Arsine struktur, egenskaber, nomenklatur og anvendelser

963
Basil Manning

Det arsine eller arsano er en farveløs og lugtfri gas, selvom den i kontakt med luft får en svag lugt af hvidløg og fisk. Udtrykket arsine bruges ikke kun til at navngive forbindelsen AsH3, anvendes også til at beskrive et sæt af organiske arsenforbindelser (As) med formlen AsH3-xRx.

I formlen repræsenterer R alkyl eller arylforbindelser. For eksempel forbindelsen As (C6H5)3 kaldet triphenylarsin, det er kendt som en arsine.

Arsine molekyle. Kilde: Ben Mills [Public domain], fra Wikimedia Commons.

Imidlertid er der i uorganisk kemi kun en arsine: AsH3 (øverste billede). Den lilla kugle repræsenterer arsenatomet, og de hvide hydrogenatomer. Selvom det ikke er vist, er der over arsenet et par frie elektroner (··).

Den giftige virkning af arsine forekommer hovedsageligt ved indånding, da den krydser alveolærvæggen og passerer ind i blodet. Der virker det, der producerer hæmolyse af erytrocytter, frigiver hæmoglobin, der forårsager skade på nyretubuli, der fører til nedsat nyrefunktion..

Artikelindeks

  • 1 Struktur af arsine
  • 2 egenskaber
    • 2.1 Navne
    • 2.2 Molekylvægt
    • 2.3 Fysisk beskrivelse
    • 2.4 Lugt
    • 2.5 Kogepunkt
    • 2.6 Smeltepunkt
    • 2.7 Flammepunkt
    • 2.8 Opløselighed
    • 2.9 Densitet
    • 2.10 Dampmassefylde
    • 2.11 Damptryk
    • 2.12 Stabilitet
    • 2.13 Nedbrydning
    • 2.14 Fordampningsvarme
    • 2.15 Standard dannelse entalpi
  • 3 Nomenklatur
  • 4 anvendelser
    • 4.1 Halvledermaterialer
    • 4.2 Kemiske våben
    • 4.3 Ligander
  • 5 Giftige virkninger
    • 5.1 Handling på erytrocytter og hæmoglobin
  • 6 Referencer

Struktur af arsine

Struktur af AsH3 med bindingsvinkel og længde. Kilde: Benjah-bmm27 via Wikipedia

Som det ses i de to øverste billeder, AsH3 den har en pyramidestruktur. As-atomet er placeret i midten af ​​pyramiden, mens de tre H'er i hver af dets hjørner. Den kemiske hybridisering af As skal normalt være sp3 at vedtage denne geometri.

Billedet viser, at As-H-bindingerne har en længde på 1.519 Å, og de tre H'er er adskilt med en vinkel på 91,8 °. Denne vinkel adskiller sig betydeligt fra 107 ° for ammoniakmolekylet, NH3, hvilket indikerer en tilnærmelse mellem H.

Nogle kemikere hævder, at dette skyldes forskellen mellem atomradierne mellem N og As.

At være den mindste N er H tættere på hinanden og øger deres elektrostatiske frastødninger, som har tendens til at flytte dem fra hinanden. I mellemtiden er As større, så Hs er mere fjernt fra hinanden, og frastødningerne mellem dem er mindre, så de har tendens til at adskille mindre..

Ejendomme

Navne

-Arsine eller arsano

-Arsenhydrid

-Arsen-trihydrid

-Brintarsenid

Molekylær vægt

77,946 g / mol.

Fysisk beskrivelse

Farveløs gas.

Lugt

Det er lugtfrit, men i kontakt med luften får det en svag lugt af hvidløg og fisk. Det er ikke en irriterende gas, og derudover producerer den ikke øjeblikkelige symptomer; så folk kan være uvidende om dets tilstedeværelse.

Kogepunkt

-80,4 ºF til 760 mm Hg (-62,5 ºC).

Smeltepunkt

-179 ºF (-116 ºC).

antændelsespunkt

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

Opløselighed

I vand 28 mg / 100 ml (praktisk talt uopløselig i vand). Let opløselig i alkohol og alkali. Opløselig i benzen og chloroform.

Massefylde

4,93 g / l gas.

Dampmassefylde

2.66 til 2.695 (i forhold til luft taget som 1).

Damptryk

11.000 mmHg ved 20 ºC.

Stabilitet

Når den udsættes for lys, nedbrydes våd arsine hurtigt og deponerer skinnende sort arsen.

