Struktura, właściwości, nazewnictwo i zastosowania Arsiny



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

We wzorze R oznacza związki alkilowe lub arylowe. Na przykład związek As (C6H5)3 zwany triphenylarsine, znany jest jako arsine.

Jednak w chemii nieorganicznej istnieje tylko jedna arsyna: AsH3 (górne zdjęcie) Fioletowa kula reprezentuje atom arsenu, a białe atomy wodoru. Chociaż nie jest to pokazane, nad arszenikiem znajduje się para wolnych elektronów (··).

Toksyczne działanie arsenu występuje głównie poprzez jego wdychanie, gdy przechodzi przez ścianę pęcherzyków i do krwi. Działa tam powodując hemolizę erytrocytów, uwalniając hemoglobinę, która powoduje uszkodzenie kanalików nerkowych, co prowadzi do zaburzeń czynności nerek.

Indeks

  • 1 Struktura arsenu
  • 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 Punkt zapłonu
    • 2.8 Rozpuszczalność
    • 2.9 Gęstość
    • 2.10 Gęstość pary
    • 2.11 Ciśnienie pary
    • 2.12 Stabilność
    • 2.13 Rozkład
    • 2.14 Ciepło parowania
    • 2.15 Standardowa entalpia treningu
  • 3 Nazewnictwo
  • 4 zastosowania
    • 4.1 Materiały półprzewodnikowe
    • 4.2 Broń chemiczna
    • 4.3 Ligandy
  • 5 Efekty toksyczne
    • 5.1 Działanie na erytrocyty i hemoglobinę
  • 6 referencji

Struktura arsiny

Jak widać na dwóch obrazkach powyżej, AsH3 Ma strukturę piramidalną. Atom As znajduje się w środku piramidy, a trzy H w każdym z jego wierzchołków. Chemiczna hybrydyzacja As powinna być zwykle sp3 przyjąć tę geometrię.

Na obrazie zaobserwowano, 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 podejście między H.

Niektórzy chemicy twierdzą, że wynika to z różnicy między promieniami atomowymi między N i Ace.

Będąc najmniejszym N, H są bliżej siebie, zwiększając ich odpychanie elektrostatyczne, które mają tendencję do ich oddalania. Tymczasem As jest większy, tak że H są od siebie bardziej odległe, a odpychanie między nimi jest mniejsze, więc mają tendencję do oddzielania mniej.

Właściwości

Nazwy

-Arsyna lub arsano

-Wodorek arsenu

-Trójwodnik arsenowy

-Arsenowodór

Masa cząsteczkowa

777,946 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 powoduje natychmiastowych objawów; aby ludzie nie wiedzieli o swojej 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). Wysoce łatwopalny gaz.

Rozpuszczalność

W wodzie 28 mg / 100 ml (praktycznie nierozpuszczalny w wodzie). Słabo rozpuszczalny w alkoholu i alkaliach. 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 w 20 ° C.

Stabilność

Po wystawieniu na działanie światła, mokra arsen rozkłada się szybko, odkładając jasny czarny arsen.

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu emituje bardzo toksyczny dym arsenowy, któremu towarzyszy gazowy wodór. Rozkłada się w temperaturze 300 ° C.

Ciepło parowania

26,69 kJ / mol.

Standardowa entalpia treningu

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatura

W poprzedniej części wspomniano o innych nazwach akceptowanych dla arsine. Biorąc pod uwagę binarny wodorek pomiędzy arsenem a wodorem, można go nazwać zgodnie z systematycznymi, zapasami i tradycyjnymi nomenklaturami.

W systematycznej nomenklaturze policz liczbę atomów wodoru. Tak więc jego nazwa brzmi: triwodorek arsenu.

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

Jeśli chodzi o tradycyjną nomenklaturę, jej nazwa to arsine lub arsano.

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

Używa

Materiały półprzewodnikowe

Arsine jest stosowana w produkcji materiałów półprzewodnikowych, z zastosowaniem w mikroelektronice i laserach na ciele stałym. Jest stosowany jako domieszka krzemu i germanu. Arsyna jest używana do produkcji półprzewodników GaAs.

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

Ga (CH3)3     +     AsH3    => GaAs + 3CH4

Uzbrojenie chemiczne

Arsyna jest śmiercionośnym gazem, więc pomyślano o jej użyciu w wojnie chemicznej. Jednak nigdy nie był oficjalnie używany jako broń chemiczna, ze względu na jego wysoką palność i niższą wydajność w porównaniu z innymi mniej łatwopalnymi związkami.

Jednak niektóre związki organiczne pochodzące z arsenu, o wiele bardziej stabilne, wykazały, że mają one zastosowanie w wojnie chemicznej, na przykład lewisyt (β-chlorowinylo dichloroarsyna).

Ligandy

Arsyna to gaz, który zapala się w powietrzu, ale jego organiczne pochodne mają większą stabilność, na przykład AsR3 (R = grupy alkilowe lub arylowe), są stosowane jako środki wiążące w chemii koordynacyjnej metali.

The As (C6H5) jest miękkim spoiwem i dlatego jest zwykle włączany do kompleksów metali, które mają atomy centralne o niskim stopniu utlenienia (miękkie kationy).

Efekty toksyczne

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

Większość toksycznego działania arsenu jest wytwarzana przez jego wdychanie. Jest w stanie przejść przez ścianę pęcherzyków płucnych i przejść do krwi, gdzie wywiera toksyczne działanie, które wykonuje się na erytrocyty i czynność nerek.

Zatrucie arsyną objawia się pojawieniem się zaburzeń świadomości, wstrząsu, krwiomoczu, żółtaczki i niewydolności nerek.

Działanie na erytrocyty i hemoglobinę

Arsine ma kilka działań wywieranych na ścianę erytrocytów i hemoglobinę. Promuje uwalnianie grupy hemowej z hemoglobiny. Arsyna jest pośrednim środkiem hemolitycznym, działa poprzez hamowanie działania katalazy.

Prowadzi to do akumulacji nadtlenku wodoru (H2O2), co powoduje pęknięcie błony erytrocytarnej. 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 zmniejszeniem stężenia hemoglobiny we krwi i hematokrytu; wzrost stężenia hemoglobiny i bilirubiny w surowicy; i krwiomocz.

Niewydolność nerek jest konsekwencją wytrącania hemoglobiny w postaci cylindrów w kanalikach nerkowych, obserwowanych w sekcji zwłok. Mimo to, znaleziono również dowody bezpośredniego in vitro toksycznego działania arsenu na linie komórkowe nerek w hodowli.

Referencje

  1. Shiver i Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna (czwarte wydanie). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Arsyna. Źródło: en.wikipedia.org
  3. Uczeń chemii. (2019). Arsyna. Źródło: chemistrylearner.com
  4. PubChem. (2019). Arsyna. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Cameo Chemicals. (s.f.). Arsyna. Źródło: cameochemicals.noaa.gov
  6. Meksykański Instytut Ubezpieczeń Społecznych. (2005). Zatrucie arsenem. [PDF] Źródło: medigraphic.com