أرسين: الهيكل والخصائص والتسمية والاستخدامات - كيمياء - 2026

و الأرسين أو الأرسين هو عديم اللون والرائحة الغاز، على الرغم من ملامسة الهواء يكتسب الثوم ضوء رائحة والأسماك. لا يستخدم مصطلح الزرنيخ لتسمية المركب AsH _{3 فقط} ، بل يستخدم أيضًا لوصف مجموعة من مركبات الزرنيخ العضوية (As) من الصيغة AsH _3-x R _x.

في الصيغة ، تمثل R مركبات الألكيل أو الأريل. على سبيل المثال ، يُعرف المركب As (C ₆ H ₅) ₃ المسمى triphenylarsine ، باسم arsine.

جزيء أرسين. المصدر: بن ميلز ، من ويكيميديا ​​كومنز.

ومع ذلك ، في الكيمياء غير العضوية يوجد زر أرسين واحد فقط: AsH ₃ (الصورة العلوية). تمثل الكرة البنفسجية ذرة الزرنيخ ، بينما تمثل الكرة البيضاء ذرات الهيدروجين. على الرغم من عدم ظهوره ، يوجد فوق الزرنيخ زوج من الإلكترونات الحرة (··).

يحدث التأثير السام للأرسين بشكل رئيسي عن طريق الاستنشاق ، حيث يعبر الجدار السنخي ويمر إلى الدم. هناك يعمل على إنتاج انحلال الدم في كريات الدم الحمراء ، وإطلاق الهيموغلوبين الذي يسبب تلف الأنابيب الكلوية مما يؤدي إلى ضعف الكلى.

هيكل الزرنيخ

هيكل AsH3 بزاوية وطول الرابطة. المصدر: Benjah-bmm27 عبر ويكيبيديا

كما هو موضح في الصورتين العلويتين ، يحتوي AsH ₃ على هيكل هرمي. تقع ذرة As في وسط الهرم ، بينما تقع الثلاث H في كل رأس من رؤوسه. يجب أن يكون التهجين الكيميائي لـ As عادة sp ³ لاعتماد هذه الهندسة.

تُظهر الصورة أن روابط As-H لها طول 1.519 Å ، وأن الثلاثة H مفصولة بزاوية 91.8º. تختلف هذه الزاوية اختلافًا كبيرًا عن 107 درجة مئوية لجزيء الأمونيا NH ₃ ، مما يشير إلى التقارب بين H.

يجادل بعض الكيميائيين بأن هذا يرجع إلى الاختلاف في نصف القطر الذري بين N و As.

كونها أصغر N ، فإن H أقرب إلى بعضها البعض ، مما يزيد من تنافرها الكهروستاتيكي ، والتي تميل إلى إبعادها. في هذه الأثناء ، يكون As أكبر ، لذا فإن Hs أكثر بعدًا عن بعضها البعض ويكون التنافر بينهما أقل ، لذلك يميلون إلى الانفصال بشكل أقل.

الخصائص

الأسماء

- عرسين أو عرسان

- هيدريد الزرنيخ

- ثلاثي هيدريد الزرنيخ

- زرنيخيد الهيدروجين

الوزن الجزيئي الغرامي

77.946 جم / مول.

الوصف المادي

غاز عديم اللون.

رائحة

إنه عديم الرائحة ، ولكن عند ملامسته للهواء يكتسب رائحة خفيفة من الثوم والأسماك. إنه ليس غازًا مزعجًا ، بالإضافة إلى أنه لا ينتج عنه أعراض فورية ؛ حتى لا يدرك الناس وجودها.

نقطة الغليان

-80.4 درجة فهرنهايت إلى 760 ملم زئبق (-62.5 درجة مئوية).

نقطة الانصهار

-179 درجة فهرنهايت (-116 درجة مئوية).

نقطة الاشتعال

-62 درجة مئوية (-80 درجة فهرنهايت ، 211 درجة كلفن). غاز شديد الاشتعال.

الذوبان

في الماء 28 مجم / 100 مل (غير قابل للذوبان عمليا في الماء). قليل الذوبان في الكحول والقلويات. قابل للذوبان في البنزين والكلوروفورم.

كثافة

4.93 جم / لتر غاز.

كثافة بخار

2.66 إلى 2.695 (نسبة إلى الهواء المأخوذ كـ 1).

ضغط البخار

11000 مم زئبق عند 20 درجة مئوية.

المزيد

عند تعرضه للضوء ، يتحلل الزرنيخ الرطب بسرعة ، ويترسب الزرنيخ الأسود اللامع.

تقسيم

عند تسخينه للتحلل ، فإنه ينبعث منه دخان زرنيخ شديد السمية ، مصحوبًا بغاز الهيدروجين. يتحلل عند 300 درجة مئوية.

حرارة التبخير

26.69 كيلوجول / مول.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين

+ 66.4 كيلوجول / مول.

التسمية

في القسم السابق ، تمت الإشارة إلى أسماء أخرى مقبولة لـ arsine. بالنظر إلى أنه هيدريد ثنائي بين الزرنيخ والهيدروجين ، يمكن تسميته بناءً على التسميات المنهجية والمخزونية والتقليدية.

