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.

Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi Stibina.

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
ΔfH0 (kJ·mol−1)	145
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	220 - 280 - 330
Consigli P	---[1]

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]

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

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

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):^[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:

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

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:^[10]

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

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.^[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]