아르 신 : 구조, 특성, 명명법 및 용도 - 화학 - 2025

아르 공기와 접촉하는 광 마늘 냄새와 생선을 취득하더라도 또는 아르는 무색 무취 가스이다. 용어 아르 신은 화합물 AsH ₃ 을 명명하는 데 사용 되었을뿐만 아니라 화학식 AsH _3-x R _x 의 유기 비소 (As) 화합물 세트를 설명하는 데에도 사용됩니다 .

화학식에서 R은 알킬 또는 아릴 화합물을 나타낸다. 예를 들어, 트리 페닐 아르 신이라고 불리는 화합물 As (C ₆ H ₅ ) ₃ 은 아르 신으로 알려져 있습니다.

아르 신 분자. 출처 : Ben Mills, Wikimedia Commons.

그러나 무기 화학에는 단 하나의 아르 신이 있습니다 : AsH ₃ (상단 이미지). 보라색 구체는 비소 원자를 나타내고 흰색 구체는 수소 원자를 나타냅니다. 표시되지는 않았지만 비소 위에는 한 쌍의 자유 전자 (··)가 있습니다.

아르 신의 독성 작용은 주로 흡입에 의해 발생하며, 이는 폐포 벽을 통과하여 혈액으로 전달됩니다. 거기에서 적혈구의 용혈을 생성하여 신장 기능 장애로 이어지는 신장 세뇨관을 손상시키는 헤모글로빈을 방출합니다.

아르 신의 구조

결합 각도와 길이가있는 AsH3의 구조. 출처 : Benjah-bmm27 via Wikipedia

상단 두 이미지에서 볼 수 있듯이 AsH ₃ 는 피라미드 구조를 가지고 있습니다. As 원자는 피라미드의 중앙에 있으며 각 꼭지점에는 3 개의 H가 있습니다. As의 화학적 혼성화는 일반적 으로이 형상을 채택하기 위해 sp ³ 이어야합니다 .

이미지는 As-H 결합의 길이가 1.519Å이고 3 개의 H가 91.8º 각도로 분리되어 있음을 보여줍니다. 이 각도는 암모니아 분자 인 NH _3의 경우 107º와 상당히 다릅니다. 이는 H.

일부 화학자들은 이것이 N과 As 사이의 원자 반경 차이 때문이라고 주장합니다.

가장 작은 N이기 때문에 H는 서로 더 가까워서 정전기 반발을 증가시켜 멀어지게하는 경향이 있습니다. 한편, As가 더 크므로 H가 서로 더 멀고 그들 사이의 반발이 적어 덜 분리되는 경향이 있습니다.

속성

이름

-Arsine 또는 arsan

-비소 수 소화물

-비소 삼수화물

-비소 화수소

분자 무게

77.946g / 몰.

물리적 설명

무색 가스.

냄새

무취이지만 공기와 접촉하면 약간의 마늘과 생선 냄새가납니다. 자극성 가스가 아니며 즉각적인 증상을 일으키지 않습니다. 사람들이 그 존재를 모를 수 있습니다.

비점

-80.4 ° F ~ 760mmHg (-62.5 ° C).

녹는 점

-116 ° C (-179 ° F).

발화점

-62 ° C (-80 ° F, 211 ° K). 고인 화성 가스.

용해도

물 28mg / 100mL (물에 거의 녹지 않음). 알코올과 알칼리에 약간 용해됩니다. 벤젠과 클로로포름에 용해됩니다.

밀도

4.93g / L의 가스.

증기 밀도

2.66에서 2.695 (1로 취해진 공기에 비해).

증기압

20 ° C에서 11,000 mmHg

안정

빛에 노출되면 젖은 아르 신이 빠르게 분해되어 반짝이는 검은 비소를 침전시킵니다.

분해

가열되어 분해되면 수소 가스와 함께 독성이 강한 비소 연기를 방출합니다. 300 ° C에서 분해됩니다.

기화열

26.69 kJ / 몰.

표준 형성 엔탈피

+ 66.4 kJ / mol.

명명법

이전 섹션에서는 아르 신에 대해 다른 허용 된 이름을 언급했습니다. 비소와 수소 사이의 이원 수 소화물이라는 점을 고려할 때, 체계적, 재고 및 전통적인 명명법을 기반으로 명명 할 수 있습니다.

