Idruro di antimonio

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Idruro di antimonio


Nome IUPAC
Stibano
Nomi alternativi
Stibina
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	SbH₃
Massa molecolare (u)	124,784
Aspetto	gas incolore
Numero CAS	7803-52-3
Numero EINECS	620-578-3
PubChem	9359
SMILES	`[SbH3]`
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m⁻³, in c.s.)	5,48 g/L
Solubilità in acqua	poco solubile
Temperatura di fusione	–88 °C (185 K)
Temperatura di ebollizione	–17 °C (256 K)
Proprietà termochimiche
Δ_fH⁰ (kJ·mol⁻¹)	145
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico

pericolo
Frasi H	220 - 280 - 330
Consigli P	---^[1]
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L'idruro di antimonio o stibina è il composto inorganico con formula SbH₃. È il principale idruro covalente dell'antimonio ed è l'analogo più pesante di ammoniaca e fosfina. In condizioni normali è un gas incolore con un odore disgustoso simile a quello del solfuro di idrogeno (uova marce). È un gas estremamente tossico.

Storia

La stibina fu preparata per la prima volta indipendentemente da Lewis Thompson e Christoph Heinrich Pfaff nel 1837.^[2]^[3] Occorse però molto tempo prima che le proprietà di questa sostanza tossica fossero determinate. Nel 1876 Francis Jones esaminò vari metodi di preparazione,^[4] ma solo a partire dail 1901 Alfred Stock riuscì a determinare varie proprietà della stibina.^[5]^[6]

Struttura molecolare e configurazione elettronica

SbH₃ è un composto molecolare; la struttura della molecola è piramidale, analogamente all'ammoniaca. Gli angoli di legame Sb–H sono di 91,6° e le distanze Sb–H sono di 170.4 pm.^[7]

Sintesi

SbH₃ è in genere preparato facendo reagire composti di Sb³⁺ con generatori di ioni H^–:^[8]

{\ce {2Sb2O3 + 3LiAlH4 -> 4SbH3 + 3/2 Li2O + 3/2 Al2O3}}

{\ce {4SbCl3 + 3NaBH4 -> 4SbH3 + 3NaCl + 3BCl3}}

In alternativa si possono far reagire composti di Sb^3– con reagenti protonici (come l'acqua stessa):

{\ce {Na3Sb + 3H2O -> SbH3 + 3NaOH}}

Reattività

Le proprietà chimiche di SbH₃ assomigliano a quelle dell'arsina (AsH₃):^[9] Analogamente a tipici idruri pesanti come AsH₃, H₂Te e SnH₄, anche SbH₃ è instabile rispetto alla dissociazione negli elementi costituenti. Il gas si decompone lentamente a temperatura ambiente, e più rapidamente a 200 °C:

{\ce {2SbH3 -> 3H2 + 2Sb}}

La decomposizione è autocatalitica e può essere esplosiva.

SbH₃ è facilmente ossidato da ossigeno o anche dall'aria:

{\ce {2SbH3 + 3O2 -> Sb2O3 + 3H2O}}

SbH₃ è meno basico di PH₃ ma può essere protonato con superacidi:^[10]

${\ce {SbH3 + HF + SbF5 -> [SbH4]+ [SbF6]-}}$

Con basi molto forti SbH₃ può anche essere deprotonato:

{\ce {SbH3 + NaNH2 -> NaSbH2 + NH3}}

Usi

SbH₃ di elevata purezza è usato nell'industria dei semiconduttori per drogare il silicio con il processo di deposizione chimica da vapore.^[11]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

SbH₃ è un gas molto infiammabile e altamente tossico, ma è così instabile che è difficile trovarlo al di fuori dei laboratori. La stibina va utilizzata con grande cautela, con adeguati indumenti protettivi e maschera, lontano da fiamme libere e scintille. Può causare una grave reazione allergica respiratoria. Per contatto cutaneo o inalazione può provocare la morte. Sintomi di sovraesposizione includono mal di testa, debolezza, nausea, dolore addominale, dolore lombare, ittero, e irritazione dei polmoni. La stibina ha un'azione emolitica e danneggia il sangue, il fegato, i reni e il sistema nervoso centrale.^[11]

Note

^ Scheda del composto su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019). consultata il 21.08.2014
^ Thompson 1837
^ Pfaff 1837
^ Jones 1876
^ Stock e Doht 1901
^ Stock e Guttmann 1904
^ Housecroft e Sharpe 2008
^ Bellama e MacDiarmid 1968
^ Holleman e Wiberg 2007
^ Greenwood e Earnshaw 1997
^ ^a ^b Autore1 2012

Bibliografia

Autore1, Stibine, su Hazardous Substances Data Bank, National Library of Medicine, 2012. URL consultato il 15 ottobre 2013.
J. M. Bellama e A. G. MacDiarmid, Synthesis of the hydrides of germanium, phosphorus, arsenic, and antimony by the solid-phase reaction of the corresponding oxide with lithium aluminum hydride, in Inorg. Chem., vol. 7, n. 10, 1968, pp. 2070–2072, DOI:10.1021/ic50068a024. URL consultato il 15 ottobre 2013.
(EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
(DE) A. F. Holleman e N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlino, Walter de Gruyter, 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
(EN) C. E. Housecroft e A. G. Sharpe, Inorganic chemistry, 3ª ed., Harlow (England), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6.
F. Jones, On Stibine, in J. Chem. Soc., vol. 29, 1876, pp. 641-650, DOI:10.1039/JS8762900641. URL consultato il 15 ottobre 2013.
C. H. Pfaff, Ueber Antimon-Wasserstoffgas und die davon abhängige Unsicherheit des neuerlich von James Marsch entdeckten Verfahrens zur Entdeckung des Arseniks in mehreren wichtigen Fällen, in Ann. Phys. Chem. (Leipzig), vol. 42, n. 9, 1837, pp. 339-347.
A. Stock e W. Doht, Die Reindarstellung des Antimonwasserstoffes, in Ber. Deutsch. Chem. Ges., vol. 34, n. 2, 1901, pp. 2339–2344, DOI:10.1002/cber.190103402166. URL consultato il 15 ottobre 2013.
A. Stock e O. Guttmann, Ueber den Antimonwasserstoff und das gelbe Antimon, in Ber. Deutsch. Chem. Ges., vol. 37, n. 1, 1904, pp. 885–900, DOI:10.1002/cber.190403701148. URL consultato il 15 ottobre 2013.
L. Thompson, Ueber Antimon-Wasserstoffgas, nebst Bemerkungen über Marsh's neue Methode, das Arsenik zu entdecken, in J. Prakt. Chem., vol. 11, n. 1, 1837, pp. 369-371, DOI:10.1002/prac.18370110173. URL consultato il 15 ottobre 2013.