زرنيخ
الخواص الكيميائية > المركبات الكيميائية

يشكّل الزرنيخ عدداً من المركّبات الكيميائية تتراوح فيها حالة الأكسدة بين -3 في مركّبات الزرنيخيد، وحالة الأكسدة +3 في مركّبات الزرنيخيت، وحالة الأكسدة +5 في مركّبات الزرنيخات وأغلب مركّبات الزرنيخ العضوية.
يعدّ الأرسين AsH3 من أبسط مركّبات الزرنيخ، وهو مركّب ثلاثي الهيدريد، ويتميّز بأنّه سامّ جداً وتلقائي الاشتعال؛ وهو شبه مستقر، ولكنه يتفكّك ببطءٍ عند درجة حرارة الغرفة، لكن عند درجات حرارة تتراوح بين 250-300 °س فإنّ المركّب يتفكّك بسرعة إلى مكوّناته من الزرنيخ والهيدروجين. توجد عدّةُ عوامل ذات تأثيرٍ على سرعة تفكك الأرسين، منها نسبة الرطوبة ومقدار التعرّض للضوء ووجود حفّاز مناسب، مثل الألومنيوم. يتأكسد هذا المركّب بسهولة بأكسجين الهواء إلى ثلاثي أكسيد الزرنيخ والماء، ويمكن أن تحدث تفاعلات مناظرة عند وجود الكبريت أو السيلينيوم بدلاً من الأكسجين.
يتشكّل أكسيد الزرنيخ الثلاثي As2O3 (أبيض الزرنيخ) ناتجاً أساسياً عند أكسدة هذا العنصر، حيث يُستحصَل على شكل بلّورات بيضاء؛ في حين أنّ الأكسدة اللاحقة بالمؤكسدات تعطي أكسيد الزرنيخ الخماسي As2O5، والذي يتميّز بقابلية الاسترطاب وسهولة الانحلالية في الماء. تعطي حلمهة ثلاثي أكسيد الزرنيخ حمض الزرنيخوز H3AsO3، والذي يمكن أن تكتب صيغته على الشكل As(OH)3؛ وتسمّى أملاحه بالزرنيخيت، ومن أمثلتها زرنيخيت الصوديوم NaAsO2 وزرنيخيت البوتاسيوم KAsO2 وزرنيخيت النحاس الهيدروجيني CuHAsO3 (أخضر شيله). أمّا حمض الزرنيخيك H3AsO4، فهو حمض ضعيف أيضاً، وتسمّى أملاحه بالزرنيخات؛ ومن أمثلتها زرنيخات الكالسيوم Ca3(AsO4)2 وزرنيخات البوتاسيوم الهيدروجينية KH2AsO4 وكذلك زرنيخات الرصاص الهيدروجينية PbHAsO4.
هناك طيفٌ واسعٌ من المركّبات بين الزرنيخ والكبريت، منها كبريتيد الزرنيخ الثلاثي As2S3 (في معدن الرهج الأصفر) و As4S4 (في معدن رهج الغار)؛ بالإضافة إلى كبريتيد الزرنيخ الخماسي As2S5 كما يدخل الزرنيخ بشكلٍ مناظرٍ في مركّبات السيلينيد مثل سيلينيد الزرنيخ الثلاثي As2Se3؛ وكذلك مركّبات التيلوريد، حيث أنّ أنيون −As2Te معروف بكونه ربيطة في معقّدات الكوبالت. كما تُعرَف أيضاً مركّبات ثلاثي هاليد الزرنيخ المختلفة (الفلوريد AsF3 والكلوريد AsCl3 والبروميد AsBr3 واليوديد AsI3) وكذلك رباعي يوديد ثنائي الزرنيخ As2I4؛ أمّا بالنسبة لمركّبات خماسي هاليد الزرنيخ فأشهرها فلوريد الزرنيخ الخماسي AsF5 (خماسي فلوريد الزرنيخ)، وهو مُفَلورٌ ومؤكسدٌ قوي. أمّا كلوريد الزرنيخ الخماسي (خماسي كلوريد الزرنيخ) فهو مستقرّ فقط عند درجات حرارة أدنى من −50 °س، إذ يتفكّك عندها إلى ثلاثي كلوريد الزرنيخ وغاز الكلور.
تعدّ مركّبات الزرنيخيدات مثل زرنيخيد الغاليوم GaAs وزرنيخيد الإنديوم InAs وزرنيخيد الألومنيوم AlAS ذات أهميّة صناعية رغم سمّيّتها، لكونها من أشباه الموصلات.
بشكلٍ مشابهٍ للأمينات والفوسفانات فإنّ الزرنيخ يشكّل المركّبات العضوية الموافقة بدلاً من النتروجين والفوسفور على الترتيب، ومن أوضح الأمثلة عليها مركّب ثلاثي ميثيل الزرنيخ أو ثلاثي فينيل الزرنيخ. كما يدخل الزرنيخ على شكل ذرّةٍ غير متجانسة في المركّبات الحلقية مثل الأرسول أو الأرسينين، وهما مشابهان بنيويان للبيرول والبيريدين، على الترتيب.
هناك عددٌ معتبرٌ من مركّبات الزرنيخ العضوية، وقد طُوّر العديد منها أثناء تجهيز ترسانة الأسلحة الكيميائية في الحرب العالمية الأولى، ومن ضمنها المُنَفِّطات مثل مركّب لويسيت، والمُقَيِّئات مثل الأدامسيت. يعدّ حمض الكاكوديليك من الأمثلة على الاستخدامات العملية لمركّبات الزرنيخ العضوية، وهو يُستحصَل من مثيلة ثلاثي أكسيد الزرنيخ، وهو تفاعل لا مقابل له في كيمياء الفوسفور. كان الكاكوديل أول مركّب عضوي فلزّي جرى تحضيره، وتشتقّ تسميته من الكلمة الإغريقية «كاكوديا κακωδἰα» والتي تعني مقزّز أو كريه، إشارةً إلى رائحته المنفّرة.