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Arsenwasserstoffe

Chemische Verbindungen von Arsen und Wasserstoff (→ Arsane) sind im Vergleich zu den entsprechenden Verbindungen der Hauptgruppennachbarn Stickstoff und Phosphor nicht sehr zahlreich und sehr instabil. Es sind zurzeit drei Arsane bekannt.

• Arsenwasserstoff (auch Monoarsan oder Arsin genannt) mit der Summenformel AsH₃ ist eine wichtige Ausgangssubstanz zur Herstellung von Galliumarsenid in der Halbleiterindustrie.
• Diarsan (As₂H₄)
• Triarsan (As₃H₅)

Halogenverbindungen

Arsen bildet mit Halogenen binäre Verbindungen vom Typ AsX₃, AsX₅ und As₂X₄ (X bezeichnet das entsprechende Halogen).

• Arsen(III)-fluorid (AsF₃)
• Arsen(V)-fluorid (AsF₅)
• Arsen(III)-chlorid (AsCl₃)
• Arsenpentachlorid (AsCl₅)
• Arsentribromid (AsBr₃)
• Arsentriiodid (AsI₃)
• Diarsentetraiodid (As₂I₄)

Sauerstoffverbindungen

Wichtige Sauerstoffsäuren sind:

• Arsensäure (2 H₃AsO₄ · H₂O), deren Salze als Arsenate oder Arsenate(V) bezeichnet werden und den Phosphaten ähneln. Beispiele sind Calciumarsenat (Ca₃(AsO₄)₂·3H₂O) und Bleihydrogenarsenat (PbHAsO₄), die als Pflanzenschutzmittel verwendet wurden
• Arsenige Säure (H₃AsO₃), deren Salze als Arsenite oder Arsenate(III) bezeichnet werden.

Das wichtigste Arsenoxid ist Arsen(III)-oxid (Arsentrioxid auch Arsenik oder Weißarsenik, As₂O₃, das Anhydrid der Arsenigen Säure), das in der Gasphase in Form von Doppelmolekülen mit der Formel As₄O₆ vorliegt. Es ist amphoter und weist damit auf den Halbmetallcharakter des Arsens hin. Neben As₂O₃ kennt man As₂O₅ (Arsenpentaoxid, das Anhydrid der Arsensäure) und das gemischte Anhydrid der Arsenigen Säure und Arsensäure As₂O₄ (Arsentetraoxid)

Ein historisch wichtiges Färbe- und Pflanzenschutzmittel ist ein Kupfer-Arsen-Oxid mit dem Trivialnamen Schweinfurter Grün (Cu(AsO₂)₂·Cu(CH₃COO)₂)

Schwefelverbindungen

Es bestehen zwei wichtige Arsensulfide, die beide als Minerale in der Natur vorkommen.

• Arsenmonosulfid (Realgar, As₄S₄)
• Arsen(III)-sulfid (Auripigment, As₂S₃)

Arsen-Metall-Verbindungen

Wichtige Verbindungen von Arsen mit Metallen sind

• Galliumarsenid (GaAs), ein wichtiger Halbleiter
• Indiumarsenid (InAs), ein wichtiger Halbleiter
• Nickelarsenid (NiAs)
• Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs)

Organische Verbindungen

In Analogie zu den Aminen und Phosphinen findet man entsprechende Verbindungen mit Arsen anstelle von Stickstoff oder Phosphor. Sie werden als Arsine bezeichnet.

• Dimethylarsin (AsH(CH₃)₂)
• Trimethylarsin (As(CH₃)₃), eine übelriechende Flüssigkeit, die zur Behandlung bakterieller Infektionen und als Pilzschutzmittel Anwendung fand.

Zu den Arsoranen, Verbindungen vom Typ R₅As, wobei R₅ für fünf – möglicherweise unterschiedliche – organische Gruppen steht, zählt man etwa Pentaphenylarsen oder Pentamethylarsen. Fehlt eine der fünf Gruppen, bleibt ein einfach positiv geladenes Ion zurück (R steht wiederum für – möglicherweise verschiedene – organische Gruppen), das man als Arsoniumion (AsR₄)⁺ bezeichnet.

Analog zu den Carbonsäuren lassen sich zwei Klassen arseno-organischer Säuren bilden:

• Arsinsäuren (RR`AsOOH)
• Arsonsäuren (RAsO(OH)₂)

Zudem sind Heteroaromaten mit Arsen als Heteroatom bekannt, wie Arsabenzol, das aus einem Benzolring besteht, in dem ein Kohlenstoffatom durch Arsen ersetzt ist und das somit analog zu Pyridin aufgebaut ist.

Auch homocyclische Arsenverbindungen existieren. Beispiele sind

• Pentamethylcyclopentaarsen (AsCH₃)₅
• Hexamethylcyclohexaarsen (AsCH₃)₆

deren Moleküle einen Fünf- beziehungsweise Sechsring aus Arsenatomen als Rückgrat aufweisen, an den nach außen hin je eine Methylgruppe pro Arsenatom gebunden ist. Eine polycyclische Variante bildet das nebenstehende Molekül, dessen Rückgrat sich aus einem Sechs- und zwei angehefteten Fünfringen zusammensetzt (R steht für jeweils eine tert-Butylgruppe).

Schließlich lassen sich Arsenpolymere darstellen, lange Kettenmoleküle, die als Polyarsine bezeichnet werden. Sie bestehen aus einer zentralen „Strickleiter“ der Arsenatome, an die außen auf jeder Seite je „Sprosse“ eine Methylgruppe angeheftet ist, so dass sich die chemische Formel (AsCH₃)_2n ergibt, wobei die natürliche Zahl n weit über 100 liegen kann. Polyarsine zeigen deutliche Halbleitereigenschaften.

Bioorganische Verbindungen

In der Bioorganik spielen Arsenolipide, Arsenosaccharide und arsenhaltige Glycolipide eine bedeutende Rolle. Wichtige Vertreter dieser Stoffklassen sind zum Beispiel Arsenobetain, Arsenocholin und unterschiedlich substituierte Arsenoribosen. Sie treten vor allem kumuliert in maritimen Lebewesen auf und können auf diesem Weg in die menschliche Nahrungskette gelangen. Arsenhaltige Biomoleküle konnten in Algen, Meeresschwämmen und in Fischgewebe nach erfolgter Extraktion mittels HPLC-ICP-MS nachgewiesen werden. Die Analytik von Organo-Arsenverbindungen (einschließlich ihrer Speziation) ist sehr aufwändig.