ARSĪNS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, NOMENKLATŪRA UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Arsine vai arsine ir bezkrāsains un bez smaržas gāze, gan saskaroties ar gaisu iegūst smaku gaismas ķiplokus un zivis. Termins arsine tiek izmantots ne tikai nosaukt savienojumu osis ₃ , tas tiek izmantots arī, lai aprakstītu kopumu organiskā arsēna (As) savienojumiem ar formulu: Ash _3-x R _x .

Formulā R apzīmē alkil- vai aril savienojumus. Piemēram, savienojums As (C ₆ H ₅ ) _{3, ko} sauc par trifenilarsīnu, ir pazīstams kā arsīns.

Arsīna molekula. Avots: Ben Mills, no Wikimedia Commons.

Tomēr neorganiskajā ķīmijā ir tikai viens arsīns: AsH ₃ (augšējais attēls). Violeta sfēra apzīmē arsēna atomu, bet baltā - ūdeņraža atomus. Lai gan tas nav parādīts, virs arsēna ir brīvu elektronu pāris (··).

Arsīna toksiskā darbība notiek galvenokārt ieelpojot, jo tas šķērso alveolu sienu un nonāk asinīs. Tur tas darbojas, eritrocītu hemolīzi izdalot, atbrīvojot hemoglobīnu, kas izraisa nieru kanāliņu bojājumus, kas noved pie nieru darbības traucējumiem.

Arsīna struktūra

AsH3 struktūra ar saites leņķi un garumu. Avots: Benjah-bmm27, izmantojot Wikipedia

Kā redzams divos augšējos attēlos, AsH ₃ ir piramīdveida struktūra. As atoms atrodas piramīdas centrā, bet trīs H katrā tā virsotnē. As ķīmiskajai hibridizācijai parasti jābūt sp ^3, lai pieņemtu šo ģeometriju.

Attēlā redzams, ka As-H saišu garums ir 1,519 Å, un trīs H atdala 91,8º leņķis. Šis leņķis ievērojami atšķiras no 107 ° amonjaka molekulā NH ₃ , kas norāda uz H tuvināšanos.

Daži ķīmiķi apgalvo, ka tas ir saistīts ar atomu rādiusu atšķirībām starp N un As.

Būdams mazākais N, H ir tuvāk viens otram, palielinot to elektrostatiskās atgrūšanas spējas, kas mēdz tos padzīt. Tikmēr As ir lielāks, tāpēc Hs ir attālāk viens no otra un atgrūšanās starp tiem ir mazāka, tāpēc tie mēdz atdalīties mazāk.

Īpašības

Vārdi

-Arsīns vai arsāns

-Arēnhidrīds

-Arēna trihidrīds

-Ūdeņraža arsenīds

Molekulārais svars

77,946 g / mol.

Izskata apraksts

Bezkrāsaina gāze.

Smarža

Tas nav bez smaržas, bet saskarē ar gaisu iegūst nelielu ķiploku un zivju smaržu. Tā nav kairinoša gāze, turklāt tā nerada tūlītējus simptomus; lai cilvēki varētu nezināt par tā klātbūtni.

Vārīšanās punkts

-80,4 ° F līdz 760 mmHg (-62,5 ° C).

Kušanas punkts

-179 ° F (-116 ° C).

aizdegšanās punkts

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). Viegli uzliesmojoša gāze.

Šķīdība

Ūdenī 28 mg / 100 ml (praktiski nešķīst ūdenī). Nedaudz šķīst spirtā un sārmos. Šķīst benzolā un hloroformā.

Blīvums

4,93 g / L gāzes.

Tvaika blīvums

2,66 līdz 2,695 (attiecībā pret gaisu ņem kā 1).

Tvaika spiediens

11 000 mmHg 20 ° C temperatūrā.

Stabilitāte

Saskaroties ar gaismu, mitrais arsīns ātri sadalās, nogulsnējot spīdīgu melnu arsēnu.

Sadalīšanās

Sildot līdz sadalīšanās brīdim, tas izdala ļoti toksiskus arsēna dūmus, ko papildina ūdeņraža gāze. Tas sadalās 300 ° C temperatūrā.

Iztvaikošanas siltums

26,69 kJ / mol.

Standarta veidošanās entalpija

+ 66,4 kJ / mol.

Nomenklatūra

Iepriekšējā sadaļā tika pieminēti citi pieņemti arsīna nosaukumi. Uzskatot to par bināru hidrīdu starp arsēnu un ūdeņradi, to var nosaukt, pamatojoties uz sistemātisko, krājumu un tradicionālo nomenklatūru.

Sistemātiskā nomenklatūrā viņi skaita ūdeņraža atomu skaitu. Tātad, jūsu vārds kļūst: tri arsēna hidrīds.

