ARSINE: โครงสร้างคุณสมบัติระบบการตั้งชื่อและการใช้งาน - เคมี - 2026

อาร์ซีนหรืออาร์ซีนเป็นก๊าซที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นแม้ว่าเมื่อสัมผัสกับอากาศจะได้กลิ่นกระเทียมและเนื้อปลา Arsine ระยะไม่ได้ถูกใช้เพียงเพื่อชื่อสารประกอบเถ้า₃ก็ยังถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายชุดของสารหนูอินทรีย์ (As) สารประกอบของสูตรเถ้า_{3 x} R x

ในสูตร R หมายถึงสารประกอบอัลคิลหรืออะริล ตัวอย่างเช่นสารประกอบ As (C ₆ H ₅ ) ₃เรียกว่า triphenylarsine เรียกว่า arsine

โมเลกุลอาร์ซีน ที่มา: Ben Mills จาก Wikimedia Commons

อย่างไรก็ตามในเคมีอนินทรีย์มีอาร์ซีนเพียงตัวเดียว: AsH ₃ (ภาพบน) ทรงกลมสีม่วงแสดงถึงอะตอมของสารหนูส่วนสีขาวคืออะตอมของไฮโดรเจน แม้ว่าจะไม่ได้แสดงไว้เหนือสารหนูมีอิเล็กตรอนอิสระ (··) อยู่หนึ่งคู่

การกระทำที่เป็นพิษของอาร์ซีนส่วนใหญ่เกิดจากการหายใจเข้าไปเนื่องจากมันข้ามผนังถุงและผ่านเข้าสู่เลือด ที่นั่นทำหน้าที่โดยการผลิตเม็ดเลือดแดงเม็ดเลือดแดงปล่อยฮีโมโกลบินที่ทำให้เกิดความเสียหายต่อท่อไตซึ่งนำไปสู่ความผิดปกติของไต

โครงสร้างของอาร์ซีน

โครงสร้างของ AsH3 ที่มีมุมและความยาวของพันธะ ที่มา: Benjah-bmm27 จาก Wikipedia

ดังที่เห็นในสองภาพด้านบน AsH ₃มีโครงสร้างเสี้ยม อะตอม As ตั้งอยู่ตรงกลางของพีระมิดในขณะที่อะตอม 3 ตัวอยู่ในจุดยอดแต่ละจุด การผสมพันธุ์ทางเคมีของ As ตามปกติจะต้องเป็น sp ³เพื่อใช้รูปทรงเรขาคณิตนี้

ภาพแสดงให้เห็นว่าพันธะ As-H มีความยาว 1.519 Åและ H ทั้งสามคั่นด้วยมุม91.8º มุมนี้แตกต่างอย่างมากจาก107ºสำหรับโมเลกุลแอมโมเนีย NH ₃แสดงถึงการสร้างสายสัมพันธ์ระหว่าง H.

นักเคมีบางคนโต้แย้งว่านี่เป็นเพราะความแตกต่างของรัศมีอะตอมระหว่าง N และ As

ในฐานะที่เป็น N ที่เล็กที่สุด H จึงอยู่ใกล้กันมากขึ้นทำให้แรงขับไฟฟ้าสถิตเพิ่มขึ้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะขับไล่พวกมันออกไป ในขณะเดียวกัน As มีขนาดใหญ่ขึ้นดังนั้น Hs จึงอยู่ห่างจากกันมากขึ้นและแรงผลักระหว่างพวกเขาจึงน้อยลงดังนั้นพวกเขาจึงมีแนวโน้มที่จะแยกจากกันน้อยลง

คุณสมบัติ

ชื่อ

-Arsine หรือ arsan

- อาร์เซนอลไฮไดรด์

- อะเซนิกไตรไฮไดรด์

- ไฮโดรเจนอาร์เซไนด์

น้ำหนักโมเลกุล

77.946 ก. / โมล.

