آرسنیک چیست؟ تعریف، فرمول، خواص. جدول تناوبی عناصر مندلیف - آرسنیک موقعیت عنصر در جدول تناوبی آرسنیک

آرسنیک (این نام از کلمه موش گرفته شده است که برای طعمه کردن موش استفاده می شود) عنصر سی و سوم جدول تناوبی است. به نیمه فلزات اشاره دارد. هنگامی که با اسید ترکیب می شود، نمک تشکیل نمی دهد، زیرا یک ماده اسید ساز است. می تواند تغییرات آلوتروپیک را ایجاد کند. آرسنیک دارای سه ساختار شبکه کریستالی است که در حال حاضر شناخته شده است. آرسنیک زرد دارای خواص غیرفلزی معمولی و آرسنیک آمورف سیاه است و پایدارترین آرسنیک فلزی خاکستری است. در طبیعت، اغلب به شکل ترکیبات، کمتر در حالت آزاد یافت می شود. رایج ترین ترکیبات آرسنیک با فلزات (آرسنیدها)، مانند آهن آرسنیک (آرسنوپیریت، پیریت سمی)، نیکل (کوپفرنیکل، که به دلیل شباهت آن به سنگ مس به این نام خوانده می شود) هستند. آرسنیک یک عنصر کم فعال، نامحلول در آب است و ترکیبات آن به عنوان مواد کمی محلول طبقه بندی می شوند. اکسیداسیون آرسنیک در حین حرارت دادن اتفاق می افتد؛ در دمای اتاق این واکنش بسیار آهسته پیش می رود.

تمام ترکیبات آرسنیک سموم بسیار قوی هستند که نه تنها بر روی دستگاه گوارش، بلکه بر روی سیستم عصبی نیز تأثیر منفی دارند. تاریخ موارد بسیار هیجان انگیز مسمومیت با آرسنیک و مشتقات آن را می داند. ترکیبات آرسنیک نه تنها در فرانسه قرون وسطی به عنوان سم استفاده می شد، بلکه حتی در روم و یونان باستان نیز شناخته شده بود. محبوبیت آرسنیک به عنوان یک سم قوی با این واقعیت توضیح داده می شود که تشخیص آن در غذا تقریباً غیرممکن است، نه بو دارد و نه طعم. وقتی گرم می شود به اکسید آرسنیک تبدیل می شود. تشخیص مسمومیت با آرسنیک بسیار دشوار است، زیرا علائمی مشابه بیماری های مختلف دارد. اغلب مسمومیت با آرسنیک با وبا اشتباه گرفته می شود.

آرسنیک در کجا استفاده می شود؟

با وجود سمیت آنها، مشتقات آرسنیک نه تنها برای طعمه گذاری موش و موش استفاده می شود. از آنجایی که آرسنیک خالص دارای رسانایی الکتریکی بالایی است، از آن به عنوان ماده ناخالصی استفاده می شود که نوع رسانایی لازم را به نیمه هادی هایی مانند ژرمانیوم و سیلیکون می دهد. در متالورژی غیرآهنی، آرسنیک به عنوان یک افزودنی استفاده می شود که به آلیاژها استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی در یک محیط گازی می دهد. در شیشه‌سازی به مقدار کم برای روشن‌تر کردن شیشه به آن اضافه می‌شود، علاوه بر این، بخشی از شیشه معروف وین است. نیکلین برای رنگ سبز شیشه استفاده می شود. در صنعت دباغی، از ترکیبات سولفات آرسنیک هنگام پردازش پوست برای از بین بردن موها استفاده می شود. آرسنیک بخشی از لاک ها و رنگ ها است. در صنعت نجاری از آرسنیک به عنوان ضد عفونی کننده استفاده می شود. در صنعت آتش‌نشانی، "آتش یونانی" از ترکیبات سولفید آرسنیک ساخته می‌شود و در تولید کبریت استفاده می‌شود. برخی از ترکیبات آرسنیک به عنوان عوامل جنگ شیمیایی استفاده می شود. از خواص سمی آرسنیک در دندانپزشکی برای از بین بردن پالپ دندان استفاده می شود. در پزشکی، آماده سازی آرسنیک به عنوان دارویی که باعث افزایش تون کلی بدن می شود، برای تحریک افزایش تعداد گلبول های قرمز خون استفاده می شود. آرسنیک اثر مهاری بر تشکیل لکوسیت ها دارد، بنابراین در درمان برخی از انواع سرطان خون استفاده می شود. تعداد زیادی از آماده سازی های پزشکی شناخته شده است که بر اساس آرسنیک ساخته شده اند، اما اخیراً آنها به تدریج با داروهای کمتر سمی جایگزین شده اند.

