Arsine structuur, eigenschappen, nomenclatuur en gebruik

5106
Basil Manning

De arsine of arsano is een kleurloos en reukloos gas, hoewel het in contact met lucht een lichte geur van knoflook en vis krijgt. De term arsine wordt niet alleen gebruikt om de verbinding AsH te noemen3, wordt ook gebruikt om een ​​reeks organische arseen (As) -verbindingen met de formule AsH te beschrijven3-xRX.

In de formule staat R voor alkyl- of arylverbindingen. De verbinding As (C6H.53 genaamd trifenylarsine, het staat bekend als een arsine.

Arsine molecuul. Bron: Ben Mills [publiek domein], van Wikimedia Commons.

In anorganische chemie is er echter maar één arsine: AsH3 (bovenste afbeelding). De paarse bol vertegenwoordigt het arseenatoom en de witte de waterstofatomen. Hoewel niet weergegeven, bevindt zich boven het arseen een paar vrije elektronen (··).

De giftige werking van arsine vindt voornamelijk plaats bij inademing, omdat het de alveolaire wand passeert en in het bloed terechtkomt. Daar veroorzaakt het hemolyse van erytrocyten, waarbij hemoglobine vrijkomt dat schade aan de niertubuli veroorzaakt, wat leidt tot nierfunctiestoornissen..

Artikel index

  • 1 Structuur van arsine
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Namen
    • 2.2 Molecuulgewicht
    • 2.3 Fysieke beschrijving
    • 2.4 Geur
    • 2.5 Kookpunt
    • 2.6 Smeltpunt
    • 2.7 Vlampunt
    • 2.8 Oplosbaarheid
    • 2.9 Dichtheid
    • 2.10 Dampdichtheid
    • 2.11 Dampspanning
    • 2.12 Stabiliteit
    • 2.13 Ontleding
    • 2.14 Verdampingswarmte
    • 2.15 Standaard formatie-enthalpie
  • 3 Nomenclatuur
  • 4 toepassingen
    • 4.1 Halfgeleidermaterialen
    • 4.2 Chemische wapens
    • 4.3 Liganden
  • 5 Giftige effecten
    • 5.1 Actie tegen erytrocyten en hemoglobine
  • 6 referenties

Structuur van arsine

Structuur van AsH3 met bindingshoek en lengte. Bron: Benjah-bmm27 via Wikipedia

Zoals te zien is in de twee bovenste afbeeldingen, is de AsH3 het heeft een piramidale structuur. Het As-atoom bevindt zich in het midden van de piramide, terwijl de drie H's in elk van zijn hoekpunten. De chemische hybridisatie van As zou gewoonlijk sp3 om deze geometrie over te nemen.

De afbeelding laat zien dat de As-H-bindingen een lengte hebben van 1.519 Å, en de drie H's zijn gescheiden door een hoek van 91.8º. Deze hoek verschilt aanzienlijk van 107 ° voor het ammoniakmolecuul, NH3, wat duidt op een toenadering tussen de H..

Sommige chemici beweren dat dit te wijten is aan het verschil tussen de atoomstralen tussen N en As.

Omdat ze de kleinste N zijn, staan ​​de H dichter bij elkaar, waardoor hun elektrostatische afstoting toeneemt, waardoor ze vaak uit elkaar worden gehaald. Ondertussen is de As groter, dus de H's zijn verder van elkaar verwijderd en de afstotingen tussen hen zijn minder, zodat ze de neiging hebben om minder te scheiden..

Eigendommen

Namen

-Arsine of arsano

-Arseenhydride

-Arseentrihydride

-Waterstofarsenide

Molecuulgewicht

77,946 g / mol.

Fysieke beschrijving

Kleurloos gas.

Geur

Het is geurloos, maar krijgt in contact met de lucht een lichte geur van knoflook en vis. Het is geen irriterend gas en bovendien veroorzaakt het geen onmiddellijke symptomen; dus mensen zijn zich misschien niet bewust van de aanwezigheid ervan.

Kookpunt

-80,4 ºF tot 760 mmHg (-62,5 ºC).

Smeltpunt

-179 ºF (-116 ºC).

ontstekingspunt

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Licht ontvlambaar gas.

Oplosbaarheid

In water 28 mg / 100 ml (praktisch onoplosbaar in water). Lichtjes oplosbaar in alcohol en alkali. Oplosbaar in benzeen en chloroform.

Dichtheid

4,93 g / l gas.

Dampdichtheid

2,66 tot 2,695 (in verhouding tot lucht genomen als 1).

Stoomdruk

11.000 mmHg bij 20 ºC.

Stabiliteit

Bij blootstelling aan licht wordt nat arsine snel afgebroken en wordt glanzend zwart arseen afgezet.

Ontleding

Bij verhitting tot ontbinding, geeft het zeer giftige arseenrook af, vergezeld van waterstofgas. Het ontleedt bij 300ºC.