รายละเอียดทางกายภาพ

ก๊าซไม่มีสี

กลิ่น

ไม่มีกลิ่น แต่เมื่อสัมผัสกับอากาศจะได้กลิ่นกระเทียมและปลาเล็กน้อย ไม่ใช่ก๊าซที่ระคายเคืองและนอกจากนี้ยังไม่ก่อให้เกิดอาการทันที เพื่อให้ผู้คนไม่ทราบว่ามีอยู่

จุดเดือด

-80.4 ° F ถึง 760 mmHg (-62.5 ° C)

จุดหลอมเหลว

-179 ° F (-116 ° C)

จุดระเบิด

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K) ก๊าซไวไฟสูง

การละลาย

ในน้ำ 28 มก. / 100 มล. (ไม่ละลายในน้ำ) ละลายได้เล็กน้อยในแอลกอฮอล์และอัลคาไล ละลายได้ในเบนซีนและคลอโรฟอร์ม

ความหนาแน่น

4.93 กรัม / ลิตรของก๊าซ

ความหนาแน่นของไอ

2.66 ถึง 2.695 (เทียบกับอากาศที่ถ่ายเป็น 1)

แรงดันไอน้ำ

11,000 mmHg ที่ 20 ° C

ความมั่นคง

เมื่อโดนแสงอาร์ซีนที่เปียกจะสลายตัวอย่างรวดเร็วทำให้สะสมสารหนูสีดำเงาไว้

การจำแนก

เมื่อได้รับความร้อนจนสลายตัวจะปล่อยควันสารหนูที่เป็นพิษสูงพร้อมกับก๊าซไฮโดรเจน สลายตัวที่ 300 ° C

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

26.69 กิโลจูล / โมล

เอนทัลปีมาตรฐานของการก่อตัว

+ 66.4 กิโลจูล / โมล

ศัพท์เฉพาะ

ในส่วนก่อนหน้านี้มีการกล่าวถึงชื่ออาร์ซีน เมื่อพิจารณาว่าเป็นไบนารีไฮไดรด์ระหว่างสารหนูและไฮโดรเจนก็สามารถตั้งชื่อตามระบบสต็อกและระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิม

ในระบบการตั้งชื่อพวกเขานับจำนวนอะตอมของไฮโดรเจน ดังนั้นชื่อของคุณจะกลายเป็น: ไตรอาร์เซนิกไฮไดรด์

ชื่อของมันตามระบบการตั้งชื่อหุ้นนั้นคล้ายกันมาก แต่การเพิ่มประจุด้วยตัวเลขโรมันในวงเล็บ: สารหนู(III)ไฮไดรด์

และด้วยความเคารพในระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิมชื่อของมันคือ arsina หรือ arsano

เรียกอีกอย่างว่าไฮโดรเจนอาร์เซไนด์ แต่มันไม่ถูกต้องทั้งหมดเพราะมันจะบ่งบอกถึงสมมติว่าสารหนูเป็นขั้วลบมากกว่าไฮโดรเจนและมีส่วนร่วมในพันธบัตรเท่าที่3-

การประยุกต์ใช้งาน

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์

Arsine ใช้ในการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเลเซอร์โซลิดสเตต ใช้เป็นสารเจือสำหรับซิลิกอนและเจอร์เมเนียม Arsine ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ GaAs

ขั้นตอนที่ใช้คือการสะสมไอเคมี (CVD) ที่ 700 - 900 ºCตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

อาวุธเคมี

Arsine เป็นก๊าซร้ายแรงดังนั้นจึงมีการคิดขึ้นเพื่อใช้ในสงครามเคมี แต่ไม่เคยถูกใช้เป็นอาวุธเคมีอย่างเป็นทางการเนื่องจากมีความไวไฟสูงและประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับสารประกอบอื่น ๆ ที่ไวไฟน้อย

