Арсин

Арси́н (мышьяко́вистый водоро́д, арсени́д водоро́да) — вещество с формулой  AsH3 (правильнее H3As), химическое соединение мышьяка и водорода. Является аналогом аммиака NH3. При нормальных условиях — крайне токсичный бесцветный газ. Абсолютно химически чистый арсин запаха не имеет, но ввиду неустойчивости продукты его окисления придают арсину раздражающий чесночный запах. Открыт шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1775 году.

Молекула арсина имеет форму тригональной пирамиды с атомом мышьяка в вершине, углы HAsH 92,08°, длина связи As—H . Низкое значение дипольного момента, которое составляет , 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:

Физические свойства 
Температура плавления −117 °C, кипения −62,5 °C. Энтальпия плавления 1,2 кДж/моль, испарения 16,7 кДж/моль. При нормальных условиях — бесцветный газ с плотностью 3,5 г/л. Плотность в жидком состоянии 1,766 г/см3 при −111,8 °C, 1,64 г/см3 при −64,3 °C. При нормальных условиях теплоёмкость  38,7 Дж/(моль·К), энтальпия образования 66,4 кДж/моль. Энтропия  223,0 Дж/(моль·К).

Растворимость при 25 °C: в воде 0,28 мл/мл, в ацетоне 9,3 мл/мл, в хлороформе 10,9 мл/мл, в нитробензоле 11,72 мл/мл, в вазелиновом масле 22,7 мл/мл.

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

 Арсин сравнительно нестоек и медленно разлагается даже при комнатной температуре на водород и элементарный мышьяк, при температуре 500 °C — мгновенно:
 
 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 в кислороде при комнатной температуре, но при нагревании на воздухе до 200 °C сгорает:
 

 В хлоре самовоспламеняется даже при −196оС, с замещением водорода на хлор и выделением хлороводорода:
 ·
 С бромом и иодом реагирует таким же образом, давая соответствующие галогениды.

 С серой реагирует:
 

 Реагирует с концентрированной соляной кислотой c выделением водорода:
 

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

 При нагревании арсина с металлами образуются арсениды.

Органические арсины 
При взаимодействии хлорида мышьяка AsCl3 с диметилцинком образуются соответствующие органические производные арсина, например, триметиларсин:
 
Это ядовитые жидкости с отвратительным запахом, проявляющие свойства ненасыщенных соединений.

Биологические свойства

Токсичность 

Чрезвычайно ядовит.
Среди соединений мышьяка наиболее токсичен; сильнее некоторых органических ядов. По токсичности сравним со станнаном и стибином. ПДК 0,0003 мг/л. Оказывает кроверазрушающее действие. Канцерогенен: При длительном и частом воздействии на организм может вызвать злокачественные новообразования.

Применение 
Арсин применяется для легирования полупроводниковых материалов мышьяком и для получения мышьяка высокой чистоты.

См. также 
 Диарсин

Примечания

Литература

Ссылки 
  Статья Колотова С. С.

Гидриды
Соединения мышьяка
Газы