АРСИН: СОСТАВ, СВОЙСТВА, НОМЕНКЛАТУРА И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Арсин или арсин представляет собой бесцветный газ без запаха, хотя при контакте с воздухом приобретает запахла легкий чеснок и рыбу. Термин арсин используется не только для обозначения соединения AsH ₃ , он также используется для описания набора органических соединений мышьяка (As) формулы AsH _3-x R _x .

В формуле R представляет собой алкильные или арильные соединения. Например, соединение As (C ₆ H ₅ ) _3, называемое трифениларсином, известно как арсин.

Молекула арсина. Источник: Бен Миллс, Wikimedia Commons.

Однако в неорганической химии есть только один арсин: AsH ₃ (верхнее изображение). Фиолетовая сфера представляет атом мышьяка, а белая - атомы водорода. Хотя это и не показано, над мышьяком находится пара свободных электронов (…).

Токсическое действие арсина происходит в основном при вдыхании, поскольку он проникает через альвеолярную стенку и попадает в кровь. Там он действует, вызывая гемолиз эритроцитов, высвобождая гемоглобин, который вызывает повреждение почечных канальцев, что приводит к дисфункции почек.

Состав арсина

Структура AsH3 с валентным углом и длиной. Источник: Benjah-bmm27 через Википедию

Как видно на двух верхних изображениях, AsH ₃ имеет пирамидальную структуру. Атом As расположен в центре пирамиды, а три H - в каждой из ее вершин. Химическая гибридизация As обычно должна быть sp ^3, чтобы принять эту геометрию.

На изображении видно, что связи As-H имеют длину 1,519 Å, а три H разделены углом 91,8º. Этот угол значительно отличается от 107º для молекулы аммиака NH ₃ , что указывает на сближение между H.

Некоторые химики утверждают, что это происходит из-за разницы в атомных радиусах между N и As.

Будучи наименьшим N, H расположены ближе друг к другу, что увеличивает их электростатическое отталкивание, которое их отталкивает. Между тем, As больше, поэтому H более удалены друг от друга, и отталкивание между ними меньше, поэтому они меньше разделяются.

свойства

имена

-Арсин или арсан

-Гидрид мышьяка

-Тригидрид мышьяка

-Арсенид водорода

Молекулярный вес

77,946 г / моль.

Физическое описание

Бесцветный газ.

запах

Не имеет запаха, но при контакте с воздухом приобретает легкий запах чеснока и рыбы. Это не раздражающий газ, и, кроме того, он не вызывает немедленных симптомов; так что люди могут не знать о его присутствии.

Точка кипения

От -80,4 ° F до 760 мм рт. Ст. (-62,5 ° C).

Температура плавления

-179 ° F (-116 ° C).

точка воспламенения

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Легковоспламеняющийся газ.

Растворимость

В воде 28 мг / 100 мл (практически не растворяется в воде). Слабо растворим в спирте и щелочи. Растворим в бензоле и хлороформе.

плотность

4,93 г / л газа.

Плотность паров

От 2,66 до 2,695 (относительно воздуха, принятого за 1).

Давление пара

11000 мм рт. Ст. При 20 ° C.

стабильность

Под воздействием света влажный арсин быстро разлагается с образованием блестящего черного мышьяка.

декомпозиция

При нагревании до разложения он выделяет высокотоксичный мышьяк-дым, сопровождаемый газообразным водородом. Разлагается при 300 ° C.

Теплота испарения

26,69 кДж / моль.

Стандартная энтальпия образования

+ 66,4 кДж / моль.

Номенклатура

В предыдущем разделе были упомянуты другие общепринятые названия арсина. Учитывая, что это бинарный гидрид между мышьяком и водородом, он может быть назван в соответствии с систематической, базовой и традиционной номенклатурой.

В систематической номенклатуре они считают количество атомов водорода. Итак, ваше имя становится: тригидрид мышьяка.

Его название согласно номенклатуре акций очень похоже, но с добавлением его заряда римскими цифрами в скобках: гидрид мышьяка (III).

А что касается традиционной номенклатуры, его название - арсина или арсано.

Его также можно назвать арсенидом водорода; однако это не совсем правильно, поскольку это подразумевает предположение, что мышьяк более электроотрицателен, чем водород, и участвует в связи как As ^3– .

Приложения

Полупроводниковые материалы

Арсин используется в производстве полупроводниковых материалов, используемых в микроэлектронике и твердотельных лазерах. Он используется как легирующая добавка для кремния и германия. Арсин используется в производстве полупроводника GaAs.

Используемая процедура - химическое осаждение из паровой фазы (CVD) при 700-900 ºC, в соответствии со следующей реакцией:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

Химическое оружие

Арсин - смертельный газ, поэтому его использовали в химической войне. Но официально в качестве химического оружия он никогда не использовался из-за его высокой воспламеняемости и более низкой эффективности по сравнению с другими менее воспламеняющимися соединениями.

Однако было показано, что некоторые органические соединения, полученные из арсина, гораздо более стабильные, могут применяться в химической войне, например, льюизит (β-хлорвинилдихлорарсин).

Лиганды

Арсин - это газ, который воспламеняется на воздухе, но его более стабильные органические производные, например AsR ₃ (R = алкильные или арильные группы), используются в качестве связующих в химии координации металлов.

Поскольку (C ₆ H ₅ ) является мягким связующим, он обычно включается в комплексы металлов, которые имеют центральные атомы с низкой степенью окисления (мягкие катионы).

Токсические эффекты

Его токсичность такова, что при концентрации в воздухе 250 ppm он мгновенно приводит к летальному исходу. Он может быть смертельным при 30-минутном воздействии при концентрации во вдыхаемом воздухе 25-50 ppm.

Большая часть токсического действия арсина происходит при вдыхании. Он способен пересекать альвеолярную стенку и попадать в кровь, где оказывает свое токсическое действие на эритроциты и функцию почек.

Отравление арсином проявляется нарушениями сознания, шоком, гематурией, желтухой и почечной недостаточностью.

Действие на эритроциты и гемоглобин

Арсин оказывает несколько воздействий на стенку красных кровяных телец и гемоглобин. Она способствует высвобождению гемовой группы из гемоглобина. Арсин - непрямой гемолитический агент, он действует, подавляя действие каталазы.

Это приводит к накоплению перекиси водорода (H ₂ O ₂ ), что вызывает разрыв мембраны эритроцита. С другой стороны, арсин вызывает снижение внутриклеточной концентрации восстановленного глутатиона (GSH), что способствует разрушению мембраны эритроцитов.

Массивный гемолиз летален и проявляется снижением в крови концентрации гемоглобина и гематокрита; повышенная концентрация гемоглобина и билирубина в сыворотке крови; и гематурия.

Почечная недостаточность возникает в результате осаждения гемоглобина в виде цилиндров в почечных канальцах, наблюдаемого при вскрытии. Хотя in vitro также были обнаружены доказательства прямого токсического действия арсина на линии клеток почек в культуре.

Ссылки

1. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
2. Wikipedia. (2018). Арсин. Получено с: en.wikipedia.org
3. Ученик химии. (2019). Арсин. Получено с: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). Арсин. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (SF). Арсин. Получено с сайта cameochemicals.noaa.gov.
6. Мексиканский институт социального обеспечения. (2005). Отравление арсином. , Получено с: medigraphic.com