三硫化二砷

三硫化二砷是一种无机化合物，化学式为As₂S₃。三硫化二砷在自然界以雌黄矿物的形式存在。^[1]

三硫化二砷
IUPAC名 Arsenic trisulfide
别名	硫化砷(III)、雌黄
识别
CAS号	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
性质
化学式	As2S3
摩尔质量	246.04 g·mol−1
外观	橙色晶体
密度	3.43 g cm−3
熔点	310 °C（583 K）
沸点	707 °C（980 K）
结构
空间群	P21/n (No. 11)
晶格常数	a = 1147.5(5) pm, b = 957.7(4) pm, c = 425.6(2) pm
晶格常数	α = 90°, β = 90.68(8)°, γ = 90°
配位几何	As：角锥型
危险性
H-术语	H300, H331, H400, H411
NFPA 704	0 3 0
PEL	[1910.1018] TWA 0.010 mg/m3
相关物质
其他阴离子	三氧化二砷 三硒化二砷
其他阳离子	三硫化二磷 硫化锑 硫化铋
相关化学品	四硫化四砷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

三硫化二砷存在晶体和无定形体。^[2]单斜的As₂S₃是层状结构，每个As和3个S成键，As-S为224pm，∠S-As-S 99°；而其蒸气以二聚体As₄S₆的形式存在，结构与As₄O₆类似。^[3]

属性

它是一种半导体，直接的能隙为2.7 eV^[4]。 宽的能隙使它对于620 nm至11 µm的红外线透明。

制备

三硫化二砷可由单质化合得到，或者从As(III)的溶液中由H₂S沉淀。^[5]

2 As + 3 S → As₂S₃

化学性质

三硫化二砷在空气中灼烧，可以产生三氧化二砷(砒霜)：^[1]

2 As₂S₃ + 9 O₂ → 2 As₂O₃ + 6 SO₂

它可以被硫化钠转化为三硫代亚砷酸钠，被多硫化钠转化为四硫代砷酸钠：

As₂S₃ + 3 Na₂S → 2 Na₃AsS₃

As₂S₃ + 3 Na₂S₂ → 2 Na₃AsS₄

而在和氢氧化钠溶液的反应中，会同时产生亚砷酸盐和硫代亚砷酸盐：

As₂S₃ + 6 NaOH → Na₃AsO₃ + Na₃AsS₃ + 3 H₂O

此溶液在经过脱硫、还原等操作可以制得三氧化二砷。^[6]当溶液中OH^-不足时，则产生偏亚砷酸盐和硫代偏亚砷酸盐：^[7]

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

和碳酸钠溶液反应，得到同样的砷化合物：

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

和氯气反应，产生棕色液体：^[7]

As₂S₃ + 6 Cl₂ → (AsCl₃)₂·3SCl₂

和碘反应，产生三碘化砷和硫单质：

As₂S₃ + 3 I₂ → 2 AsI₃ + 3 S

和氯化亚铜、氯化银等金属氯化物共热，均会产生三氯化砷：^[7]

3 As₂S₃ + 6 CuCl —^200~300℃→ Cu₆As₄S₉ + 2 AsCl₃ （CuCl过量则产生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

三硫化二砷可以用于制备砷单质^[8]及三氧化二砷^[9]、砷酸盐^[10]等其它砷化合物。

此外，三硫化二砷还能用作防腐剂，或在医药领域有所应用。^[11]

安全

As₂S₃不溶于水，因此毒性低。 老化的样品中可能含有大量的砷氧化物，这些氧化物是可溶的，因此具有剧毒。

自然界的发生

在火山环境中发现了雌黄，通常与其他硫化砷（主要是雄黄）一起被发现。 有时会在低温热液脉中发现它，以及一些其他硫化物和亚硫酸盐矿物。