三硫化二ヒ素（雄黄）：性質・用途・安全性

物理的・化学的性質

As2S3は鮮やかな黄色から橙色の固体で、放射状の結晶として、または非晶質ガラスとして現れることがある。構造的には、三価ヒ素に典型的なピラミッド型の配位環境で、ヒ素原子が硫黄と結合している。水には不溶であるが、強アルカリ性溶液や硫化物を含む溶液によって変化または溶解することがある。この化合物は半導体であり、ガラス状カルコゲナイドとして作製した場合、赤外線領域で有用な光学特性を示す。

産出と歴史的利用

雄黄は古代から知られ、絵画や写本の黄色顔料として広く使用された。熱水脈や火山性噴気孔に天然に産出し、しばしば鶏冠石などの他のヒ素硫化鉱物に伴って見いだされる。その鮮明な色彩から、エジプト、中国、中世ヨーロッパの美術作品に用いられたが、毒性のため用途の一部は制限された。

現代の用途と重要性

今日の三硫化二ヒ素は、主として材料科学において重要である。非晶質As2S3は、赤外線光学、フォトニクス、ならびに一部の感光性デバイス向けのカルコゲナイドガラスに用いられ、透明性と感光性を兼ね備える点が価値をもつ。歴史的には医薬および農業にも限定的に使用されたが、安全性への懸念からこれらの用途は減少した。

調製、反応および安全性

実験室での調製では通常、元素ヒ素と硫黄を高温で直接反応させるか、ヒ素(III)溶液に硫化物を加えて沈殿させる。ほかのヒ素化学種へ酸化されることがあり、強塩基や硫化物供与体と反応する。三硫化二ヒ素は有毒で、発がん性をもつ可能性があるため、取扱いには適切な保護具と管理措置が必要である。基本的な化学分類については、ヒ素の酸化数を参照。

区別と関連化合物

• 雄黄（As2S3）と鶏冠石（As4S4）：色彩の系統は似ているが、組成と結晶構造は異なる。
• 三硫化二ヒ素と三セレン化二ヒ素（As2Se3）：いずれもカルコゲナイドガラスであるが、光学的な透過領域と化学的挙動は異なる。