ARSINE: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, NOMENCLATUUR EN GEBRUIK - CHEMIE - 2026

Het arsine of arsine is een kleurloos en reukloos gas, hoewel het in contact met lucht een geur krijgt van lichte knoflook en vis. De term arsine wordt niet alleen gebruikt om de verbinding AsH _{3 te} noemen , maar wordt ook gebruikt om een ​​reeks organische arseen (As) -verbindingen met de formule AsH _3-x R _{x te beschrijven} .

In de formule staat R voor alkyl- of arylverbindingen. De verbinding As (C ₆ H ₅ ) ₃ , trifenylarsine genaamd, staat bijvoorbeeld bekend als een arsine.

Arsine molecuul. Bron: Ben Mills, van Wikimedia Commons.

In anorganische chemie is er echter maar één arsine: AsH ₃ (bovenste afbeelding). De paarse bol stelt het arseenatoom voor, en de witte de waterstofatomen. Hoewel niet getoond, 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 nierstoornissen.

Structuur van arsine

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

Zoals te zien is in de bovenste twee afbeeldingen, heeft AsH ₃ 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 moet gewoonlijk sp ³ zijn om deze geometrie aan 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, NH ₃ , wat wijst op een toenadering tussen de H.

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

Omdat ze de kleinste N zijn, staan ​​de H dichter bij elkaar, waardoor hun elektrostatische afstoting toeneemt, waardoor ze de neiging hebben om ze weg te jagen. 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 Arsan

-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; zodat mensen zich misschien niet bewust zijn van zijn aanwezigheid.

Kookpunt

-80,4 ° F tot 760 mmHg (-62,5 ° C).

Smeltpunt

-179 ° F (-116 ° C).

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 (ten opzichte van lucht genomen als 1).

Stoomdruk

11.000 mmHg bij 20 ° C.

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 300 ° C.

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. Dus je naam wordt: tri- arseenhydride.

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

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 As ^3– .

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 GaAs-halfgeleider.

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

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

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 de lagere werkzaamheid in vergelijking met andere, minder brandbare 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 in lucht ontbrandt, maar zijn stabielere organische derivaten, bijvoorbeeld AsR ₃ (R = alkyl- of arylgroepen), worden gebruikt als bindmiddelen in de metaalcoördinatiechemie.

As (C ₆ H ₅ ) is een zacht bindmiddel en wordt daarom gewoonlijk 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. Het kan dodelijk zijn tijdens een blootstelling van 30 minuten, bij een ingeademde luchtconcentratie van 25 - 50 ppm.

De meeste giftige werking van arsine vindt plaats bij inademing. Het is in staat om de alveolaire wand te passeren en in het bloed te komen 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 rode bloedcelwand en op 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 ₂ O ₂ ), waardoor het erytrocytenmembraan scheurt. 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 dodelijk en komt tot uiting in een verlaging van de bloedconcentratie van hemoglobine en hematocriet; verhoogde serumconcentratie van hemoglobine en bilirubine; en hematurie.

Nierfalen is het gevolg van het neerslaan van hemoglobine in de vorm van cilinders 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. (sf). Arsine. Hersteld van: cameochemicals.noaa.gov
6. Mexicaans Instituut voor Sociale Zekerheid. (2005). Arsine vergiftiging. . Hersteld van: medigraphic.com