ARSINE: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, NAZEWNICTWO I ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2025

Arsyna lub arsyna jest bezbarwny i bez zapachu gazu, choć w kontakcie z powietrzem, uzyskuje się zapachu czosnku światła i ryby. Termin arsen jest używany nie tylko do nazwania związku AsH ₃ , ale jest również używany do opisania zestawu organicznych związków arsenu (As) o wzorze AsH _3-x R _x .

We wzorze R oznacza związki alkilowe lub arylowe. Na przykład związek As (C ₆ H ₅ ) ₃ zwany trifenyloarsyną jest znany jako arsen.

Cząsteczka arsyny. Źródło: Ben Mills, źródło Wikimedia Commons.

Jednak w chemii nieorganicznej występuje tylko jeden arsen: AsH ₃ (górne zdjęcie). Fioletowa kula przedstawia atom arsenu, a biała - atomy wodoru. Chociaż nie jest to pokazane, powyżej arsenu znajduje się para wolnych elektronów (··).

Toksyczne działanie arsyny występuje głównie przez drogi oddechowe, ponieważ przenika on przez ścianę pęcherzyka i przenika do krwi. Tam działa, powodując hemolizę erytrocytów, uwalniając hemoglobinę, która powoduje uszkodzenie kanalików nerkowych, co prowadzi do dysfunkcji nerek.

Struktura arsynu

Struktura AsH3 z kątem wiązania i długością. Źródło: Benjah-bmm27 za pośrednictwem Wikipedii

Jak widać na dwóch górnych obrazach, AsH ₃ ma strukturę piramidalną. Atom As znajduje się w środku piramidy, podczas gdy trzy H w każdym z jej wierzchołków. Hybrydyzacja chemiczny ponieważ muszą być zwyczajnie sp ³ przyjąć tę geometrię.

Zdjęcie pokazuje, że wiązania As-H mają długość 1,519 Å, a trzy H są rozdzielone kątem 91,8º. Kąt ten różni się znacznie od 107º dla cząsteczki amoniaku, NH ₃ , co wskazuje na zbliżenie między H.

Niektórzy chemicy twierdzą, że jest to spowodowane różnicą w promieniach atomowych między N i As.

Będąc najmniejszymi N, H są bliżej siebie, zwiększając swoje odpychanie elektrostatyczne, które mają tendencję do ich odpychania. Tymczasem As jest większy, więc H są bardziej oddalone od siebie, a odpychanie między nimi jest mniejsze, więc mają tendencję do mniejszego rozdzielania.

Nieruchomości

Nazwy

-Arsine lub arsan

-Wodorek arsenu

-Triwodorek arsenu

-Arsenowodór

Waga molekularna

77,946 g / mol.

Opis fizyczny

Bezbarwny gaz.

Zapach

Jest bezwonny, ale w kontakcie z powietrzem nabiera lekkiego zapachu czosnku i ryb. Nie jest gazem drażniącym, a ponadto nie daje natychmiastowych objawów; aby ludzie nie zdawali sobie sprawy z jego obecności.

Temperatura wrzenia

-80,4 ° F do 760 mmHg (-62,5 ° C).

Temperatura topnienia

-179 ° F (-116 ° C).

punkt zapłonu

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Gaz wysoce łatwopalny.

Rozpuszczalność

W wodzie 28 mg / 100 ml (praktycznie nierozpuszczalny w wodzie). Słabo rozpuszczalny w alkoholu i zasadach. Rozpuszczalny w benzenie i chloroformie.

Gęstość

4,93 g / l gazu.

Gęstość pary

2,66 do 2,695 (w stosunku do powietrza przyjętego jako 1).

Ciśnienie pary

11000 mmHg przy 20 ° C

Stabilność

Pod wpływem światła mokry arsen szybko się rozkłada, tworząc lśniący czarny arsen.

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu wydziela silnie toksyczny dym arsenowy, któremu towarzyszy wodór. Rozkłada się w temperaturze 300 ° C.

Ciepło parowania

26,69 kJ / mol.

Standardowa entalpia formacji

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatura

W poprzedniej sekcji wspomniano o innych akceptowanych nazwach arsynu. Biorąc pod uwagę, że jest to wodorek binarny między arszenikiem a wodorem, można go nazwać na podstawie systematycznej, standardowej i tradycyjnej nomenklatury.

