АРСІН: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, НОМЕНКЛАТУРА ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Арсин або арсин є безбарвний газ без запаху, хоча при контакті з повітрям набуває запахла легкий часник і рибу. Термін арсін використовується не тільки для назви сполуки AsH ₃ , але також використовується для опису набору органічних сполук миш'яку (As) формули AsH _3-x R _x .

У формулі R являє собою алкільні або арильні сполуки. Наприклад, сполука As (C ₆ H ₅ ) _{3, яка} називається трифеніларсіном, відома як арсін.

Молекула арсіну. Джерело: Бен Міллз, із Вікімедіа.

Однак в неорганічній хімії є лише один арсин: AsH ₃ (верхнє зображення). Фіолетова сфера являє собою атом миш'яку, а біла - атоми водню. Хоча це не показано, над миш'яком є ​​пара вільних електронів (··).

Токсична дія арсину відбувається в основному при вдиханні, оскільки він перетинає альвеолярну стінку і переходить у кров. Там він діє, виробляючи гемоліз еритроцитів, вивільняючи гемоглобін, що призводить до пошкодження ниркових канальців, що призводить до порушення функції нирок.

Будова арсину

Структура AsH3 з кутом і довжиною зв'язку. Джерело: Benjah-bmm27 через Wikipedia

Як видно з двох перших зображень, AsH ₃ має пірамідальну структуру. Атом As розташований у центрі піраміди, а три Н - у кожній з вершин. Хімічна гібридизація As зазвичай повинна бути sp ^3, щоб прийняти цю геометрію.

Зображення показує, що зв'язки As-H мають довжину 1,519 Å, а три Н відокремлені кутом 91,8º. Цей кут значно відрізняється від 107 ° для молекули аміаку NH ₃ , що вказує на зближення між H.

Деякі хіміки стверджують, що це пов’язано з різницею атомних радіусів між N і As.

Будучи найменшими N, Н ближче один до одного, збільшуючи електростатичні відштовхування, які, як правило, відштовхують їх. Тим часом, як Ас більший, тим Hs більш віддалені один від одного, і відштовхування між ними менше, тому вони, як правило, менше відокремлюються.

Властивості

Імена

-Арсін або арсан

-Гідрид миш'яку

-Тригідрид миш'яку

-Арсенід водню

Молекулярна маса

77,946 г / моль.

Фізичний опис

Безбарвний газ.

Запах

Він не має запаху, але при контакті з повітрям він набуває легкого запаху часнику та риби. Це не дратівливий газ, і крім того, він не викликає негайних симптомів; щоб люди могли не знати про його присутність.

Точка кипіння

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

Точка плавлення

-179 ° F (-116 ° C).

точка займання

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

Розчинність

У воді 28 мг / 100 мл (практично нерозчинний у воді). Мало розчинний у спирті та лугу. Розчинний у бензолі та хлороформі.

Щільність

4,93 г / л газу.

Щільність пари

2,66 - 2,605 (по відношенню до повітря, прийнятого як 1)

Тиск пари

11000 мм рт.ст. при 20 ° С.

Стабільність

При впливі світла вологий арсин швидко розкладається, осідаючи блискучий чорний миш’як.

Розкладання

Нагріваючись до розкладання, він виділяє високотоксичний миш'яковий дим, що супроводжується газом водню. Розкладається при 300 ° C.

Тепло випаровування

26,69 кДж / моль.

Стандартна ентальпія пласта

+ 66,4 кДж / моль.

Номенклатура

У попередньому розділі згадувались інші прийняті назви для арсину. Вважаючи це бінарним гідридом між миш'яком та воднем, його можна назвати на основі систематичної, фондової та традиційної номенклатури.

У систематичній номенклатурі вони підраховують кількість атомів водню. Отже, ваше ім’я стає: тригідь миш'яку.

Його назва за номенклатурою запасів дуже схожа, але додає її в рибних дужках римськими цифрами: миш'як (III) гідрид .

А щодо традиційної номенклатури, її назва - арсіна чи арсано.

Його також можна назвати арсенідом водню; однак це не зовсім правильно, оскільки це передбачає припущення, що миш'як є електронегативнішим, ніж водень, і бере участь у зв’язку як ^А3– .

Програми

Напівпровідникові матеріали

Арсин використовується у виробництві напівпровідникових матеріалів, застосовуваних у мікроелектроніці та твердотільних лазерах. Застосовується як добавка для кремнію та германію. Арсин використовується у виробництві напівпровідника GaAs.

Використовувана процедура - хімічне осадження парів (ССЗ) при температурі 700 - 900 ºC відповідно до наступної реакції:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

Хімічна зброя

Арсин - смертоносний газ, тому його вважали для використання в хімічній війні. Але він ніколи офіційно не використовувався як хімічна зброя, через високу горючість та меншу ефективність у порівнянні з іншими менш горючими сполуками.

Однак, було показано, що деякі органічні сполуки, отримані з арсину, набагато більш стійкі, застосовуються в хімічній війні, наприклад, левісит (β-хлоровінілдихлорсарин).

Ліганди

Арсин - це газ, який запалюється у повітрі, але його більш стійкі органічні похідні, наприклад, AsR ₃ (R = алкільні або арильні групи), використовуються як сполучні речовини в хімії координації металів.

Оскільки (C ₆ H ₅ ) є м'яким зв'язуючим речовиною і, отже, його зазвичай включають у металеві комплекси, які мають центральні атоми з низьким станом окислення (м'які катіони).

Токсичні ефекти

Його токсичність така, що при концентрації в повітрі 250 проміле миттєво смертельною. Це може бути смертельним під час 30-хвилинної дії при концентрації вдихуваного повітря 25 - 50 проміле.

Більшість токсичної дії арсину відбувається при вдиханні. Він здатний перетинати альвеолярну стінку і переходити в кров там, де він чинить свою токсичну дію, що здійснюється на еритроцити та функції нирок.

Отруєння арсіном проявляється порушеннями свідомості, шоком, гематурією, жовтяницею та нирковою недостатністю.

Дія на еритроцити та гемоглобін

Арсин має кілька дій, які здійснюються на стінку еритроцитів і на гемоглобін. Вона сприяє вивільненню групи гема з гемоглобіну. Арсин є непрямим гемолітичним засобом, він діє пригнічуючи дію каталази.

Це призводить до накопичення перекису водню (H ₂ O ₂ ), що викликає розрив мембрани еритроцитів. З іншого боку, арсин виробляє зниження внутрішньоклітинної концентрації зниженого глутатіону (GSH), що сприяє руйнуванню мембрани еритроцитів.

Масивний гемоліз є смертельним і проявляється зниженням концентрації гемоглобіну та гематокриту в крові; підвищена сироваткова концентрація гемоглобіну та білірубіну; і гематурія.

Ниркова недостатність є результатом осадження гемоглобіну у вигляді циліндрів у ниркових канальцях, що спостерігається при розтинах. Хоча, in vitro, було виявлено докази прямої токсичної дії арсину на клітинні лінії нирок у культурі.

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (четверте видання). Mc Graw Hill.
2. Вікіпедія. (2018). Арсін. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Учитель хімії. (2019). Арсін. Відновлено з: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). Арсін. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (sf). Арсін. Відновлено від: cameochemicals.noaa.gov
6. Мексиканський інститут соціального захисту. (2005). Отруєння арсіном. . Відновлено з: medigraphic.com