في التسمية المنهجية ، يحسبون عدد ذرات الهيدروجين. لذلك ، يصبح اسمك: ثلاثي الزرنيخ هيدريد.

اسمها وفقًا لتسمية الأسهم متشابه جدًا ، ولكن مع إضافة شحنتها بالأرقام الرومانية بين قوسين: الزرنيخ (III) هيدريد .

وفيما يتعلق بالتسمية التقليدية ، فإن اسمها أرسينا أو أرسانو.

يمكن أن يطلق عليه أيضًا زرنيخ الهيدروجين ؛ ومع ذلك ، فهو ليس صحيحًا تمامًا ، لأنه يعني افتراض أن الزرنيخ أكثر كهرسلبية من الهيدروجين ويشارك في الرابطة باسم ^3–.

التطبيقات

مواد أشباه الموصلات

يستخدم Arsine في تصنيع مواد أشباه الموصلات المستخدمة في الإلكترونيات الدقيقة وليزر الحالة الصلبة. يتم استخدامه كمشوب للسليكون والجرمانيوم. يستخدم Arsine في تصنيع أشباه الموصلات GaAs.

الإجراء المستخدم هو ترسيب البخار الكيميائي (CVD) عند 700-900 درجة مئوية ، وفقًا للتفاعل التالي:

Ga (CH ₃) ₃ + AsH ₃ => GaAs + 3CH ₄

الاسلحة الكيماوية

أرسين هو غاز قاتل ، لذلك كان يعتقد أنه يستخدم في الحرب الكيميائية. ولكن لم يتم استخدامه رسميًا كسلاح كيميائي ، نظرًا لقابليته العالية للاشتعال وفعاليته المنخفضة مقارنة بالمركبات الأخرى الأقل قابلية للاشتعال.

ومع ذلك ، فقد ثبت أن بعض المركبات العضوية المشتقة من الزرنيخ ، الأكثر ثباتًا ، قابلة للتطبيق في الحرب الكيميائية ، على سبيل المثال اللويزيت (بيتا-كلوروفينيديكلوروارزين).

يجاندس

Arsine هو غاز يشتعل في الهواء ، ولكن مشتقاته العضوية الأكثر استقرارًا ، على سبيل المثال AsR ₃ (R = مجموعات ألكيل أو أريل) ، تستخدم كمواد رابطة في كيمياء تنسيق المعادن.

حيث أن (C ₆ H ₅) مادة رابطة ناعمة وبالتالي يتم دمجها عادة في مجمعات معدنية لها ذرات مركزية ذات حالات أكسدة منخفضة (الكاتيونات اللينة).

التأثيرات السامة

سميته تجعله مميتًا على الفور بتركيز 250 جزء في المليون. يمكن أن تكون قاتلة خلال 30 دقيقة من التعرض ، بتركيز هواء مستنشق من 25 إلى 50 جزء في المليون.

يحدث معظم التأثير السام للأرسين من خلال الاستنشاق. إنه قادر على عبور الجدار السنخي ويمر إلى الدم حيث يمارس تأثيره السام ، والذي يتم إجراؤه على خلايا الدم الحمراء ووظائف الكلى.

يتجلى تسمم الأرسين في اضطرابات في الوعي ، وصدمة ، وبيلة ​​دموية ، ويرقان ، وفشل كلوي.

تأثير على كريات الدم الحمراء والهيموجلوبين

للأرسين العديد من الإجراءات التي تمارس على جدار خلايا الدم الحمراء والهيموجلوبين. إنها تروج لإطلاق مجموعة الهيم من الهيموغلوبين. Arsine هو عامل انحلالي غير مباشر ، يعمل عن طريق تثبيط عمل الكاتلاز.

وهذا يؤدي إلى تراكم بيروكسيد الهيدروجين (H ₂ O ₂) مما يؤدي إلى تمزق غشاء كرات الدم الحمراء. من ناحية أخرى ، ينتج الزرنيخ انخفاضًا في التركيز داخل الخلايا للجلوتاثيون المختزل (GSH) ، مما يساهم في تدمير غشاء كرات الدم الحمراء.

انحلال الدم الهائل مميت ويتجلى في انخفاض تركيز الهيموغلوبين والهيماتوكريت في الدم. زيادة تركيز الهيموجلوبين والبيليروبين في الدم. وبيلة ​​دموية.

ينتج الفشل الكلوي عن ترسيب الهيموجلوبين على شكل أسطوانات في الأنابيب الكلوية ، والتي يتم ملاحظتها عند التشريح. على الرغم من أنه تم العثور أيضًا على دليل ، في المختبر ، على تأثير سام مباشر للأرسين على خطوط خلايا الكلى في المزرعة.

المراجع

1. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
2. ويكيبيديا. (2018). أرسين. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. متعلم الكيمياء. (2019). أرسين. تم الاسترجاع من: chemistrylearner.com
4. بوبكيم. (2019). أرسين. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. كاميو كيماويات. (سادس). أرسين. تم الاسترجاع من: comeochemicals.noaa.gov
6. معهد الضمان الاجتماعي المكسيكي. (2005). تسمم أرسين.. تم الاسترجاع من: medigraphic.com