砷化氫或胂，是最簡單的砷化合物，化學式為 AsH3，可燃、能自燃。它是砷和氫的高毒性分子衍生物。儘管它毒性很強，在半導體工業中仍廣泛使用，也可用於合成各種有機砷化合物。 標準狀態下，AsH3 是一種無色，密度高於空氣，可溶於水（200 mLL）及多種有機溶劑的氣體。它本身無臭，但空氣中有大約 05ppm 的胂存在時，它便可被空氣氧化產生輕微類似大蒜的氣味。常溫下胂很穩定，分解成氫和砷的速度非常慢，但溫度高於 230C 時，它便迅速分解。還有幾個因素也會影響胂分解的速度，其中包括濕度、光的存在以及催化劑（鋁）的存在。 AsH3 分子呈鍵角 HAsH 為 918 的三角錐體，且三條 AsH 鍵長度相等，為 1519 Å。胂還可以指分子式為 AsH3xRx 的有機砷化合物，其中 R 可以是芳基或烷基。例如三苯胂（As C6H5 3）是胂的一種。 發現 AsH3 在 1775 年由卡爾威廉舍勒發現。他透過鋅和酸反應所生成的遊離態氫還原三氧化二砷來製備砷化氫。這個化學反應是馬氏試砷法的前奏。 合成 AsH3 通常透過含 3 價 As 的物質及含 1 價 H 的物質反應制取。Bellama J M MacDiarmid A G Synthesis of the Hydrides of Germanium Phosphorus Arsenic and Antimony by the SolidPhase Reaction of the Corresponding Oxide with Lithium Aluminum Hydride （透過對應的固體氧化物及氫化鋁鋰的化學反應合成鍺、磷、砷及銻的氫化物） Inorganic Chemistry （無機化學） 1968 vol 7 page 20702Holleman A F Wiberg E Inorganic Chemistry （無機化學） Academic Press San Diego 2001 （學術出版社：聖地牙哥 2001 年） 4AsCl3 3NaBH4 4AsH3 3NaCl 3BCl3 亦可透過 3 價 As 與質子試劑的化學反應來製備此氣體： Zn3As2 6H 2AsH3 3Zn2 化學反應 AsH3 的化學性質介於 PH3 及 SbH3 之間。 熱分解 與一些較重的氫化物一樣（例如 SbH3、H2Te 和 SnH4），AsH3 不穩定（動力學上較穩定，但熱力學上不穩定）。 2AsH3 3H2 2As 分解反應是馬氏試砷法的基礎（見下文）。 氧化作用 仍以 SbH3 作比較，AsH3 易被 O2 或空氣氧化： 2AsH3 3O2 As2O3 3H2O 砷化氫與強氧化劑（例如高錳酸鉀、次氯酸鈉或硝酸等）劇烈反應。 製備金屬衍生物 砷化氫是製備純淨或接近純淨的砷的金屬複合物的原料。例如屬於二錳系列的 C5H5 Mn CO 2 2AsH，其中核心 Mn2AsH 是平面的。Herrmann W A Koumbouris B Schaefer A Zahn T Ziegler M L Generation and Complex Stabilization of Arsinidene and Diarsine Fragments by MetalInduced Degradation of Monoarsine 《有機砷（RAs）的生成和穩定化複合及透過單胂的金屬感應降解聯胂碎片》 Chemische Berichte 1985 vol 118 pages 247288 古特蔡特測砷法 古特蔡特測砷法（Gutzeit test）是一個利用 AsH3 與 Ag 的化學反應來測試砷的特有方法。King E J Qualitative Analysis and Electrolytic Solutions 《性質分析及電解溶液》 Harcourt Brace and World New York 1959 年 雖然此測試在分析化學中已不再使用，但我們仍以以下的反應作為一個例子來解釋 AsH3 在「軟」金屬陽離子中的吸引力。在古特蔡特測砷法中，含水的砷化合物（一般是亞砷酸鹽）被鋅和 H2SO4 還原便會生成 AsH3。此氣體將逸出並通入 AgNO3 溶液或粉末狀的 AgNO3 中。固體 AgNO3 與 AsH3 反應生成黃色的 Ag4AsNO3，而 AsH3 與 AgNO3 溶液反應則生成黃色的 Ag 顆粒溶膠，不穩定。 酸 鹼反應 AsH 鍵有酸性，可被去質子化。這個性質經常被利用： AsH3 NaNH2 NaAsH2 NH3 AsH3 與三烷基鋁發生相應的反應時，會生成三聚物 R2AlAsH2 3，當中的 RCH3 3C。