アルシン Skeletal formula of arsine |
Ball-and-stick model of arsine | Spacefill model of arsine |
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| 物質名 |
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Arsenic trihydride Arsane Trihydridoarsenic |
別名 Arseniuretted hydrogen, Arsenous hydride, Hydrogen arsenide Arsenic hydride |
| 識別情報 |
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.029.151 |
| EC番号 | |
| Gmelin参照 | 599 |
| KEGG | |
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| RTECS number | |
| UNII | |
| 国連/北米番号 | 2188 |
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InChI=1S/AsH3/h1H3  Key: RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYSA-N  InChI=1/AsH3/h1H3 Key: RBFQJDQYXXHULB-UHFFFAOYAH
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| 性質 |
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| AsH3 |
| モル質量 | 77.9454 g/mol |
| 外観 | 無色の気体 |
| 匂い | かすかに、ニンニクのような |
| 密度 | 4.93 g/L, 気体; 1.640 g/mL (−64 °C) |
| 融点 | −111.2 °C (−168.2 °F; 162.0 K) |
| 沸点 | −62.5 °C (−80.5 °F; 210.7 K) |
| 0.2 g/100 mL (20 °C)[1] 0.07 g/100 mL (25 °C) |
| 溶解度 | クロロホルム、ベンゼンに溶ける |
| 蒸気圧 | 14.9 atm[1] |
| 共役酸 | アルソニウム(英語版) |
| 構造 |
|---|
| 三角錐 |
| 0.20 D |
| 熱化学 |
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| 標準モルエントロピーS⦵ | 223 J⋅K−1⋅mol−1 |
| +66.4 kJ/mol |
| 危険性 |
|---|
| 労働安全衛生 (OHS/OSH): |
主な危険性 | 極めて毒性が高い、爆発性、引火性、潜在的な職業性発癌物質[1] |
| GHS表示: |
|     |
| Danger |
| H220,H330,H373,H410 |
| P210,P260,P271,P273,P284,P304+P340,P310,P314,P320,P377,P381,P391,P403,P403+P233,P405,P501 |
| NFPA 704(ファイア・ダイアモンド) | |
| 引火点 | −62 °C (−80 °F; 211 K) |
| 爆発限界 | 5.1–78%[1] |
| 致死量または濃度 (LD, LC) |
| 2.5 mg/kg (静脈)[2] |
| - 120 ppm (ラット, 10 分)
- 77 ppm (マウス, 10 分)
- 201 ppm (ウサギ, 10 分)
- 108 ppm (イヌ, 10 分)[3]
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LCLo (最低致死濃度) | - 250 ppm (ヒト, 30 分)
- 300 ppm (ヒト, 5 分)
- 25 ppm (ヒト, 30 分)[3]
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| NIOSH(米国の健康曝露限度): |
| TWA 0.05 ppm (0.2 mg/m3)[1] |
| C 0.002 mg/m3 [15-分][1] |
| 3 ppm[1] |
| 関連する物質 |
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| 関連する水素化物 | アンモニア ホスフィン スチビン ビスムチン |
特記無き場合、データは 標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。 |
アルシン(英語:arsine)とは、化学式が AsH3 と表される、ヒ素と水素の化合物である。水素化ヒ素(英語:arsenic hydride)や、ヒ化水素 (英語:hydrogen arsenide) とも呼ばれる。
アルシンの化学式はAsH3であるため、その分子量は、77.95である。アルシンの常圧における融点は-116 ℃、沸点は-62 ℃なので、常温常圧では気体として存在する。なお、気体のアルシンに色は無い。
立体構造はアンモニアに近いが、水素の結合角はアンモニアのそれよりも小さく直角に近い。極性溶媒に溶け易く、有機溶媒に溶け難い。しかし、窒素の電気陰性度が3.0のアンモニアとは異なり、ヒ素の電気陰性度は2.0なのに対して、水素の電気陰性度は2.1と、極性が弱いためアルシンは水素結合を作らない。
アルシンは還元作用を示し、例えば、硝酸銀水溶液に通ずると銀を遊離する。なお、その標準酸化還元電位は以下の通りである。
E º = -0.225 V![{\displaystyle {2\,\mathrm {AsH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\ {}+{}12\,\mathrm {AgNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\ {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}12\,\mathrm {Ag} \ {}+{}\mathrm {As} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\ {}+{}12\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f71a7546034c71926be7ae579ae0d8746d46082f0&f=jpg&w=240)
濃厚な硝酸銀水溶液では、ヒ化銀を含む黄色の複塩 Ag3As·3AgNO3 が沈殿する。このように、そもそも還元性を示す物質なので、強力な酸化剤とは、爆発的に反応する。したがって、引火し易く、爆発に至る場合もあるので、取り扱いには注意を要する[注 1]。
なお、酸素との反応、すなわち、燃焼すると、水及び三酸化ヒ素を生じる。
そもそもアルシンは比較的不安定な化合物であり、熱・光・水分によって分解され、ヒ素と水素を生じる。
ヒトに対してアルシンは猛毒であり、アメリカ合衆国産業衛生専門家会議(英語版、イタリア語版)(ACGIH)の勧告によるアルシンの許容濃度は、時間加重平均濃度にて 0.005ppmである。アルシンを大量に吸入した場合、血液・腎臓に影響が出て、最悪の場合には死に至る。
アルシンの曝露された結果の症状は、数時間から数日遅れて現れる場合もあるため、その間は医学的な経過観察が必要とされる。
例えば、ヒ化カルシウムに希硫酸を作用させると発生する。
![{\displaystyle {\mathrm {Ca} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {As} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\ {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {AsH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\ {}+{}3\,\mathrm {CaSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2fb4ad01341909c6f84c91136baa660f3a2875e31f&f=jpg&w=240)
この合成法によって合成したアルシンは、ニンニクに似た特徴的な臭気を持つとされるが、このニンニク臭は、不純物のテルルによる匂いだとも言われる。
また、ヒ素を含む試料に、触媒として亜鉛を加えて、そこに希硫酸を作用させるとアルシンが発生する。このようにして発生させたアルシンを、水素ガスと共に燃焼させて、その炎を冷たいガラス、または、磁製皿に触れさせると、単体のヒ素が付着し、光沢のある「ヒ素鏡」ができる。これはマーシュ法と呼ばれるヒ素の検出法の1つである。
なお、これは積極的な合成法ではないものの、シェーレグリーンと呼ばれる顔料を、カビやバクテリアが分解すると、アルシンが発生し得る。
ヒ化ガリウム(GaAs)やヒ化インジウム(InAs)等の化合物半導体の原料として重要である。アルシンを原料としての半導体製造においては、有機金属気相成長法(MOCVD)やガスソース分子線エピタキシー法(GS-MBE)が用いられる。原料ガスとしてアルシンを管内に送り込む方法で、均等に層を積み上げる成長工程を担う[5]。
有機化学において、水素化ヒ素を親化合物とし、一般式が RR1R2As(各置換基は H または有機基)と表される一連の誘導体も、俗に「アルシン」と呼ばれる。トリフェニルアルシン((C6H5)3As)などは、配位子としての用途がある。
- ^危険性とその対処については国際化学物質安全性カード[4]にまとめられている。アルシンのTLV(暴露限界)は、0.005 ppm(TWA)である。