三硫化二砷

三硫化二砷是一種無機化合物，化學式為As₂S₃。三硫化二砷在自然界以雌黃礦物的形式存在。^[1]

三硫化二砷
IUPAC名 Arsenic trisulfide
別名	硫化砷(III)、雌黃
識別
CAS編號	1303-33-9  Y
PubChem	4093503
ChemSpider	21241348
SMILES	S1[As]3S[As]2S[As](S[As]1S2)S3
InChI	1/As4S6/c5-1-6-3-8-2(5)9-4(7-1)10-3
InChIKey	OUFDYFBZNDIAPD-UHFFFAOYAM
EINECS	215-117-4
RTECS	CG2638000
性質
化學式	As2S3
莫耳質量	246.04 g·mol−1
外觀	橙色晶體
密度	3.43 g cm−3
熔點	310 °C（583 K）
沸點	707 °C（980 K）
結構
空間群	P21/n (No. 11)
晶格常數	a = 1147.5(5) pm, b = 957.7(4) pm, c = 425.6(2) pm
晶格常數	α = 90°, β = 90.68(8)°, γ = 90°
配位幾何	As：角錐型
危險性
H-術語	H300, H331, H400, H411
NFPA 704	0 3 0
PEL	[1910.1018] TWA 0.010 mg/m3
相關物質
其他陰離子	三氧化二砷 三硒化二砷
其他陽離子	三硫化二磷 硫化銻 硫化鉍
相關化學品	四硫化四砷
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構

三硫化二砷存在晶體和無定形體。^[2]單斜的As₂S₃是層狀結構，每個As和3個S成鍵，As-S為224pm，∠S-As-S 99°；而其蒸氣以二聚體As₄S₆的形式存在，結構與As₄O₆類似。^[3]

屬性

它是一種半導體，直接的能隙為2.7 eV^[4]。 寬的能隙使它對於620 nm至11 µm的紅外線透明。

製備

三硫化二砷可由單質化合得到，或者從As(III)的溶液中由H₂S沉澱。^[5]

2 As + 3 S → As₂S₃

化學性質

三硫化二砷在空氣中灼燒，可以產生三氧化二砷(砒霜)：^[1]

2 As₂S₃ + 9 O₂ → 2 As₂O₃ + 6 SO₂

它可以被硫化鈉轉化為三硫代亞砷酸鈉，被多硫化鈉轉化為四硫代砷酸鈉：

As₂S₃ + 3 Na₂S → 2 Na₃AsS₃

As₂S₃ + 3 Na₂S₂ → 2 Na₃AsS₄

而在和氫氧化鈉溶液的反應中，會同時產生亞砷酸鹽和硫代亞砷酸鹽：

As₂S₃ + 6 NaOH → Na₃AsO₃ + Na₃AsS₃ + 3 H₂O

此溶液在經過脫硫、還原等操作可以製得三氧化二砷。^[6]當溶液中OH^-不足時，則產生偏亞砷酸鹽和硫代偏亞砷酸鹽：^[7]

2 As₂S₃ + 4 NaOH → NaAsO₂ + 3 NaAsS₂ + 2 H₂O

和碳酸鈉溶液反應，得到同樣的砷化合物：

2 As₂S₃ + Na₂CO₃ → NaAsO₂ + 3 NaAsS₂ + 2 CO₂↑

和氯氣反應，產生棕色液體：^[7]

As₂S₃ + 6 Cl₂ → (AsCl₃)₂·3SCl₂

和碘反應，產生三碘化砷和硫單質：

As₂S₃ + 3 I₂ → 2 AsI₃ + 3 S

和氯化亞銅、氯化銀等金屬氯化物共熱，均會產生三氯化砷：^[7]

3 As₂S₃ + 6 CuCl —^200~300℃→ Cu₆As₄S₉ + 2 AsCl₃ （CuCl過量則產生Cu₄As₂S₅）

2 As₂S₃ + 3 AgCl —^170℃→ 3 AgAsS₂ + AsCl₃

2 As + 3 Hg₂Cl₂ → 2 AsCl₃ + 6 Hg

2 As + 3 HgCl₂ → 2 AsCl₃ + 3 Hg

用途

三硫化二砷可以用於製備砷單質^[8]及三氧化二砷^[9]、砷酸鹽^[10]等其它砷化合物。

此外，三硫化二砷還能用作防腐劑，或在醫藥領域有所應用。^[11]

安全

As₂S₃不溶於水，因此毒性低。 老化的樣品中可能含有大量的砷氧化物，這些氧化物是可溶的，因此具有劇毒。

自然界的發生

在火山環境中發現了雌黃，通常與其他硫化砷（主要是雄黃）一起被發現。 有時會在低溫熱液脈中發現它，以及一些其他硫化物和亞硫酸鹽礦物。