Struktura, właściwości, nazewnictwo i zastosowania arsyna

1996
Basil Manning

Plik arsyn lub arsano jest gazem bezbarwnym i bezwonnym, chociaż w kontakcie z powietrzem nabiera lekkiego zapachu czosnku i ryb. Termin arsine jest używany nie tylko do nazwania związku AsH3, jest również używany do opisania zestawu organicznych związków arsenu (As) o wzorze AsH3-xRx.

We wzorze R oznacza związki alkilowe lub arylowe. Na przykład związek As (C6H.5)3 zwana trifenyloarsiną, jest znana jako arsenowa.

Cząsteczka arsyny. Źródło: Ben Mills [domena publiczna], z Wikimedia Commons.

Jednak w chemii nieorganicznej występuje tylko jeden arsen: AsH3 (górne zdjęcie). Fioletowa kula przedstawia atom arsenu, a biała - atomy wodoru. Chociaż tego nie pokazano, nad arszenikiem znajduje się para wolnych elektronów (··).

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

Indeks artykułów

  • 1 Struktura arsynu
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Nazwy
    • 2.2 Masa cząsteczkowa
    • 2.3 Opis fizyczny
    • 2.4 Zapach
    • 2.5 Temperatura wrzenia
    • 2.6 Temperatura topnienia
    • 2.7 Temperatura zapłonu
    • 2.8 Rozpuszczalność
    • 2.9 Gęstość
    • 2.10 Gęstość par
    • 2.11 Prężność par
    • 2.12 Stabilność
    • 2.13 Rozkład
    • 2.14 Ciepło parowania
    • 2.15 Standardowa entalpia formacji
  • 3 Nazewnictwo
  • 4 Zastosowania
    • 4.1 Materiały półprzewodnikowe
    • 4.2 Broń chemiczna
    • 4.3 Ligandy
  • 5 Skutki toksyczne
    • 5.1 Działanie na erytrocyty i hemoglobinę
  • 6 Odnośniki

Struktura arsynu

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

Jak widać na dwóch górnych obrazach, AsH3 ma strukturę piramidalną. Atom As znajduje się w środku piramidy, podczas gdy trzy H w każdym z jej wierzchołków. Chemiczna hybrydyzacja As powinna zwykle być sp3 przyjąć tę geometrię.

Zdjęcie pokazuje, że wiązania As-H mają długość 1,519 Å, a trzy H są oddzielone kątem 91,8º. Kąt ten różni się znacznie od 107º dla cząsteczki amoniaku, NH3, wskazując na zbliżenie między H..

Niektórzy chemicy twierdzą, że jest to spowodowane różnicą między promieniami atomów między N i As.

Będąc najmniejszymi N, H są bliżej siebie, zwiększając ich odpychanie elektrostatyczne, które mają tendencję do ich rozsuwania. 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 arsano

-Wodorek arsenu

-Trójwodnik 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; więc ludzie mogą nie zdawać sobie sprawy z jego obecności.

Temperatura wrzenia

-80,4ºF do 760 mmHg (-62,5ºC).

Temperatura topnienia

-179 ºF (-116 ºC).

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 odniesieniu do powietrza przyjętego jako 1).

Ciśnienie pary

11 000 mmHg przy 20 ºC.

Stabilność

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

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu wydziela silnie toksyczny dym arszenikowy, któremu towarzyszy wodór. Rozkłada się w temperaturze 300ºC.

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 binarny wodorek między arszenikiem a wodorem, można go nazwać na podstawie systematycznej, magazynowej i tradycyjnej nomenklatury.

W systematycznej nomenklaturze liczą liczbę atomów wodoru. Stąd jego nazwa brzmi: triwodorek arsenu.

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

W odniesieniu do tradycyjnej nomenklatury nazywa się arsina lub arsano.

Można go również nazwać arsenkiem wodoru; jednak nie jest to całkowicie poprawne, ponieważ oznaczałoby to założenie, że arsen jest bardziej elektroujemny niż wodór i uczestniczy w wiązaniu jako As3-.

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. Arsine jest używany do produkcji półprzewodników GaAs.

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

Ga (CH3)3     +     Popiół3    => GaAs + 3CH4

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 łatwopalność i niższą skuteczność w porównaniu z innymi mniej łatwopalnymi związkami..

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

Ligandy

Arsine to gaz zapalający się w powietrzu, ale jego bardziej stabilne pochodne organiczne, na przykład AsR3 (R = grupy alkilowe lub arylowe), są stosowane jako spoiwa w chemii koordynacyjnej metali.

As (C6H.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 erytrocytów i hemoglobiny. Promuje uwalnianie grupy hemu z hemoglobiny. Arsine jest pośrednim środkiem hemolitycznym, działa poprzez hamowanie działania katalazy.

Prowadzi to do gromadzenia się nadtlenku wodoru (H.dwaLUBdwa), co powoduje pęknięcie błony erytrocytów. Z drugiej strony arsyna powoduje obniżenie 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 wynika z wytrącania się hemoglobiny w postaci odlewów w kanalikach nerkowych, obserwowanego podczas sekcji zwłok. Chociaż znaleziono również dowody in vitro na bezpośrednie toksyczne działanie arsyny na linie komórek nerkowych 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. (s.f.). Arsine. Odzyskany z: cameochemicals.noaa.gov
  6. Meksykański Instytut Ubezpieczeń Społecznych. (2005). Zatrucie arsynem. [PDF]. Odzyskany z: medigraphic.com

Jeszcze bez komentarzy