Арсин

Арсин
Общие
Систематическое наименование	арсин
Хим. формула	AsH₃
Физические свойства
Состояние	бесцветный газ
Молярная масса	77.95 г/моль
Плотность	4.93 г/л, газ; 1.640 г/мл (−64 °C)
Энергия ионизации	9,89 ± 0,01 эВ
Термические свойства
Т. плав.	−117 °C
Т. кип.	−62.5 °C
Пр. взрв.	5,1 ± 0,1 об.%
Энтальпия образования	+66.4 кДж/моль
Давление пара	14,9 ± 0,1 атм
Химические свойства
Растворимость в воде	0.07 г/100 мл
Структура
Дипольный момент	0.20 Д
Классификация
Рег. номер CAS	7784-42-1
PubChem	23969
Рег. номер EINECS	232-066-3
SMILES	[AsH3]
InChI	1S/AsH3/h1H3 RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N
RTECS	CG6475000
ChEBI	47217
Номер ООН	2188
ChemSpider	22408
Безопасность
ЛД50	3 (мыши, внутрибрюшинно)
R-фразы	R20/22
S-фразы	S20/21, S28, S36/37
H-фразы	H301, H332
P-фразы	P261, P301+P310, P321, P304+P340, P405, P501
Пиктограммы СГС
NFPA 704	4 4 2
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Арси́н (мышьяковистый водород, гидрид мышьяка) — AsH₃, гидрид мышьяка, химическое соединение мышьяка и водорода. При нормальных условиях — ядовитый бесцветный газ. Абсолютно чистый химически арсин запаха не имеет, но ввиду неустойчивости продукты его окисления придают арсину чесночный запах.

Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине. Низкое значение дипольного момента, которое составляет 0,20D, свидетельствует, что связь в молекуле арсина близка к неполярной и арсин практически не проявляет электронодонорные свойства. Так, ион арсония AsH₄⁺, в отличие от его аналога иона аммония NH₄⁺ и даже фосфония PH₄⁺ неустойчив и был обнаружен лишь спектроскопически при пониженной температуре.

Получение

В промышленности получают гидролизом арсенидов металлов (Mg, Zn и др.) кислотами или восстановлением соединений мышьяка водородом, взаимодействием галогенидов мышьяка с Li[AlH₄], Na[BH₄] или другими гидридами, например:

${\displaystyle {\mathsf {Na_{3}As+3H_{2}O\rightarrow AsH_{3}\uparrow +3NaOH}}}$

${\displaystyle {\mathsf {As_{2}O_{3}+6Zn+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 2AsH_{3}\uparrow +6ZnSO_{4}+3H_{2}O}}}$

Химические свойства

• Арсин проявляет сильные восстановительные свойства, например, из раствора нитрата серебра он осаждает металлическое серебро:

${\displaystyle {\mathsf {AsH_{3}+6AgNO_{3}+3H_{2}O\rightarrow 6Ag\downarrow +As(OH)_{3}+6HNO_{3}}}}$

• Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:

${\displaystyle {\mathsf {2AsH_{3}\rightarrow 2As+3H_{2}}}}$

При пропускании AsH₃ через нагретую, наполненную водородом стеклянную трубку, металлический мышьяк отлагается на стенках трубки в виде черно-бурого зеркала. На этом свойстве арсина основана высокочувствительная качественная реакция на мышьяк — проба Марша.

• Не самовоспламеняется на воздухе и кислороде при комнатной температуре, но при нагревании на воздухе до 200 °C сгорает:

${\displaystyle {\mathsf {2AsH_{3}+3O_{2}\rightarrow As_{2}O_{3}+3H_{2}O}}}$

• В хлоре самовоспламеняется даже при −196^оС, с выделением хлороводорода и замещением водорода на хлор:

${\displaystyle {\mathsf {AsH_{3}+3Cl_{2}\rightarrow AsCl_{3}+3HCl}}}$

С бромом и йодом реагирует таким же образом, давая соответствующие галогениды.

• С серой реагирует:

${\displaystyle {\mathsf {2AsH_{3}+3S\rightarrow 3H_{2}S+2As}}}$

• Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:

${\displaystyle {\mathsf {AsH_{3}+3HCl\rightarrow AsCl_{3}+3H_{2}}}}$

• Реагирует с растворами щелочных металлов в жидком аммиаке, проявляя кислотные свойства и образуя мышьяковистые производные, аналогичные амидам щелочных металлов:

${\displaystyle {\mathsf {AsH_{3}+NaNH_{2}\rightarrow NaAsH_{2}+NH_{3}}}}$

• При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.

Органические арсины

При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl₃ с диалкилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:

${\displaystyle {\mathsf {2AsCl_{3}+3Zn(CH_{3})_{2}\rightarrow 2As(CH_{3})_{3}+3ZnCl_{2}}}}$

Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.

Биологические свойства

Гидрид мышьяка является одним из самых сильных неорганических ядов. ПДК 0,0003 мг/л. Оказывает кроверазрушающее действие. При длительном и частом воздействии на организм может вызвать злокачественные новообразования.

Применение

Применяют AsH₃ для легирования полупроводниковых материалов мышьяком, для получения As высокой чистоты.