Nedbrydning

Når det opvarmes til nedbrydning, udsender det meget giftig arsenrøg ledsaget af brintgas. Det nedbrydes ved 300 ºC.

Fordampningsvarme

26,69 kJ / mol.

Standard dannelse entalpi

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatur

I det foregående afsnit blev der nævnt andre accepterede navne på arsine. I betragtning af at det er et binært hydrid mellem arsen og brint, kan det navngives ud fra de systematiske, stamopløsende og traditionelle nomenklaturer.

I systematisk nomenklatur tæller de antallet af hydrogenatomer. Således kommer navnet til at være: triarsenhydrid.

Dets navn i henhold til bestandsnomenklaturen er meget ens, men tilføjer sin belastning med romertal i parentes: arsenhydrid (III).

Og med hensyn til den traditionelle nomenklatur er dens navn arsina eller arsano.

Det kan også kaldes brintarsenid; Det er dog ikke helt korrekt, fordi det antyder, at det antages, at arsen er mere elektronegativ end brint og deltager i bindingen som As3-.

Ansøgninger

Halvledermaterialer

Arsine bruges til fremstilling af halvledermaterialer, der anvendes i mikroelektronik og solid state-lasere. Det bruges som et dopemiddel til silicium og germanium. Arsine anvendes til fremstilling af halvleder GaAs.

Den anvendte procedure er kemisk dampaflejring (CVD) ved 700 - 900 ºC ifølge følgende reaktion:

Ga (CH3)3     +     Aske3    => GaAs + 3CH4

Kemisk våben

Arsine er en dødbringende gas, så den blev tænkt til brug i kemisk krigsførelse. Men det blev aldrig brugt officielt som et kemisk våben på grund af dets høje antændelighed og lavere effektivitet sammenlignet med andre mindre brandfarlige forbindelser..

Imidlertid har nogle organiske forbindelser afledt af arsine, meget mere stabile, vist sig at være anvendelige i kemisk krigsførelse, for eksempel Lewisite (β-chlorovinyldichlorarsin).

Ligander

Arsine er en gas, der antændes i luften, men dens mere stabile organiske derivater, for eksempel AsR3 (R = alkyl- eller arylgrupper) anvendes som bindemidler i metal-koordineringskemi.

Esset (C6H5) er et blødt bindemiddel og er derfor normalt inkorporeret i metalkomplekser, der har centrale atomer med lave oxidationstilstande (bløde kationer).

Giftige virkninger

Dens toksicitet er sådan, at den ved en luftbåren koncentration på 250 ppm er øjeblikkelig dødelig. Kan være dødelig under 30 minutters eksponering ved inhaleret luftkoncentration på 25 - 50 ppm.

Det meste af arsins toksiske virkning sker ved indånding. Det er i stand til at krydse alveolærvæggen og passere ind i blodet, hvor det udøver sin toksiske virkning, som udføres på erytrocytter og nyrefunktion..

Arsinforgiftning manifesteres ved bevidsthedsforstyrrelser, chok, hæmaturi, gulsot og nyresvigt..

Virkning på erytrocytter og hæmoglobin

Arsine har flere handlinger, der udøves på væggen af ​​erytrocytter og hæmoglobin. Hun fremmer frigivelsen af ​​hæmgruppen fra hæmoglobin. Arsine er et indirekte hæmolytisk middel, det virker ved at hæmme virkningen af ​​katalase.

Dette fører til ophobning af hydrogenperoxid (H.toELLERto), som forårsager brud på erytrocytmembranen. På den anden side producerer arsine et fald i den intracellulære koncentration af reduceret glutathion (GSH), hvilket bidrager til ødelæggelsen af ​​erytrocytmembranen.

Massiv hæmolyse er dødelig og manifesteres ved en reduktion i blodkoncentrationen af ​​hæmoglobin og hæmatokrit; øget serumhæmoglobin- og bilirubinkoncentration; og hæmaturi.

Nyresvigt skyldes nedbør af hæmoglobin i form af kaster i nyretubuli, observeret ved obduktioner. Skønt der også er fundet bevis in vitro for en direkte toksisk virkning af arsine på nyrecellelinjer i kultur.

Referencer

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Arsine. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  3. Kemielærer. (2019). Arsine. Gendannet fra: chemistrylearner.com
  4. PubChem. (2019). Arsine. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Cameo Chemicals. (s.f.). Arsine. Gendannet fra: cameochemicals.noaa.gov
  6. Mexicansk Social Security Institute. (2005). Arsine forgiftning. [PDF]. Gendannet fra: medigraphic.com

Endnu ingen kommentarer