Warmte van verdamping

26,69 kJ / mol.

Standaard formatie-enthalpie

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenclatuur

In de vorige paragraaf werd melding gemaakt van andere geaccepteerde namen voor arsine. Aangezien het een binair hydride is tussen arseen en waterstof, kan het worden genoemd op basis van de systematische, standaard- en traditionele nomenclaturen.

In systematische nomenclatuur tellen ze het aantal waterstofatomen. Zo wordt de naam: triarseenhydride.

De naam volgens de voorraadnomenclatuur lijkt erg op elkaar, maar de lading wordt opgeteld met Romeinse cijfers tussen haakjes: arseenhydride (III).

En met betrekking tot de traditionele nomenclatuur is de naam arsina of arsano.

Het kan ook waterstofarsenide worden genoemd; het is echter niet helemaal correct, omdat het zou impliceren dat arseen elektronegatiever is dan waterstof en deelneemt aan de binding als As3-.

Toepassingen

Halfgeleidermaterialen

Arsine wordt gebruikt bij de vervaardiging van halfgeleidermaterialen, gebruikt in micro-elektronica en vastestoflasers. Het wordt gebruikt als doteerstof voor silicium en germanium. Arsine wordt gebruikt bij de vervaardiging van de halfgeleider GaAs.

De gebruikte procedure is chemische dampafzetting (CVD) bij 700 - 900 ºC, volgens de volgende reactie:

Ga (CH33     +     As3    => GaAs + 3CH4

Chemische wapens

Arsine is een dodelijk gas, dus er werd aan gedacht voor gebruik bij chemische oorlogsvoering. Maar het is nooit officieel als chemisch wapen gebruikt, vanwege de hoge ontvlambaarheid en lagere werkzaamheid in vergelijking met andere, minder ontvlambare verbindingen..

Van sommige organische verbindingen die zijn afgeleid van arsine, veel stabieler, is echter aangetoond dat ze kunnen worden toegepast bij chemische oorlogsvoering, bijvoorbeeld Lewisiet (β-chloorvinyldichloorarsine).

Liganden

Arsine is een gas dat ontbrandt in lucht, maar zijn stabielere organische derivaten, bijvoorbeeld AsR3 (R = alkyl- of arylgroepen), worden gebruikt als bindmiddelen in de metaalcoördinatiechemie.

De aas (C6H.5) is een zacht bindmiddel en wordt daarom meestal opgenomen in metaalcomplexen met centrale atomen met lage oxidatietoestanden (zachte kationen).

Giftige effecten

De giftigheid is zodanig dat het bij een concentratie in de lucht van 250 ppm onmiddellijk dodelijk is. Kan dodelijk zijn gedurende 30 minuten blootstelling bij een ingeademde luchtconcentratie van 25 - 50 ppm.

De meeste giftige werking van arsine vindt plaats bij inademing. Het kan de alveolaire wand passeren en in het bloed terechtkomen, waar het zijn toxische werking uitoefent, die wordt uitgevoerd op erytrocyten en de nierfunctie..

Arsinevergiftiging manifesteert zich door bewustzijnsstoornissen, shock, hematurie, geelzucht en nierfalen..

Actie op erytrocyten en hemoglobine

Arsine heeft verschillende acties die worden uitgeoefend op de wand van erytrocyten en hemoglobine. Ze bevordert de afgifte van de heemgroep uit hemoglobine. Arsine is een indirect hemolytisch middel, het werkt door de werking van catalase te remmen.

Dit leidt tot de ophoping van waterstofperoxide (H.tweeOFtwee), wat de breuk van het erytrocytenmembraan veroorzaakt. Aan de andere kant veroorzaakt arsine een afname van de intracellulaire concentratie van gereduceerd glutathion (GSH), wat bijdraagt ​​aan de vernietiging van het erytrocytenmembraan..

Massale hemolyse is fataal en manifesteert zich door een verlaging van de bloedconcentratie van hemoglobine en hematocriet; verhoogde serumhemoglobine- en bilirubineconcentratie; en hematurie.

Nierfalen is het gevolg van het neerslaan van hemoglobine in de vorm van afgietsels in de niertubuli, waargenomen bij autopsies. Hoewel er in vitro ook aanwijzingen zijn gevonden voor een directe toxische werking van arsine op niercellijnen in kweek.

Referenties

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (vierde druk). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Arsine. Hersteld van: en.wikipedia.org
  3. Scheikunde leerling. (2019). Arsine. Hersteld van: chemistrylearner.com
  4. PubChem. (2019). Arsine. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Cameo Chemicals. (s.f.). Arsine. Hersteld van: cameochemicals.noaa.gov
  6. Mexicaans Instituut voor Sociale Zekerheid. (2005). Arsine vergiftiging. [Pdf]. Hersteld van: medigraphic.com

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.