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Arsen

As, Element der Hauptgruppe V des Periodensystems, Ordnungszahl 33. Arsen besitzt die Elektronenkonfiguration [Ar]3d104s24p3 und besteht in der Natur zu 100% aus dem Isotop Arsen. Technisch wird Arsen in intermetallischen Verbindungen mit Aluminium, Gallium und Indium für III-V-Halbleiter verwendet, z.B. GaAs1-xPx für Leuchtdioden und Infrarotstrahler. Für GaAs beträgt die Energielücke DE = 138 kJ mol-1 (Emission von infraroter Strahlung mit l = 870nm). Bei x = 0,4 ist DE = 184 kJ mol-1 (rot, l = 650nm) und bei x > 0,4 ist DE = 218 kJ mol-1 (grün, l = 550nm). Halbleiterlaser mit der Struktur GaAs-AlxGa1-xAs arbeiten kontinuierlich bei mindestens 3000K und emittieren Strahlung im sichtbaren und dem nahen infraroten Bereich. Der Halbleiter InAs wird für Leuchtdioden und Hall-Generatoren verwendet. [AFM]

 

Arsen 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche

Häufigkeit

[%]

Atom-

masse

Halbwerts-

zeit T1/2

Verwendung

73As

0

72,923827

80,3 d

Tracer

74As

0

73,923827

17,78 d

Tracer

75As

100

74,921594

stabil

NMR

76As

0

75,922393

26,3 h

Tracer

 

Arsen 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

Ordnungszahl

33

Relative Atommasse (12C = 12,0000)

74,92159

Dichte (293 K) [gcm-3]

a-As: 5,73

b-As: 4,70

Molvolumen [cm3]

a-As: 12,95

b-As: 15,90

Oxidationszahlen

AsIII, AsV

Photoelektrische Arbeit [eV]

3,75

Kristallstruktur

            a-As, rhomboedrisch

            b-As (gelb), hexagonal, amorph

            grau

Gitterkonstante [nm]

a = 0,41318; a = 54°10´

a = 0,3760; c = 0,010548

Raumgruppe

            a-As

 

R3m

 

Arsen 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur (sublimiert) [K]

886

Schmelztemperatur (a-As) (28 atm) [K]

1090

Siedeenthalpie [kJmol-1]

 31,9

Schmelzenthalpie [kJmol-1]

 27,7

Wärmeleitfähigkeit (a-As) [Wm-1K-1]

 50,0

Spezifische Wärme [kJkg-1K-1]

 328

Spezifischer Widerstand [10-8Wm]

 33,3

Übergangstemperatur Supraleiter (12 MPa) [K]

0,5

Spezifische magnetische Suszeptibilität

a-As[10-10kg-1m3]

b-As [10-9kg-1m3]

 

 -9,17

-3,97

 

Arsen 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

 4S3/2

1. Ionisierungsenergie [eV]

 9,82

2. Ionisierungsenergie [eV]

 18,589

Elektronenaffinität [eV]

 0,81

Elektronegativität (Pauling)

 2,18

effektive Kernladung (Slater)

 6,30

Magnetisches Moment [mB]

 3,873

Ionenradius (As5+) [nm]

 0,046

Kovalenzradius [nm]

 0,121

v.d. Waals-Radius [nm]

 0,200

Atomradius [nm]

 0,125

Kernspin (75As)

 3/2

Magnetisches Moment (75As) [mK]

 1,439

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

 4,3

 

 

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