Idruro di antimonio

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. Occorse però molto tempo prima che le proprietà di questa sostanza tossica fossero determinate. Nel 1876 Francis Jones esaminò vari metodi di preparazione, ma solo a partire dail 1901 Alfred Stock riuscì a determinare varie proprietà della stibina.

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.

Sintesi

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

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

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

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

${\displaystyle {\ce {Na3Sb 3H2O -> SbH3 3NaOH}}}$

Reattività

Le proprietà chimiche di SbH₃ assomigliano a quelle dell'arsina (AsH₃): 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:

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

La decomposizione è autocatalitica e può essere esplosiva.

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

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

SbH₃ è meno basico di PH₃ ma può essere protonato con superacidi:

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

Con basi molto forti SbH₃ può anche essere deprotonato:

${\displaystyle {\ce {SbH3 NaNH2 -> NaSbH2 NH3}}}$

Usi

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

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.

Note

Bibliografia

• Autore1, Stibine, su Hazardous Substances Data Bank, National Library of Medicine, 2012. URL consultato il 15 ottobre 2013.
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• 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.
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• 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.

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Collegamenti esterni

• Esempi di idruri, su lem.ch.unito.it. URL consultato il 5 maggio 2011 (archiviato dall'url originale l'8 settembre 2007).