锑化氢

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锑化氢
英文名 Stibine
别名 氢化锑,三氢化锑
识别
CAS号 7803-52-3
性质
化学式 H3Sb
摩尔质量 124.784 g·mol⁻¹
外观 無色氣體
密度 (g.) 5.48 * 103
熔点 −88 °C
沸点 −17 °C
溶解性(其他溶剂) 不可溶
结构
分子构型 三角锥
危险性
欧盟危险性符号
有害有害 Xn
危害环境危害环境N
警示术语 R:R20/22, R50/53
安全术语 S:S2, S61
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
4
3
 
闪点 可燃氣體
相关物质
相关氢化物 磷化氢砷化氢铋化氢
相关化学品 三苯基锑
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

锑化氢,是化學式為SbH3化合物,是具有恶臭气味的无色剧毒气体,不稳定。与同类,是主要的氢化物。其为三角锥结构,H–Sb–H 键角为 91.7°,Sb–H 键长 1.707Å(170.7pm)。

制备和性质[编辑]

锑化氢通常由 Sb3+ 与含负氢的化合物反应制备:[1]

2 Sb2O3 + 3 LiAlH4 → 4 SbH3 + 1.5 Li2O + 1.5 Al2O3
SbCl3 + 3/4 NaBH4 → SbH3 + 0.75 NaCl + 0.75 BCl3

除此之外,也可通过 Sb3− 与含质子的试剂(甚至)反应制备锑化氢:

Na3Sb + 3 H2O → SbH3 + 3 NaOH

锑化氢的化学性质与砷化氢很相像,[2] 分解为氢气和锑,在容器壁上形成一层明亮的锑镜,锑镜不溶于次氯酸钠溶液,可以以此反应来分别砷和锑。

重金属氢化物一般不很稳定(如 AsH3,H2Te,SnH4),SbH3 亦是如此。锑化氢室温缓慢分解,200 °C 时的速率则非常快:

2 SbH3 → 3 H2 + 2 Sb

该反应是自催化反应,可能爆炸。

SbH3氧气很快氧化

2 SbH3 + 3 O2 → Sb2O3 + 3 H2O

SbH3 不呈碱性。但可被氨基钠去质子化:

SbH3 + NaNH2 → NaSbH2 + NH3

用途[编辑]

锑化氢可被用于半导体工业,化学气相沉积(CVD)中掺杂少量的锑。有报道称锑化氢可以作熏蒸剂,但显然与更常见的 PH3 相比,SbH3 的不稳定性及相对复杂的制法使其应用受限。

历史[编辑]

由于 Sb 与 As 同族,在马氏试砷法中也检测到了锑化氢的存在。[2] 该法于1836年被 James Marsh 发现,是利用样品与无砷及稀硫酸反应,若样品含砷,则气态的砷化氢通过热管时(250–300 °C)会分解为黑色的砷镜;若样品含锑,则在管不被加热的地方都会出现黑色的锑镜。

1837年 Lewis Thomson 和 Pfaff 分别独立发现了锑化氢。由于锑化氢的合成方法复杂,因此锑化氢的毒性在很久之后才被确定清楚。1876年 Francis Jones 检验了几条合成锑化氢的路线,[3] 但直到1901年 Alfred Stock 才确定了锑化氢的大部分化学性质。[4][5]

安全[编辑]

SbH3 是不稳定的易燃气体。锑化氢极毒,老鼠LC50为100ppm。但幸运的是,正是由于它的不稳定,使得锑化氢的污染大大减少。

毒理学[编辑]

锑化氢的毒性与其他锑化合物不同,但与砷化氢类似。[6] 锑化氢可与红细胞中的血红蛋白结合,从而失去载氧功能。大多数锑化氢中毒都包含砷化氢中毒,尽管动物学实验已经证明两者毒性相差不大。中毒症状,如头痛眩晕和恶心,及溶血性贫血(高浓度的非结合胆红素)、血红素尿和肾病,有可能在接触数小时才显现出来。

參考資料[编辑]

  1. ^ Bellama, J. M.; MacDiarmid, A. G. Synthesis of the Hydrides of Germanium, Phosphorus, Arsenic, and Antimony by the Solid-Phase Reaction of the Corresponding Oxide with Lithium Aluminum Hydride. Inorg. Chem. 1968, 7: 2070–2. doi:10.1021/ic50068a024. 
  2. ^ 2.0 2.1 Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001
  3. ^ Francis Jones. On stibine. Journal of the Chemical Society. 1876, 29 (2): 641. doi:10.1039/JS8762900641. 
  4. ^ Alfred Stock, Walther Doht. Die Reindarstellung des Antimonwasserstoffes. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1901, 34 (2): 2339–2344. doi:10.1002/cber.190103402166. 
  5. ^ Alfred Stock, Oskar Guttmann. Ueber den Antimonwasserstoff und das gelbe Antimon. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1904, 37 (1): 885–900. doi:10.1002/cber.190403701148. 
  6. ^ Institut national de recherche et de sécurité (INRS), Fiche toxicologique n° 202 : Trihydrure d'antimoine, 1992.

外部連結[编辑]