ARSINE: מבנה, תכונות, שמות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

Arsine או arsine הוא חסר צבע גז חסר ריח, אם כי במגע עם אוויר רוכש שום אור ריח דגים. המונח arsine לא משמש רק לשם שם התרכובת AsH ₃ , הוא משמש גם לתיאור קבוצה של תרכובות ארסן אורגניות (As) עם הנוסחה AsH _3-x R _x .

בנוסחה, R מייצג תרכובות אלקיל או אריל. לדוגמה, במתחם כפי (C ₆ H ₅ ) ₃ שנקרא triphenylarsine, ידוע בתור arsine.

מולקולת ארסינה. מקור: בן מילס, מ- Wikimedia Commons.

עם זאת, בכימיה לא אורגנית יש רק arsine אחד: AsH ₃ (תמונה עליונה). הכדור הסגול מייצג את אטום הארסן, והלבנים אטומי המימן. למרות שלא מוצג, מעל הארסן יש זוג אלקטרונים חופשיים (··).

הפעולה הרעילה של ארסין מתרחשת בעיקר בשאיפה, מכיוון שהיא חוצה את הדופן האליוואררית ועוברת לדם. שם הוא פועל לייצור המוליזה של אריתרוציטים, ומשחרר את המוגלובין הגורם נזק לצינורות הכליות שמוביל לתפקוד לקוי של הכליות.

מבנה ארסינה

מבנה AsH3 עם זווית הקשר והאורך. מקור: Benjah-bmm27 דרך Wikipedia

כפי שניתן לראות בשתי התמונות העליונות, ל- AsH ₃ יש מבנה פירמידלי. אטום As נמצא במרכז הפירמידה ואילו שלושת ה- H בכל אחד מקודקודיו. ההכלאה הכימית של As צריכה להיות רגילה ³ כדי לאמץ את הגיאומטריה הזו.

מהתמונה נראה כי קשרי ה- As-H באורך של 1.519 Å, ושלושת ה- H מופרדים בזווית של 91.8 מעלות. זווית זו שונה משמעותית מ -107 מעלות למולקולת האמוניה, NH ₃ , מה שמעיד על התקרבות בין ה- H.

יש כימאים שטוענים שזה נובע מההבדל ברדיוסים אטומיים בין N ל- As.

בהיותם ה- N הקטן ביותר, ה- H קרובים יותר זה לזה, מגבירים את הדחיות האלקטרוסטטיות שלהם, הנוטים להבריח אותם. בינתיים ה- As גדול יותר, כך שה- Hs מרוחקים יותר זה מזה והדחות ביניהם פחות, כך שהם נוטים להיפרד פחות.

נכסים

שמות

-ארזין או ארסן

-הידרד ארסן

- ארנה-טריכיליד

ארסן-מימן

משקל מולקולרי

77.946 גרם / מול.

תיאור פיזי

גז חסר צבע.

רֵיחַ

הוא חסר ריח, אך במגע עם האוויר הוא זוכה לריח קל של שום ודגים. זה לא גז מרגיז, ובנוסף, הוא לא מייצר תסמינים מיידיים; כך שאנשים לא מודעים לנוכחותה.

נקודת רתיחה

-80.4 מעלות צלזיוס עד 760 מ"מ הגה"צ (-62.5 מעלות צלזיוס).

נקודת המסה

-176 מעלות צלזיוס.

נקודת הצתה

-62 מעלות צלזיוס (-80 ° F, 211 מעלות צלזיוס). גז דליק מאוד.

מְסִיסוּת

במים 28 מ"ג / 100 מ"ל (כמעט בלתי מסיסים במים). מסיסים מעט באלכוהול ובאלקלי. מסיסים בבנזין וכלורופורם.

צְפִיפוּת

4.93 גרם לליטר דלק.

צפיפות אדים

2.66 עד 2.695 (יחסית לאוויר שצולם כ- 1).

לחץ אדים

11,000 מ"מ כספית בחום של 20 מעלות צלזיוס

יַצִיבוּת

כאשר הוא חשוף לאור, ארסין רטוב מתפרק במהירות, ומפקיד ארסן שחור מבריק.

הִתפָּרְקוּת

כשהוא מחומם לפירוק הוא פולט עשן ארסן רעיל ביותר, המלווה בגז מימן. זה מתפרק בחום של 300 מעלות צלזיוס.

חום האידוי

26.69 ק"ג / מול.

אנטלפיה סטנדרטית של היווצרות

+ 66.4 ק"ג / מול.

מִנוּחַ

בחלק הקודם הוזכר שמות מקובלים אחרים ל arsine. בהתחשב בכך שהוא הידריד בינארי בין ארסן למימן, ניתן לכנות אותו על פי השמות הנוסחיים השיטתיים, המלאי והמסורתיים.

