三酸化ヒ素（AS2O3）：構造、特性、用途 - 化学 - 2025

三酸化ヒ素は、その化学式の通りである無機化合物である₂ O ₃。金属状態のヒ素はすぐにこの酸化物に変わります。この酸化物は、急性および慢性の症状を示す非常に有毒な毒物です。

ヒ素と酸素はpブロックの要素であり、電気陰性度の差は比較的小さいため、As ₂ O ₃は共有結合化合物であると予想されます。つまり、As ³⁺イオンとO ^2-イオン間の静電相互作用よりも、As-O結合がその固体で優勢であるということです。

固体三酸化ヒ素。出典：ウィキメディア・コモンズのウォーカーマ。

三酸化ヒ素による急性中毒は、摂取または吸入によって起こります。これの最も重要な症状は、重度の胃腸障害、けいれん、循環虚脱、および肺水腫です。

ただし、その毒性にもかかわらず、工業的に使用されています。たとえば、木材の保護、顔料、半導体の製造などです。また、過去には多くの病気の治療に使用されていました。

三酸化二ヒ素は両性化合物であり、希酸やアルカリに溶解し、有機溶剤には溶解せず、水に比較的溶解します。立方晶と単斜晶の2つの結晶形を持つ固体として表示されます（上の画像）。

三酸化ヒ素の構造

クラウデティタ

室温では、As ₂ O _3は結晶化して2つの単斜晶多形になり、どちらも鉱物のクローデタイトに見られます。それらの中に、三角のピラミッドユニットAsO ₃があり、それらは酸素原子によって結合されて、それ自体でユニットの電子的不足を補償します。

1つの多形体では、AsO ₃ユニットが列を形成してリンクされ（クローデタイトI）、もう1つの多形では、ネットワークを織るようにリンクされます（クローデタイトII）。

多形クローデタイトの構造I。出典：ベンミルズ。

多形クローデタイトIIの構造。出典：ベンミルズ。

液体および気体

単斜晶を定義するこれらの構造がすべて加熱されると、いくつかのAs-O結合が切断されるような振動が発生し、より小さな分子が優勢になります：As ₄ O ₆。その構造を下の画像に示します。

As4O6分子。ソース：ベンミルズ

As ₂ O _3の二量体で構成されているとも言えます。その安定性は、気相で800°Cをサポートするほどです。しかし、この温度を超えると、As ₂ O ₃分子に断片化します。

アルセノライト

₄ O _6自体は、立方固体にミネラルarsenoliteで発見された構造を結晶化するために互いに相互作用することができます。

アルセノライト固体中のAs4O6分子。ソース：ベンミルズ

画像はより高い平面からの構造を示していることに注意してください。クローデタイトと比較すると、アーセノライトとの構造的な違いは明らかです。ここでは、ファンデルワールス力によって一緒に保持されている離散As ₄ O ₆分子です。

プロパティ

商品名

-アルセノライト

-Arsodent

-Trisenox

-Claudetite

分子量

197.84 g / mol。

外見

-白い立方晶（アーセノライト）。

-無色の単斜晶系結晶（Claudetite）。

-白色または透明な固体、ガラス質、アモルファスの塊または結晶性粉末。

におい

トイレ。

味

味がない。

沸点

460°C

融点

-313°C（クローデタイト）。

-274°C（アルセノライト）。

発火点

485ºC（昇華）。

水溶性

18°Cで17 g / L（25°Cで20 g / L）。

溶解度

酸（特に塩酸）とアルカリに可溶。クロロホルムおよびエーテルに実質的に不溶。

密度

-3.85 g / cm ³（立方晶）;

-4.15 g / cm ³（ひし形結晶）。

蒸気圧

25°Cで2.47・10 ^-4 mmHg

分解

可燃性ではありませんが、加熱すると有毒な煙が発生し、アルシンが含まれる場合があります。

腐食性

湿気があると、金属を腐食する可能性があります。

気化熱

77 kJ / mol。

解離定数（Ka）

25°Cで1.1・10 ^-4

屈折率

-1,755（アルセノライト）

-1.92-2.01（クローデタイト）。

反応性

・三酸化ヒ素は両性化合物ですが、酸として機能することが好ましい。

-塩酸またはフッ化水素酸と反応して、三塩化ヒ素または三フッ化ヒ素を形成します。

-また、硝酸などの強力な酸化剤と反応し、ヒ酸と亜酸化窒素を発生させます。

-三酸化ヒ素は硝酸と反応し、反応条件に応じてアルシンまたはヒ素元素を生成します。

₂ O ₃ + 6のZn + 12 HNO ₃ => 2のAsH ₃ + 6のZn（NO ₃）₂ + 3 H ₂ O.

この反応は、ヒ素中毒の検出に使用されるマーシュテストの作成の基礎となりました。

命名法

₂ O ₃価+3とそのヒ素作品を知って、次の命名法に従って命名することができます。

-酸化ヒ素（従来の命名法）。

-ヒ素（III）酸化物（ストックの命名法）。

-三酸化二ヒ素（体系的な命名法）。

用途

工業用

-ガラスの製造、特に漂白剤として使用されます。また、セラミック、電子製品、花火の製造にも使用されます。

-銅ベースの合金に微量成分として添加され、合金金属の耐食性を高めます。

-As ₂ O ₃は、ヒ素元素の調製、電気的接続の改善、およびヒ素半導体の製造の出発原料です。

-As ₂ O ₃、並びに砒酸銅、木材防腐剤として使用されます。塗料や殺鼠剤の製造に使用されるパリの緑色顔料を製造するために、酢酸銅と組み合わせて使用​​されました。

医師

-三酸化ヒ素は、何世紀にもわたって多くの疾患の治療に使用されてきた化合物です。栄養障害、神経痛、リウマチ、関節炎、喘息、舞踏病、マラリア、梅毒、結核の治療における強壮剤として使用されました。

-皮膚疾患の局所治療にも使用されており、一部の表在性上皮腫を破壊するために使用されています。

-ファウラーの溶液は、皮膚疾患と白血病の治療に使用されました。この薬の使用は中止されました。

-1970年代に、中国の研究者Zhang Tingdongは、急性前骨髄球性白血病（APL）の治療における三酸化ヒ素の使用に関する調査を開発しました。これは、米国FDAによって承認されたTrisenoxという薬の生産につながりました。

-Trisenoxは、全トランス型レチノイン酸（ATRA）で構成される「ファーストライン」治療に反応しないAPL患者に使用されています。三酸化ヒ素は、癌細胞にアポトーシスを起こすように誘導されることが示されています。

-Trisenoxは、APLの難治性前骨髄球性サブタイプ（M ₃）の治療において細胞増殖抑制剤として使用されます。

参考文献

1. シェンら。（2001）。再発性急性前骨髄球性白血病の治療における低用量三酸化ヒ素の臨床効果と薬物動態に関する研究：従来の投与量との比較。白血病15、735–741。
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