อย่างไรก็ตามสารประกอบอินทรีย์บางชนิดที่ได้จากอาร์ซีนซึ่งมีความเสถียรกว่ามากแสดงให้เห็นว่าสามารถนำไปใช้ในสงครามเคมีได้เช่น Lewisite (β-chlorovinyldichloroarsine)

แกนด์

Arsine เป็นก๊าซที่จุดไฟในอากาศ แต่อนุพันธ์อินทรีย์ที่เสถียรกว่าเช่น AsR ₃ (R = alkyl หรือ aryl groups) ถูกใช้เป็นตัวประสานในเคมีประสานโลหะ

เนื่องจาก (C ₆ H ₅ ) เป็นสารยึดเกาะแบบอ่อนดังนั้นจึงมักรวมอยู่ในสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะที่มีอะตอมกลางที่มีสถานะออกซิเดชั่นต่ำ (ไอออนบวกอ่อน)

ผลกระทบที่เป็นพิษ

ความเป็นพิษของมันคือที่ความเข้มข้นในอากาศ 250 ppm จะทำให้ถึงตายได้ทันที อาจถึงตายได้ระหว่างการเปิดรับแสง 30 นาทีที่ความเข้มข้นของอากาศหายใจเข้า 25 - 50 ppm

การกระทำที่เป็นพิษของอาร์ซีนส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการหายใจเข้าไป มันสามารถข้ามผนังถุงและผ่านเข้าสู่กระแสเลือดที่ซึ่งมันทำหน้าที่เป็นพิษซึ่งกระทำต่อเม็ดเลือดแดงและการทำงานของไต

พิษของอาร์ซีนแสดงให้เห็นได้จากการรบกวนของสติช็อกเลือดออกดีซ่านและไตวาย

การดำเนินการกับเม็ดเลือดแดงและฮีโมโกลบิน

Arsine มีการกระทำหลายอย่างที่เกิดขึ้นกับผนังเม็ดเลือดแดงและเฮโมโกลบิน เธอส่งเสริมการปลดปล่อยฮีมกรุ๊ปจากฮีโมโกลบิน Arsine เป็นสารสร้างเม็ดเลือดแดงทางอ้อมโดยออกฤทธิ์โดยการยับยั้งการทำงานของ catalase

สิ่งนี้นำไปสู่การสะสมของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H ₂ O ₂ ) ซึ่งทำให้เกิดการแตกของเยื่อหุ้มเม็ดเลือดแดง ในทางกลับกันอาร์ซีนทำให้ความเข้มข้นภายในเซลล์ของกลูตาไธโอนลดลง (GSH) ลดลงซึ่งมีส่วนในการทำลายเยื่อหุ้มเม็ดเลือดแดง

การแตกของเม็ดเลือดแดงจำนวนมากเป็นอันตรายถึงชีวิตและแสดงให้เห็นโดยการลดความเข้มข้นของเลือดของฮีโมโกลบินและฮีมาโตคริต เพิ่มความเข้มข้นของฮีโมโกลบินและบิลิรูบินในซีรัม และปัสสาวะ

ภาวะไตวายเป็นผลมาจากการตกตะกอนของฮีโมโกลบินในรูปทรงกระบอกในท่อไตซึ่งสังเกตได้จากการชันสูตรพลิกศพ แม้ว่าจะมีการพบหลักฐานในหลอดทดลองถึงการกระทำที่เป็นพิษโดยตรงของอาร์ซีนต่อเซลล์ไตในการเพาะเลี้ยง

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2018) Arsine สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ผู้เรียนเคมี (2019) Arsine ดึงมาจาก: chemistrylearner.com
4. PubChem (2019) Arsine สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. เคมีภัณฑ์ Cameo (เอสเอฟ) Arsine กู้คืนจาก: cameochemicals.noaa.gov
6. สถาบันประกันสังคมเม็กซิกัน (2005) พิษอาร์ซีน . ดึงมาจาก: medigraphic.com