Estibà

Estibà
Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	123,927 Da
Estructura química
Fórmula química	H₃Sb
SMILES canònic	Model 2D; [SbH3]
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Moment dipolar elèctric	0,12 D
Punt de fusió	−88 °C ; −88 °C
Punt d'ebullició	−18 °C (a 760 Torr); −17 °C (a 101,325 kPa)
Moment dipolar elèctric	0,12 D
Pressió de vapor	1 atm (a 20 °C)
Perill
Límit d'exposició mitjana ponderada en el temps	0,5 mg/m³ (10 h, Estats Units d'Amèrica)
IDLH	25,5 mg/m³
	NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response ()
Altres
	gas inflamable

L'estibà (del llatí stibium), trihidrur d'antimoni o, anteriorment, estibina és un compost químic de fórmula SbH₃. En condicions normals de pressió i temperatura es presenta com un gas incolor. Es tracta del principal hidrur d'antimoni, sent un anàleg pesat de l'amoníac (NH₃). Igual que el sulfur d'hidrogen (H₂S), aquest gas fa una forta olor desagradable semblant a la dels ous podrits.

Història

L'estibà fou sintetitzat per primera vegada el 1837 pel cirurgià i químic anglès Lewis Thomson^[1] i també, de forma independent, pel metge i químic alemany Christoph Heinrich Pfaff (1773-1852).^[2]^[3] El mètode emprat fou la reducció d'un compost d'antimoni amb hidrogen generat in situ. A causa de la dificultat de la síntesi i de la seva toxicitat, les seves propietats no foren estudiades fins al segle xx. El 1876 Francis Jones estudià diversos mètodes de síntesi,^[4] però no fou fins al 1901 que el químic alemany Alfred Stock (1876-1946) determinà les seves propietats.^[3]^[5]

Estructura molecular

La teoria RPECV indica que la geometria de la molècula d'estibà és piramidal de base triangular, fet que s'ha comprovat de forma experimental mitjançant espectrometria.^[6] L'antimoni empra orbitals híbrids sp³ que es disposen en la direcció dels vèrtexs d'un tetraedre. Un d'ells té una parella d'electrons, i no forma enllaç. Els altres tres formen enllaços σ amb els orbitals s dels hidrògens. L'angle d'enllaç ${\ce {H-Sb-H}}$ és un poc superior als 90° (91,3°) que s'allunya del valor dels angles del tetraedre (109,5°) i que pot explicar-se a partir de la grandària de l'àtom d'antimoni que permet que els enllaços s'aproximin abans que es produeixi una repulsió entre ells, amb la corresponent expansió del parell solitari. La longitud dels enllaços ${\ce {Sb-H}}$ és de 171 pm. Són enllaços poc polaritzats, l'hidrogen té electronegativitat 2,20 i l'antimoni 2,05.^[7]

Propietats

Propietats físiques

A temperatura ambient l'estibina és un gas incolor, d'olor desagradable que recorda la del sulfur d'hidrogen. Té una densitat de 5,10 g/l, un punt d'ebullició de –17 °C i un punt de fusió de –88 °C. Les forces intermoleculars presents en l'estat líquid i en el sòlid són forces de dispersió de London a causa de la baixa polaritat que presenta la molècula.^[8]

És soluble en aigua, 4,1 g/L a 0 °C, i molt soluble en etanol, disulfur de carboni i dissolvents orgànics. És inestable, a temperatura ambient es descompon lentament i velocitat de descomposició augmenta en escalfar-lo. Els productes de la descomposició són hidrogen i antimoni metàl·lic que habitualment es diposita en forma de mirall:^[8]

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

Propietats químiques

L'estibà és estable a temperatura ambient. Si s'escalfa a més de 200 °C, l'estibà es descompon en antimoni i hidrogen. L'antimoni es diposita damunt superfícies fredes formant un mirall. ${\ce {SbH3 ->[\Delta] Sb + 3/2 H2}}$ L'estibà crema en l'aire i produeix òxid d'estibà(III):

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

Preparació

L'estibina es pot preparar per reacció de compostos d'antimoni(3+), com ara l'òxid d'antimoni(III) ${\ce {Sb2O3}}$ o el clorur d'antimoni(III) ${\ce {SbCl3}}$ , amb reactius que proporcionin hidrurs:^[9]

${\ce {2 Sb2O3 + 3 LiAlH4 -> 4 SbH3 + 3/2 Li2O + 3/2 Al2O3}}$ ${\ce {4 SbCl3 + 3 NaBH4 -> 4 SbH3 + 3 NaCl + 3 BCl3}}$

Aplicacions

L'estibà d'alta puresa, s'utilitza com a dopant de fase gasosa per al silici en semiconductors de tipus n.^[8]

