Arsine struktur, egenskaper, nomenklatur och användningsområden

3762
Sherman Hoover

De arsine eller arsano är en färglös och luktfri gas, även om den i kontakt med luft får en lätt doft av vitlök och fisk. Termen arsine används inte bara för att beteckna föreningen AsH3, används också för att beskriva en uppsättning organiska arsenik (As) föreningar med formeln AsH3-xRx.

I formeln representerar R alkyl eller arylföreningar. Till exempel kan föreningen As (C6H5)3 kallas trifenylarsin, det är känt som en arsin.

Arsine-molekyl. Källa: Ben Mills [Public domain], från Wikimedia Commons.

I oorganisk kemi finns det dock bara en arsin: AsH3 (översta bilden). Den lila sfären representerar arsenatomen och de vita väteatomerna. Även om det inte visas, ovanför arsenik finns det ett par fria elektroner (··).

Arsins toxiska verkan sker främst genom inandning, eftersom den korsar alveolärväggen och passerar in i blodet. Där verkar det producera hemolys av erytrocyter, vilket frigör hemoglobin som orsakar skada på njurarna som leder till nedsatt njurfunktion..

Artikelindex

  • 1 Struktur av arsine
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Namn
    • 2.2 Molekylvikt
    • 2.3 Fysisk beskrivning
    • 2.4 Lukt
    • 2.5 Kokpunkt
    • 2.6 Smältpunkt
    • 2.7 Flampunkt
    • 2.8 Löslighet
    • 2.9 Densitet
    • 2.10 Ångdensitet
    • 2.11 Ångtryck
    • 2.12 Stabilitet
    • 2.13 Sönderfall
    • 2.14 Förångningsvärme
    • 2.15 Standardbildningens entalpi
  • 3 Nomenklatur
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Halvledarmaterial
    • 4.2 Kemiska vapen
    • 4.3 Ligander
  • 5 Giftiga effekter
    • 5.1 Åtgärder mot erytrocyter och hemoglobin
  • 6 Referenser

Struktur av arsine

Struktur av AsH3 med bindningsvinkel och längd. Källa: Benjah-bmm27 via Wikipedia

Som framgår av de två övre bilderna, AsH3 den har en pyramidstruktur. As-atomen ligger i mitten av pyramiden, medan de tre H i var och en av dess hörn. Den kemiska hybridiseringen av As bör vanligtvis vara sp3 att anta denna geometri.

Bilden visar att As-H-bindningarna har en längd på 1,519 Å och de tre H är åtskilda av en vinkel på 91,8 °. Denna vinkel skiljer sig avsevärt från 107 ° för ammoniakmolekylen, NH3, vilket indikerar ett tillnärmning mellan H.

Vissa kemister hävdar att detta beror på skillnaden mellan atomradierna mellan N och As.

Att vara den minsta N, är H närmare varandra och ökar deras elektrostatiska avstötningar, som tenderar att flytta dem isär. Under tiden är As större, så Hs är mer avlägsna från varandra och avstötningarna mellan dem är mindre, så de tenderar att separera mindre..

Egenskaper

Namn

-Arsine eller arsano

-Arsenhydrid

-Arsenik-trihydrid

-Vätearsenid

Molekylvikt

77,946 g / mol.

Fysisk beskrivning

Färglös gas.

Odör

Det är luktfritt, men i kontakt med luften får det en lätt lukt av vitlök och fisk. Det är inte en irriterande gas, och dessutom ger den inte omedelbara symtom; så människor kan vara omedvetna om dess närvaro.

Kokpunkt

-80,4 ºF till 760 mm Hg (-62,5 ºC).

Smältpunkt

-179 ºF (-116 ºC).

antändningspunkt

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Mycket brandfarlig gas.

Löslighet

I vatten 28 mg / 100 ml (praktiskt taget olösligt i vatten). Något löslig i alkohol och alkali. Lösligt i bensen och kloroform.

Densitet

4,93 g / l gas.

Ång-densitet

2,66 till 2,695 (i förhållande till luft tagen som 1).

Ångtryck

11 000 mmHg vid 20 ºC.

Stabilitet

När den utsätts för ljus, sönderdelas våt arsin snabbt och avsätter blank svart arsenik.

Sönderfall

Vid uppvärmning till nedbrytning avger den mycket giftig arsenrök tillsammans med vätgas. Den sönderdelas vid 300 ° C.

