Стибин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Стибин
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
стибин
Традиционные названия сурьмянистый водород, антимонид водорода, гидрид сурьмы
Хим. формула SbH3
Рац. формула SbH3
Физические свойства
Состояние бесцветный легковоспламеняющийся газ, жидкость
Молярная масса 124,78 г/моль
Плотность 5,48 г/л
Энергия ионизации 9,51 ± 0,01 эВ[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления −88 °C
 • кипения −17 °C
Мол. теплоёмк. 41 Дж/(моль·К)
Давление пара 82,8 кПа
Химические свойства
Растворимость
 • в воде слабо растворим
 • в остальных веществах растворим в этаноле и сероуглероде
Структура
Координационная геометрия тригональная, пирамидальная
Классификация
Рег. номер CAS 7803-52-3
PubChem
Рег. номер EINECS 620-578-3
SMILES
InChI
RTECS WJ0700000
ChEBI 30288
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 100 мг/кг
Токсичность Класс опасности 2
Пиктограммы ECB Пиктограмма «T+: Крайне токсично» системы ECBПиктограмма «F+: Крайне огнеопасно» системы ECB
NFPA 704
NFPA 704 four-colored diamondОгнеопасность 4: Быстро или полностью испаряется при нормальном атмосферном давлении и температуре или легко рассеивается в воздухе и легко возгорается (например, пропан). Температура вспышки ниже 23 °C (73 °F)Опасность для здоровья 4: Очень кратковременное воздействие может вызвать смерть или крупные остаточные повреждения (например, тетраэтилсвинец, синильная кислота, фосфин)Реакционноспособность 2: Подвергается серьёзным химическим изменениям при повышенной температуре и давлении, бурно реагирует с водой или может образовывать взрывчатые смеси с водой (например, фосфор, калий, натрий)Специальный код: отсутствует
4
4
2
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Стиби́н (сурьмя́нистый водоро́д) — неорганическое бинарное химическое соединение сурьмы с водородом, очень ядовитый легковоспламеняющийся газ, имеющий чесночный запах. Химическая формула H₃Sb. Гомологичен арсину, фосфину и аммиаку, по химическим и токсикологическим свойствам схож с арсином.

История получения/изучения[править | править код]

Стибин по химическим свойствам очень похож на арсин — это было обнаружено с помощью пробы Марша. Этот тест определяет количество арсина, получаемое в присутствии мышьяка. Процедура разработана около 1836 года Джеймсом Маршем. Газ заметен в стеклянной трубке и разлагается посредством нагрева до температуры 250—300 °C. Присутствие мышьяка было указано по образованию осадка в нагретой части. Образование чёрного налёта (так называемого «сурьмянистого зеркала») на стекле в прохладной части оборудования указывает на присутствие сурьмы.

В 1837 году Льюис Томсон и Пфафф независимо обнаружили стибин. Однако его свойства долгое время оставались слабо изученными, поскольку лабораторная приборная база того времени не соответствовала изучаемому предмету. Только в 1876 году Фрэнсис Джонс протестировал несколько методов синтеза, а в 1901 году Альфредом Стоком было определено большинство свойств стибина.

Свойства[править | править код]

Физические[править | править код]

  • Стандартная энергия Гиббса составляет 148 кДж/моль
  • Стандартная энтропия образования составляет 233 Дж/(моль·K)

Химические[править | править код]

Бесцветный легковоспламеняющийся газ с неприятным запахом. Сильный восстановитель, ядовит.

Химические свойства H3Sb схожи с арсином. Реагирует с растворами солей тяжёлых непереходных элементов (Ag+, Pb2+). Типичная для тяжёлых соединений с водородом (например, AsH3, H2Te, SnH4) неустойчивость связей между составляющими элементами так же подойдёт под определение стибина.

Стибин медленно разлагается на сурьму и водород уже при комнатной температуре,[2] зато быстро при температуре 200 °C. Процесс идёт с большей лёгкостью, чем в случае разложения арсина.[3]:414

Образует катион стибония H4Sb+ (Аналог аммония) Разложение происходит с помощью автокатализа, которое может быть взрывоопасным:

Стибин легко окисляется кислородом O2 или даже воздухом до Sb2O3:

Стибин может быть депротонирован. В данном случае выделяется аммиак и дигидроантимонид натрия:

Получение[править | править код]

Получают стибин в виде нестабильного газа действием атомарного водорода на соединения сурьмы или при действии кислот на антимониды магния, цинка.

Получается при воздействии на гидроксид сурьмы(III) атомарным водородом:

Так же существует возможность реакции антимонида магния с избытком разбавленной соляной кислоты. Получается стибин и хлорид магния:

Кроме того, содержащие Sb−3 соединения реагируют с протонными реагентами (даже с водой):

Оба метода получения имеют недостаток, заключающейся в том, что в результате реакций газообразный стибин получается в смеси с водородом. При охлаждении газа до уровня ниже −17 °C этот недостаток может быть устранён, потому что стибин конденсируется при такой температуре.

Методом, который позволяет избежать такго недостатка, является последовательная реакция катиона Sb3+ с веществами, содержащими формальный анион H с образованием Sb−3 и H+

Или, как правило, получают гидрированием хлорида сурьмы (III) с использованием борогидрида натрия в эфирных растворителях:

Также в водной среде:

Применение[править | править код]

Стибин используется в полупроводниковой промышленности с добавкой небольших количеств сурьмы с использованием процесса химического осаждения паров (ССЗ). Так же сообщается, что стибин используется как фумигант, но его нестабильность и быстрая выветриваемость контрастирует с более традиционным фумигантом PH3.

Опасность применения[править | править код]

Стибин высокотоксичен: ЛД50 от 100 мг/кг у мышей. По механизму действия и опасности для человека аналогичен арсину. К счастью, стибин настолько неустойчив, что он редко встречается за пределами лабораторий.

Токсикологические свойства[править | править код]

Отличается по токсичности от других соединений сурьмы, но аналогичен арсину. Стибин связывается с гемоглобином красных кровяных клеток, заставляя их разрушаться. В большинстве случаев отравление стибином не схоже с арсиновым, хотя исследования на животных показывают, что их токсичность эквивалентна. Первые признаки воздействия, которые могут появиться через несколько часов, очевидны:

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0568.html
  2. Н. А. Галактионова. Водород в металлах. — М.: Государственное научно-техническое издательство по чёрной и цветной металлургии, 1959 г.
  3. Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1973 г. ― 720 стр.