Atwood D A Cowley A H Harris P R Jones R A Koschmieder S U Nunn C M Atwood J L Bott S G Cyclic Trimeric Hydroxy Amido Phosphido and Arsenido Derivatives of aluminum and gallium Xray Structures of tertBu2Ga mOH 3 and tertBu2Ga mNH2 3 《迴圈三聚物羥基，醯胺基，硫磷和鋁及鎵的砷化物衍生物。tertBu2Ga mOH 3 及 tertBu2Ga mNH2 3 的 X 射線結構》 Organometallics 1993 vol 12 pages 2429 此反應與利用 AsH3 製備 GaAs 的反應機理有關，見下。 一般認為 AsH3 是非鹼性的，但可被超酸質子化，生成四面體形離子 AsH4。R Minkwitz R Kornath A Sawodny W Härtner H Über die Darstellung der Pnikogenoniumsalze AsH4SbF6 AsH4AsF6 SbH4SbF6 Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie Vol 620 pages 753 756 與鹵化物的反應 砷化氫與鹵素（氟及氯）或它們的化合物（例如：三氯化氮）的化學反應非常危險，可導致爆炸。 生成聯胂的反應 雖然 H2AsAsH2 及 H2AsAs HAsH2 可被探測到，但與 PH3 不同，AsH3 很難形成穩定的鏈。聯胂在 100C 以上不穩定。 微電子學中的應用 AsH3 可用於合成與微電子學及固態雷射有關的半導體材料。與磷相似，砷是矽及鍺的 n 摻染物。 更重要的用途是以 AsH3 為原料，在 700900C 透過化學氣相沉積來製造半導體材料砷化鎵（GaAs）： Ga CH3 3 AsH3 GaAs 3CH4 於化學戰的應用 早在第二次世界大戰前，AsH3 就已計劃用於化學戰。由於該氣體無色，幾乎無臭，且密度是空氣的 25 倍，因此非常適合在化學戰中用作覆蓋效應搜尋。其致命濃度遠低於能聞到蒜頭氣味的濃度。儘管如此，與光氣相比它非常易燃且效果較低，因此從未正式用作武器。另一方面，有幾種基於砷化氫的有機化合物，例如：路易斯毒氣（氯乙烯氯胂）、亞當毒氣（二苯胺氯胂）、克拉克一號毒氣（二苯胺氯胂）、克拉克二號毒氣（二苯氰化胂）等則曾用於化學戰中。 司法科學及馬氏試砷法 AsH3 在司法科學中亦非常著名，因為它可用於砷中毒的探測。舊的（但特別敏感的）馬氏試砷法樣品中含砷時便會釋放出砷化氫。 此方法大約在 1836 年由詹姆士馬西發明。它是基於受害者身體（通常在胃部）的含砷樣本與無砷鋅及稀硫酸的反應：如樣本含砷，氣態砷化氫便會生成。其後氣體透過玻璃管，在 250300C 的溫度下分解。若裝置中加熱部份有砷鏡生成，便表明砷的存在。而若裝置的清涼部分有黑鏡沉澱物生成，則表明銻的存在。 十九世紀末至二十世初，馬氏試砷法曾廣泛使用，但現在被更多經過改善的、更複雜的技術取代，例如：用於司法領域的中子活化分析。 毒性 關於其他砷化合物的毒性，另見砷、三氧化二砷和砷中毒。 砷化氫的毒性與其他砷化合物的毒性非常不同。雖然曾有記錄因皮膚接觸而中毒，但主要途徑還是吸入後中毒。砷化氫使紅血球中的血紅素凝固，使它易被身體破壞。 吸入砷化氫的第一症狀是頭痛、暈眩及反胃，需數小時後才能感覺到。其後，症狀有溶血性貧血 高水平的非結合膽紅素、血紅素尿和腎病。在最嚴重的情況下，對腎臟的傷害可持續很長時間。 吸入 250ppm 的砷化氫便會迅速死亡，而曝露在 30ppm 的砷化氫中 30 分鐘亦可致命。長期曝露於 10ppm 的砷化氫也可致命。曝露於 05ppm 的砷化氫後會出現中毒症狀。雖然我們可以合理地假設砷化氫與其他砷化合物有共通點，長期曝露可導致砷中毒，但目前只有少量關於砷化氫的慢性毒性的資料。 參見 砷 二甲胂酸 卡可基氧 參考文獻 外部連結 International Chemical Safety Card 0222 國際化學品安全策略 0222 IARC Monograph Arsenic and Arsenic Compunds IARC 專業論文 砷及砷化合物 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards NIOSH 對化學危險物的小型指導 Data on arsine from Air Liquide 自液態空氣的砷化氫資料 Category 砷化物 Category 共價氫化物 CategoryIARC 一級致癌物質 Category 全身中毒性毒劑 Category 劇毒化學品 Category1770 年代發現的物質 Category 自燃物質