체계적인 명명법에서 그들은 수소 원자의 수를 계산합니다. 그래서 당신의 이름은 삼중 비소 수 소화물이됩니다.

주식 명명법에 따른 이름은 매우 유사하지만 괄호 안에 로마 숫자를 추가하여 비소 (III) 수 소화물 .

그리고 전통적인 명명법과 관련하여 그 이름은 arsina 또는 arsano입니다.

비화 수소라고도합니다. 그러나 비소가 수소보다 전기 음성이 더 높고 As ^3–으로 결합에 참여한다고 가정하기 때문에 완전히 정확하지는 않습니다 .

응용

반도체 재료

Arsine은 반도체 재료 제조에 사용되며 마이크로 전자 공학 및 고체 레이저에 사용됩니다. 실리콘 및 게르마늄의 도펀트로 사용됩니다. Arsine은 GaAs 반도체 제조에 사용됩니다.

사용 된 절차는 다음 반응에 따라 700-900ºC에서 화학 기상 증착 (CVD)입니다.

Ga (CH ₃ ) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

화학 무기

아르 신은 치명적인 가스이므로 화학전에서 사용하는 것으로 생각되었습니다. 그러나 다른 덜 가연성 화합물에 비해 높은 인화성과 낮은 효능으로 인해 공식적으로 화학 무기로 사용되지 않았습니다.

그러나 훨씬 더 안정한 아르 신에서 파생 된 일부 유기 화합물은 예를 들어 Lewisite (β-chlorovinyldichloroarsine)와 같이 화학 전쟁에 적용되는 것으로 나타났습니다.

리간드

아르 신은 공기 중에서 발화하는 가스이지만 AsR ₃ (R = 알킬 또는 아릴 그룹)과 같은 보다 안정적인 유기 유도체 가 금속 배위 화학에서 결합 제로 사용됩니다.

(C ₆ H ₅ )는 연질 바인더이므로 일반적으로 산화 상태가 낮은 중심 원자 (연질 양이온)를 갖는 금속 착물에 통합됩니다.

독성 영향

그것의 독성은 250ppm의 공기 중 농도에서 즉시 치명적입니다. 25 ~ 50ppm의 흡입 공기 농도에서 30 분 노출 동안 치명적일 수 있습니다.

아르 신의 독성 작용은 대부분 흡입을 통해 발생합니다. 그것은 폐포 벽을 가로 질러 혈액 속으로 들어가서 적혈구와 신장 기능에서 수행되는 독성 작용을 발휘합니다.

아르 신 중독은 의식 장애, 쇼크, 혈뇨, 황달 및 신부전으로 나타납니다.

적혈구 및 헤모글로빈에 대한 작용

아르 신은 적혈구 벽과 헤모글로빈에 작용하는 여러 가지 작용을합니다. 그녀는 헤모글로빈에서 헴 그룹의 방출을 촉진합니다. 아르 신은 간접 용혈 제이며 카탈라아제의 작용을 억제하여 작용합니다.

이로 인해 과산화수소 (H ₂ O ₂ ) 가 축적 되어 적혈구 막이 파열됩니다. 반면에 아르 신은 감소 된 글루타티온 (GSH)의 세포 내 농도를 감소시켜 적혈구 막의 파괴에 기여합니다.

대규모 용혈은 치명적이며 헤모글로빈과 헤마토크릿의 혈중 농도 감소로 나타납니다. 헤모글로빈 및 빌리루빈의 혈청 농도 증가; 및 혈뇨.

신부전은 부검에서 관찰되는 신장 세뇨관의 실린더 형태의 헤모글로빈 침전으로 인해 발생합니다. 그러나, 배양에서 신장 세포주에 대한 아르 신의 직접적인 독성 작용에 대한 증거가 시험관 내에서도 발견되었습니다.

참고 문헌

1. Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). 아르 신. 출처 : en.wikipedia.org
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5. Cameo Chemicals. (sf). 아르 신. 출처 : cameochemicals.noaa.gov
6. 멕시코 사회 보장 연구소. (2005). 아르 신 중독. . 출처 : medigraphic.com