磷烷

含有三或五配位的磷的化合物,穩定的磷烷衍生物多為原子的衍生物或環狀磷酸酯。

基本介紹

  • 中文名:磷烷
  • 外文名::GAS EX-B
  • 套用:用於多種化學反應中
  • 特點:無色 毒性氣體 易燃氣體
  • 沸點:-87.7℃
  • 熔點:-133℃
  • 溶解度:20℃對水溶解度23ml/100ml
物質信息,化學結構,理化性質,作用,PH3中毒,健康危害,毒理學資料,應急監測方法,實驗室監測,環境標準,應急處理處置,

物質信息

中文名稱:磷烷
中文別名:磷化氫、膦
英文名稱:phosphine
英文別名:GAS EX-B; hydrogen phosphide; Phosphine? phosphorated hydrogen;
phosphorus hydride; Phosphorus trihydride
CAS號:7803-51-2
性質:無色,劇毒,易燃燒氣體,帶有令人生厭的大蒜味。
套用:用於多種化學反應中;半導體生產,N型半導體外延片摻雜;多晶矽摻雜;離子注入
磷烷
分子量:34.0
比重 (Air = 1):1.184
比容:0.712m3/[email protected]ºC, 101.325kPa
氣味:大蒜味

化學結構

三配位磷屬sp3雜化。五配位磷屬sp3d雜化(見雜化軌道),多數具有三角雙錐結構,有些則具有四方錐結構。
三角雙錐結構里,有三個等同平伏鍵和兩個垂直於此鍵的直立鍵 (見直立鍵和平伏鍵)。平伏鍵由3s、3px、3py雜化形成,而直立鍵則由3pz、3dz2雜化而成。這兩種鍵相互交錯制約,形成sp3d雜化。直立鍵與平伏鍵之間呈90°角,直立鍵比平伏鍵長,能量也高,電負性大的基團優先占領直立鍵,稱為親頂性。在四方錐結構里,有一個軸鍵和四個底鍵,由於各價鍵之間鍵角較小,價鍵間排斥力較大,故四方錐結構的穩定性稍差。
磷烷具有假旋轉特性,X 射線光電子能譜研究證明,在PF5分子中有兩種P—F鍵,其比為3:2,說明具有三角雙錐構型。但在低溫19F核磁共振譜中,只觀察到一種狀態的氟。為解釋這種實驗事實,S.貝里提出假旋轉機理,他認為磷烷中的直立鍵和平伏鍵處在可逆平衡狀態中,PF5中5個氟原子迅速連續地更換位置,達到平衡,使19F核磁共振譜中顯示的為 5個P—F鍵的平均值。這類假旋轉現象在環狀磷烷中也普遍存在。

理化性質

國標編號
23005
CAS
7803-51-2
中文名稱
磷化氫
英文名稱
Phosphine;Hydrogen phosphide
別 名
氫磷酸,磷化三氫
氣體密度
( 70°F(21.1°C)1個大氣壓下): 0.0886lb/ft3
分 子 式
PH3
分 子 量
34.04
毒 性

比 重
(空氣)1.18
熔 點
(1個大氣壓)-207.4°F(-133.0 °C)
外觀與性狀
無色氣體,有蒜臭味
蒸汽壓:
(70°F(21.1°C)): 522psig,53.32kPa/-98.3℃,
溶解性
不溶於熱水,微溶於冷水,溶於乙醇、乙醚
危險標記
6(有毒氣體),32(易燃氣體);
穩 定 性
穩定
腐 蝕 性
無腐蝕
沸 點
沸點:(1個大氣壓)-125.9°F(-87.7 °C)
註:磷烷在 3 7 5°C以上要發生分解 ,分解成 P和H2 ,其反應:2PH3→2P+ 3H2↑
磷烷的鹼性比氨弱 ,但還原性較強,能使許多氧化劑還原,如:KMnO4 、I2 等溶液,這一特徵是氧化法解毒的基礎。用於縮合催化劑,聚合引發劑及製備磷的有機化合物

作用

在電子氣家族中,矽烷、磷烷、硼烷、砷烷套用量較大,是IC製造極為重要的原料。其中的磷烷是半導體器件製造中的重要 N型摻雜源,同時 磷烷還用於多晶矽化學氣相沉澱、外延 Ga P材料、離子注人工藝、MO C V D工藝、磷矽玻璃(PSG)鈍化膜製備等工藝中。
PH3 ,易燃、易爆、劇毒,其毒性 數為:PEL/TLV 0.3ppm, STEL 1ppm,LC50 20ppm,IDLH 200ppm,屬劇毒危害品。

PH3中毒

1 .急性中毒:血壓下降、呼吸困難、嘔痙攣、昏睡,與食物中毒相似。磷烷中毒損害肝和胃。
2 .慢性中毒:胸部有壓迫感、頭痛、眩食欲不振、貧血等。慢性中毒損害骨骼組織,引骨膜炎。

健康危害

侵入途徑:吸入。
健康危害:磷化氫作用於細胞酶,影響細胞代謝,發生內窒息。其主要損害神經系統、呼吸系統、心臟、腎臟及肝臟。10mg/m3接觸6小時,有中毒症狀;409-846mg/m3時,半至1小時發生死亡。
急性中毒:輕度中毒,病人有頭痛、乏力、噁心、失眠、口渴、鼻咽發乾、胸悶、咳嗽和低熱等;中度中毒,病人出現輕度意識障礙、呼吸困難、心肌損傷;重度中毒則出現昏迷、抽搐、肺水腫及明顯的心肌、肝臟及腎臟損害。
磷化氫經呼吸道吸入或磷化物在胃腸道發生氣體後吸收,主要用途於神經系統、心臟、肝臟及腎臟。人接觸時在1.4~4.2mg/m3即聞到其爛魚氣味,10mg/m3接觸6小時有中毒症狀,在409~846mg/m3,30分鐘至1小時致死。

毒理學資料

毒性:屬高毒類。作用於細胞酶,影響細胞代謝使其內窒息。
急性毒性:LC5015.3mg/m3,4小時(大鼠吸入)
亞急性和慢性毒性:大鼠吸入7mg/m3,27~36小時,死亡;3.5mg/m3,存活;1.4mg/m3,3天,存活。
危險特性:極易燃,具有強還原性。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。暴露在空氣中能自燃。與氧接觸會爆炸,與鹵素接觸激烈反應。與氧化劑能發生強烈反應。
燃燒(分解)產物:氧化磷。

應急監測方法

①攜帶型氣體檢測儀器:定電位電解式;②常用快速化學分析方法:硝酸銀檢測管法《突發性環境污染事故應急監測與處理處置技術》萬本太主編

實驗室監測

鉬酸銨比色法《空氣中有害物質的測定方法》(第二版),杭士平主編

環境標準

中國(TJ36-79) 車間空氣中有害物質的最高容許濃度 0.3mg/m3

應急處理處置

一、泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即隔離450米,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,將漏出氣用排風機送至空曠的地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。
二、防護措施
呼吸系統防護:正常工作情況下,佩帶過濾式防毒面具(全面罩)。高濃度環境中,必須佩戴空氣呼吸器或氧氣呼吸器。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿面罩式膠布防毒衣。
手防護:戴橡膠手套
其它:工作現場嚴禁吸菸、進食和飲水。工作畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。
三、急救措施
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
滅火方法:消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風處滅火。切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、乾粉、二氧化碳。

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