W systematycznej nomenklaturze liczą liczbę atomów wodoru. Więc twoje imię brzmi: tri wodorek arsenu.

Jego nazwa zgodnie z nomenklaturą stad jest bardzo podobna, ale dodając jej ładunek cyframi rzymskimi w nawiasach: wodorek arsenu (III).

W odniesieniu do tradycyjnej nomenklatury jego nazwa to arsina lub arsano.

Można go również nazwać arsenkiem wodoru; nie jest to jednak całkowicie poprawne, ponieważ oznaczałoby to założenie, że arsen jest bardziej elektroujemny niż wodór i uczestniczy w wiązaniu jako As ^3– .

Aplikacje

Materiały półprzewodnikowe

Arsyn jest używany do produkcji materiałów półprzewodnikowych, stosowanych w mikroelektronice i laserach na ciele stałym. Jest stosowany jako domieszka krzemu i germanu. Arsyn jest używany do produkcji półprzewodnika GaAs.

Stosowana procedura to chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) w temperaturze 700 - 900 ºC, zgodnie z następującą reakcją:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

Broń chemiczna

Arsine to śmiercionośny gaz, więc pomyślano o jego zastosowaniu w wojnie chemicznej. Ale nigdy nie był oficjalnie używany jako broń chemiczna, ze względu na wysoką palność i niższą skuteczność w porównaniu z innymi mniej łatwopalnymi związkami.

Jednak wykazano, że niektóre związki organiczne pochodzące z arsyny, znacznie trwalsze, mają zastosowanie w wojnie chemicznej, na przykład lewizyt (β-chlorowinylodichloroarsyna).

Ligandy

Arsyn jest gazem zapalającym się w powietrzu, ale jego bardziej stabilne pochodne organiczne, na przykład AsR ₃ (R = grupy alkilowe lub arylowe), są stosowane jako spoiwa w chemii koordynacyjnej metali.

Ponieważ (C ₆ H ₅ ) jest miękkim spoiwem i dlatego jest zwykle włączany do kompleksów metali, które mają centralne atomy o niskich stopniach utlenienia (miękkie kationy).

Skutki toksyczne

Jego toksyczność jest taka, że ​​przy stężeniu 250 ppm w powietrzu jest natychmiast śmiertelny. Może być śmiertelny przy 30-minutowej ekspozycji przy stężeniu wdychanego powietrza 25 - 50 ppm.

Większość toksycznego działania arsyny zachodzi poprzez wdychanie. Jest w stanie przedostać się przez ścianę pęcherzyków płucnych i przedostać się do krwi, gdzie wywiera swoje toksyczne działanie na erytrocyty i czynność nerek.

Zatrucie arsyną objawia się zaburzeniami świadomości, wstrząsem, krwiomoczem, żółtaczką i niewydolnością nerek.

Działanie na erytrocyty i hemoglobinę

Arsine ma kilka działań, które są wywierane na ścianę czerwonych krwinek i hemoglobinę. Promuje uwalnianie grupy hemu z hemoglobiny. Arsine jest pośrednim środkiem hemolitycznym, działa poprzez hamowanie działania katalazy.

Prowadzi to do nagromadzenia się nadtlenku wodoru (H ₂ O ₂ ), co powoduje pęknięcie błony erytrocytów. Z drugiej strony arsyna powoduje zmniejszenie wewnątrzkomórkowego stężenia zredukowanego glutationu (GSH), co przyczynia się do zniszczenia błony erytrocytów.

Masywna hemoliza jest śmiertelna i objawia się obniżeniem stężenia hemoglobiny i hematokrytu we krwi; zwiększone stężenie hemoglobiny i bilirubiny w surowicy; i krwiomocz.

Niewydolność nerek jest wynikiem wytrącania się hemoglobiny w postaci cylindrów w kanalikach nerkowych, obserwowanego podczas sekcji zwłok. Chociaż znaleziono również dowody, in vitro, na bezpośrednie toksyczne działanie arsyny na linie komórek nerek w hodowli.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (czwarta edycja). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Arsine. Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. Uczący się chemii. (2019). Arsine. Źródło: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). Arsine. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (sf). Arsine. Odzyskany z: cameochemicals.noaa.gov
6. Meksykański Instytut Ubezpieczeń Społecznych. (2005). Zatrucie arsynem. . Odzyskany z: medigraphic.com