Förångningsvärme

26,69 kJ / mol.

Standardbildningens entalpi

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatur

I föregående avsnitt nämndes andra accepterade namn på arsine. Med tanke på att det är en binär hydrid mellan arsenik och väte, kan den namnges baserat på de systematiska, stam- och traditionella nomenklaturerna.

I systematisk nomenklatur räknar de antalet väteatomer. Således kommer dess namn att vara: triarsenhydrid.

Dess namn enligt beståndsnomenklaturen är mycket lika, men lägger till sin belastning med romerska siffror inom parentes: arsenikhydrid (III).

Och med avseende på den traditionella nomenklaturen heter det arsina eller arsano.

Det kan också kallas vätearsenid; Det är emellertid inte helt korrekt, eftersom det skulle innebära att man antar att arsenik är mer elektronegativt än väte och deltar i bindningen som As3-.

Applikationer

Halvledarmaterial

Arsine används vid tillverkning av halvledarmaterial som används i mikroelektronik och halvledarlaser. Det används som ett dopmedel för kisel och germanium. Arsine används vid tillverkning av halvledar GaAs.

Förfarandet som används är kemisk ångavsättning (CVD) vid 700 - 900 ° C, enligt följande reaktion:

Ga (CH3)3     +     Aska3    => GaAs + 3CH4

Kemiska vapen

Arsine är en dödlig gas, så man tänkte den för användning i kemisk krigföring. Men det användes aldrig officiellt som ett kemiskt vapen på grund av dess höga antändlighet och lägre effektivitet jämfört med andra mindre brandfarliga föreningar..

Vissa organiska föreningar härledda från arsin, mycket mer stabila, har emellertid visat sig vara användbara vid kemisk krigföring, till exempel Lewisit (β-klorovinyldikloroarsin).

Ligander

Arsine är en gas som antänds i luft, men dess mer stabila organiska derivat, till exempel AsR3 (R = alkyl- eller arylgrupper), används som bindemedel i metallkoordineringskemi.

Esset (C6H5) är ett mjukt bindemedel och är därför vanligtvis införlivat i metallkomplex som har centrala atomer med låga oxidationstillstånd (mjuka katjoner).

Giftiga effekter

Dess toxicitet är sådan att den vid en luftburkoncentration på 250 ppm är omedelbart dödlig. Kan vara dödlig under 30 minuters exponering vid inandningsluftkoncentration på 25 - 50 ppm.

Det mesta av den giftiga effekten av arsin sker genom inandning. Den kan korsa alveolärväggen och passera in i blodet där den utövar sin toxiska verkan, som utförs på erytrocyter och njurfunktion..

Arsinforgiftning manifesteras av medvetsstörningar, chock, hematuri, gulsot och njursvikt..

Åtgärd mot erytrocyter och hemoglobin

Arsine har flera åtgärder som utövas på väggen av erytrocyter och hemoglobin. Hon främjar frisättningen av hemgruppen från hemoglobin. Arsine är ett indirekt hemolytiskt medel, det verkar genom att hämma katalasverkan.

Detta leder till ansamling av väteperoxid (HtvåELLERtvå), vilket orsakar bristning av erytrocytmembranet. Å andra sidan producerar arsin en minskning av den intracellulära koncentrationen av reducerad glutation (GSH), vilket bidrar till förstörelsen av erytrocytmembranet.

Massiv hemolys är dödlig och manifesteras av en minskning av blodkoncentrationen av hemoglobin och hematokrit; ökad serumhemoglobin- och bilirubinkoncentration; och hematuri.

Njursvikt beror på utfällning av hemoglobin i form av gjutningar i njurarna, observerade vid obduktioner. Även om bevis också har hittats in vitro för en direkt toxisk verkan av arsin på njurcellinjer i odling.

Referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Arsine. Återställd från: en.wikipedia.org
  3. Kemilärare. (2019). Arsine. Återställd från: chemistrylearner.com
  4. PubChem. (2019). Arsine. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Cameo Chemicals. (s.f.). Arsine. Återställd från: cameochemicals.noaa.gov
  6. Mexikanska socialförsäkringsinstitutet. (2005). Arsine förgiftning. [PDF]. Återställd från: medigraphic.com

Ingen har kommenterat den här artikeln än.