSb, MnSb, FeSb, CoSb, NiSb, IrSb, PdSb, PtSb
  • Bismutide: MnBi, NiBi, RhBi, InBi, PtBi

• Weitere Minerale: Langistit (Co,Ni)As, Pyrrhotin Fe_1-xS, Stumpflit Pt(Sb,Bi), Sudburyit (Pd,Ni)Sb

Eigenschaften, Verwendung und Sicherheitshinweise

Nickelarsenid wird als Katalysator bei der Entfernung von Metallverunreinigungen aus Kohlenwasserstoffen eingesetzt. Schon aufgrund seiner akuten Toxizität sollte jeglicher Kontakt, z.B. der Haut und der Augen, mit Nickelarsenid vermieden werden. Besonders gefährlich ist die Freisetzung noch giftigerer Nickelverbindungen im Brandfall oder durch Säuren. Im Gegensatz zu vielen anderen Nickelverbindungen scheint Nickelarsenid in manchen Tierversuchen nicht krebserregend zu wirken, jedoch wurde eine Wirkung als krebserregend für den Menschen nachgewiesen. Trotz der Unlöslichkeit von Nickelarsenid in Wasser geht von der Verbindung eine große Gefahr für Wasserorganismen aus.

Einzelnachweise

Literatur

• Holleman/Wiberg. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Berlin, New York: De Gruyter 1995. ISBN 3-11-01-2641-9
• N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemie der Elemente, 1. (korr.) Auflage, Weinheim, Basel, Cambridge, New York, VCH, 1990. ISBN 3-527-26169-9

Weblinks

• Interaktive Kristallstrukturseite (en, weitgehend selbsterklärend)
• Verwendung von NiAs als Katalysator (en)
• Angaben zum krebserregenden Potential (en)