Tās nosaukums saskaņā ar krājumu nomenklatūru ir ļoti līdzīgs, bet, pievienojot lādiņu ar iekavās norādītajiem romiešu cipariem: arsēna (III) hidrīds .

Un attiecībā uz tradicionālo nomenklatūru tās nosaukums ir arsina vai arsano.

To var saukt arī par ūdeņraža arsenīdu; tomēr tas nav pilnīgi pareizi, jo tas nozīmē, ka tiek pieņemts, ka arsēns ir vairāk elektronegatīvs nekā ūdeņradis un piedalās saitē kā As ^3– .

Lietojumprogrammas

Pusvadītāju materiāli

Arsīns tiek izmantots pusvadītāju materiālu ražošanā, to izmanto mikroelektronikā un cietvielu lāzeros. To lieto kā silikona un germānija piedevu. Arsīns tiek izmantots GaAs pusvadītāja ražošanā.

Izmantotā procedūra ir ķīmiska nogulsnēšana tvaikos (CVD) 700 - 900 ºC temperatūrā saskaņā ar šādu reakciju:

Ga (CH ₃ ) ₃ + osis ₃ => GaAs + 3ch ₄

Ķīmiskie ieroči

Arsīns ir nāvējoša gāze, tāpēc tika domāts par tā izmantošanu ķīmiskajā karā. Bet tas nekad netika oficiāli izmantots kā ķīmisks ierocis, pateicoties augstajai uzliesmojamībai un zemākajai efektivitātei, salīdzinot ar citiem mazāk uzliesmojošiem savienojumiem.

Tomēr ir pierādīts, ka daži no arsīna atvasinātie organiskie savienojumi, kas ir daudz stabilāki, izmantojami ķīmiskajā karā, piemēram, Lewisite (β-hlorovinildihloroarsīns).

Līgas

Arsīns ir gāze, kas aizdegas gaisā, bet tā stabilākos organiskos atvasinājumus, piemēram, AsR ₃ (R = alkil- vai arilgrupas), izmanto kā saistvielas metāla koordinācijas ķīmijā.

Tā kā (C ₆ H ₅ ) ir mīksts saistviela, un tāpēc to parasti iekļauj metālu kompleksos, kuriem ir centrālie atomi ar zemu oksidācijas pakāpi (mīkstie katjoni).

Toksiska iedarbība

Tā toksicitāte ir tāda, ka pie 250 ppm koncentrācijas gaisā tas uzreiz kļūst nāvējošs. 30 minūšu iedarbības laikā tas var būt nāvējošs, ja ieelpotā gaisa koncentrācija ir 25–50 ppm.

Lielākā daļa no arsīna toksiskās iedarbības notiek ieelpojot. Tas spēj šķērsot alveolāro sienu un nonākt asinīs, kur tas veic toksisku iedarbību, ko veic eritrocītos un nieru darbībā.

Saindēšanās ar arsīnu izpaužas kā apziņas traucējumi, šoks, hematūrija, dzelte un nieru mazspēja.

Darbība eritrocītos un hemoglobīnā

Arsīnam ir vairākas darbības, kas tiek veiktas uz sarkano asins šūnu sieniņu un hemoglobīnu. Viņa veicina hema grupas atbrīvošanu no hemoglobīna. Arsīns ir netiešs hemolītisks līdzeklis, tas darbojas, kavējot katalāzes darbību.

Tas noved pie ūdeņraža peroksīda (H ₂ O ₂ ) uzkrāšanās , kas izraisa eritrocītu membrānas plīsumu. No otras puses, arsīns rada samazināta glutationa (GSH) intracelulāras koncentrācijas samazināšanos, kas veicina eritrocītu membrānas iznīcināšanu.

Masīva hemolīze ir letāla un izpaužas kā hemoglobīna un hematokrīta koncentrācijas samazināšanās asinīs; paaugstināta hemoglobīna un bilirubīna koncentrācija serumā; un hematūrija.

Nieru mazspēja rodas no hemoglobīna nogulsnēšanas balonu veidā nieru kanāliņos, kas novēroti autopsijas laikā. Kaut arī in vitro ir arī atrasti pierādījumi par arsīna tiešu toksisku iedarbību uz nieru šūnu līnijām kultūrā.

Atsauces

1. Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Arsīns. Atgūts no: en.wikipedia.org
3. Ķīmijas students. (2019. gads). Arsīns. Atgūts no: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019. gads). Arsīns. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Cameo Chemicals. (sf). Arsīns. Atgūts no: cameochemicals.noaa.gov
6. Meksikas Sociālā nodrošinājuma institūts. (2005). Saindēšanās ar arsīnu. . Atgūts no: medigraphic.com