Toxicitat

L'estibà és probablement el compost d'antimoni més tòxic. Té efectes similars als de l'arsà, però l'estibà no es troba tan sovint com l'arsà. La via d'exposició més probable a l'estibina és la inhalació. L'estibina s'uneix a l'hemoglobina dels glòbuls vermells. Els primers signes d'exposició poden no aparèixer durant diverses hores, però poden incloure: mal de cap, vertigen i nàusees, seguits dels símptomes de l'anèmia hemolítica (nivells alts de bilirubina no conjugada), hemoglobinúria i nefropatia.^[8]

Referències

↑ Thomson, L. «On Antimoniuretted Hydrogen, with some Remarks on Mr. Marsh's Test for Arsenic». The London and Edinburgh philosophical magazine and journal of science., 10, 62, 5-1837, pàg. 353-355.
↑ Pfaff, C.H. «Ueber Antimon - Wasserstoffgas und die davon abhängige Unsicherheit des neuerlich von James Marsh aufgefundenen Verfahrens zur Entdeckung von Arsenik in mehreren wichtigen Fällen». Annalen der Physik (Leipzig), 42, 1837, pàg. 339-346.
↑ ^3,0 ^3,1 Stock, Alfred; Doht, Walther «Die Reindarstellung des Antimonwasserstoffes». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 34, 2, 01-05-1901, pàg. 2339–2344. DOI: 10.1002/cber.190103402166. ISSN: 0365-9496.
↑ Jones, Francis «XXVI.—On stibine» (en anglès). J. Chem. Soc., 29, 0, 1876, pàg. 641–650. DOI: 10.1039/JS8762900641. ISSN: 0368-1769.
↑ Stock, Alfred; Guttmann, Oskar «Ueber den Antimonwasserstoff und das gelbe Antimon». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 37, 1, 01-01-1904, pàg. 885–900. DOI: 10.1002/cber.190403701148. ISSN: 0365-9496.
↑ Norman, N.C.. Chemistry of Arsenic, Antimony and Bismuth. Springer Science & Business Media, 1997. ISBN 9780751403893.
↑ Gutiérrez Ríos, E. Química Inorgánica. Reverté, 1984.
↑ ^8,0 ^8,1 ^8,2 ^8,3 PubChem. «Stibine» (en anglès). [Consulta: 22 octubre 2020].
↑ Bellama, Jon M.; MacDiarmid, Alan G. «Synthesis of the hydrides of germanium, phosphorus, arsenic, and antimony by the solid-phase reaction of the corresponding oxide with lithium aluminum hydride». Inorganic Chemistry, 7, 10, 01-10-1968, pàg. 2070–2072. DOI: 10.1021/ic50068a024. ISSN: 0020-1669.

Vegeu també

Antimoni (Sb)
Arsà (AsH3)

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Estibà

[1] Thomson, L. «On Antimoniuretted Hydrogen, with some Remarks on Mr. Marsh's Test for Arsenic». The London and Edinburgh philosophical magazine and journal of science., 10, 62, 5-1837, pàg. 353-355.

[2] Pfaff, C.H. «Ueber Antimon - Wasserstoffgas und die davon abhängige Unsicherheit des neuerlich von James Marsh aufgefundenen Verfahrens zur Entdeckung von Arsenik in mehreren wichtigen Fällen». Annalen der Physik (Leipzig), 42, 1837, pàg. 339-346.

[:0-3] 3,0 ^3,1 Stock, Alfred; Doht, Walther «Die Reindarstellung des Antimonwasserstoffes». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 34, 2, 01-05-1901, pàg. 2339–2344. DOI: 10.1002/cber.190103402166. ISSN: 0365-9496.

[4] Jones, Francis «XXVI.—On stibine» (en anglès). J. Chem. Soc., 29, 0, 1876, pàg. 641–650. DOI: 10.1039/JS8762900641. ISSN: 0368-1769.

[5] Stock, Alfred; Guttmann, Oskar «Ueber den Antimonwasserstoff und das gelbe Antimon». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 37, 1, 01-01-1904, pàg. 885–900. DOI: 10.1002/cber.190403701148. ISSN: 0365-9496.

[:02-6] Norman, N.C.. Chemistry of Arsenic, Antimony and Bismuth. Springer Science & Business Media, 1997. ISBN 9780751403893.

[7] Gutiérrez Ríos, E. Química Inorgánica. Reverté, 1984.

[:1-8] 8,0 ^8,1 ^8,2 ^8,3 PubChem. «Stibine» (en anglès). [Consulta: 22 octubre 2020].

[9] Bellama, Jon M.; MacDiarmid, Alan G. «Synthesis of the hydrides of germanium, phosphorus, arsenic, and antimony by the solid-phase reaction of the corresponding oxide with lithium aluminum hydride». Inorganic Chemistry, 7, 10, 01-10-1968, pàg. 2070–2072. DOI: 10.1021/ic50068a024. ISSN: 0020-1669.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]