בנומה-שיטתית, הם סופרים את מספר אטומי המימן. אז השם שלך הופך להיות: טרי ארסן הידריד.

שמו על פי שמות המניות דומה מאוד, אך הוספת המטען שלו בספרות רומיות בסוגריים: ארסן (III) הידריד .

ולגבי המינוח המסורתי, שמה הוא arsina או arsano.

זה יכול להיקרא גם ארסן מימן; עם זאת, זה לא לגמרי נכון, מכיוון שזה רומז בהנחה שארסן הוא אלקטרונגטיבי יותר ממימן ומשתתף בקישור כ- ^3– .

יישומים

חומרים מוליכים למחצה

Arsine משמש לייצור חומרים מוליכים למחצה המשמשים במיקרו-אלקטרוניקה ולייזרים במצב מוצק. הוא משמש כסילוף לסיליקון וגרמניום. Arsine משמש בייצור מוליך למחצה GaAs.

ההליך המשמש הוא תצהיר אדי כימי (CVD) בטמפרטורה של 700 - 900 מעלות צלזיוס, על פי התגובה הבאה:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

כלי נשק כימי

Arsine הוא גז קטלני, כך שנחשבו לשימוש בלוחמה כימית. אך מעולם לא שימש רשמית כנשק כימי, בגלל דליקותו הגבוהה ויעילותו הנמוכה בהשוואה לתרכובות פחות דליקות אחרות.

עם זאת, הוכח כי כמה תרכובות אורגניות שמקורן בארסין, יציבות הרבה יותר, יש להן שימוש במלחמה כימית, למשל Lewisite (ß-chlorovinyldichloroarsine).

ליגנדים

Arsine הוא גז המדליק באוויר, אך הנגזרות האורגניות היציבות שלו יותר, למשל AsR ₃ (R = קבוצות אלקיל או אריאל), משמשות כקלסרים בכימיה של תיאום מתכת.

שכן (C ₆ H ₅ ) הוא קלסר רך ולכן הוא משולב בדרך כלל במתחמי מתכת שיש להם אטומים מרכזיים עם מצבי חמצון נמוכים (קטיונים רכים).

השפעות רעילות

הרעילות שלו היא כזו בריכוז מוטס של 250 עמודים לדקה הוא קטלני מייד. זה יכול להיות קטלני במהלך חשיפה של 30 דקות, בריכוז אוויר בשאיפה של 25 - 50 עמודים לדקה.

מרבית הפעולה הרעילה של ארסן מתרחשת באמצעות שאיפה. הוא מסוגל לחצות את דופן האלביולאר ולעבור לדם במקום שהוא מפעיל את פעולתו הרעילה, המתבצעת על אריתרוציטים ותפקוד הכליות.

הרעלת ארסין באה לידי ביטוי בהפרעות בתודעה, הלם, המטוריה, צהבת ואי ספיקת כליות.

פעולה על אריתרוציטים והמוגלובין

לארסין מספר פעולות המופעלות על דופן תאי הדם האדומים ועל המוגלובין. היא מקדמת את שחרור קבוצת ההמ מהמוגלובין. Arsine הוא חומר המוליטי עקיף, הוא פועל על ידי עיכוב פעולת הקטלאז.

זה מוביל להצטברות של מי חמצן (H ₂ O ₂ ), הגורם לקרע בקרום האריתרוציט. מצד שני, arsine מייצר ירידה בריכוז התוך-תאי של גלוטתיון מופחת (GSH), התורם להרס קרום האריתרוציטים.

המוליזה מאסיבית היא קטלנית ומתבטאת בהפחתה בריכוז הדם של המוגלובין והמטוקריט; ריכוז סרום מוגבר של המוגלובין ובילירובין; והמטוריה.

אי ספיקת כליות נובעת משקעים של המוגלובין בצורה של צילינדרים בצינורות הכליה, שנצפו במתיחת המוות. אם כי, במבחנה, נמצאו עדויות גם לפעולה רעילה ישירה של ארסן על קווי תאי הכליה בתרבות.

הפניות

1. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
2. ויקיפדיה. (2018). ארסין. התאושש מ: en.wikipedia.org
3. לומד כימיה. (2019). ארסין. התאושש מ: chemistrylearner.com
4. PubChem. (2019). ארסין. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. קמיע כימיקלים. (sf). ארסין. התאושש מ: cameochemicals.noaa.gov
6. מכון לביטוח לאומי מקסיקני. (2005). הרעלת ארסין. . התאושש מ: medigraphic.com