با وجود سمی بودن، آرسنیک یکی از ضروری ترین عناصر است. هنگام کار با اتصالات آن، باید قوانین ایمنی را رعایت کنید، که به جلوگیری از عواقب نامطلوب کمک می کند.

آرسنیک یک عنصر شیمیایی از گروه نیتروژن (گروه 15 جدول تناوبی) است. این یک ماده خاکستری، فلزی، شکننده (α-آرسنیک) با شبکه کریستالی لوزی شکل است. هنگامی که تا 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، As تصعید می شود. هنگامی که بخار خنک می شود، یک اصلاح جدید ظاهر می شود - آرسنیک زرد. در دمای بالای 270 درجه سانتیگراد، همه اشکال As به آرسنیک سیاه تبدیل می شوند.

تاریخچه کشف

آنچه آرسنیک بود مدت ها قبل از اینکه به عنوان یک عنصر شیمیایی شناخته شود شناخته شده بود. در قرن چهارم. قبل از میلاد مسیح ه. ارسطو از ماده ای به نام سانداراک یاد کرد که امروزه اعتقاد بر این است که آن را رئالگار یا سولفید آرسنیک بوده است. و در قرن 1م. ه. نویسندگان پلینی بزرگ و پدانیوس دیوسکوریدس زینت - رنگ را به عنوان 2 S 3 توصیف کردند. در قرن یازدهم n ه. سه نوع "آرسنیک" وجود داشت: سفید (As 4 O 6)، زرد (As 2 S 3) و قرمز (As 4 S 4). خود عنصر احتمالاً برای اولین بار در قرن سیزدهم توسط آلبرتوس مگنوس جدا شد، که به ظاهر یک ماده فلزی مانند هنگام گرم شدن آرسنیکوم، نام دیگر As 2 S 3، با صابون اشاره کرد. اما هیچ اطمینانی وجود ندارد که این دانشمند طبیعی آرسنیک خالص به دست آورده باشد. اولین شواهد معتبر از انزوای محض به سال 1649 برمی گردد. یوهان شرودر داروساز آلمانی آرسنیک را با حرارت دادن اکسید آن در حضور زغال سنگ تهیه کرد. بعدها نیکلاس لمری، پزشک و شیمیدان فرانسوی، تشکیل این عنصر شیمیایی را با حرارت دادن مخلوطی از اکسید، صابون و پتاس آن مشاهده کرد. در آغاز قرن 18، آرسنیک به عنوان یک نیمه فلز منحصر به فرد شناخته می شد.

شیوع

در پوسته زمین، غلظت آرسنیک کم و به 1.5 پی پی ام می رسد. در خاک و مواد معدنی یافت می شود و می تواند از طریق فرسایش باد و آب در هوا، آب و خاک منتشر شود. علاوه بر این، عنصر از منابع دیگر وارد جو می شود. در اثر فوران های آتشفشانی، سالانه حدود 3 هزار تن آرسنیک در هوا آزاد می شود، میکروارگانیسم ها سالانه 20 هزار تن متیلارسین فرار تولید می کنند و در نتیجه احتراق سوخت های فسیلی، 80 هزار تن در هوا آزاد می شود. همان دوره

علیرغم این واقعیت که As یک سم کشنده است، جزء مهمی از رژیم غذایی برخی از حیوانات و احتمالاً انسان است، اگرچه دوز مورد نیاز از 0.01 میلی گرم در روز تجاوز نمی کند.

تبدیل آرسنیک به حالت محلول در آب یا فرار بسیار دشوار است. این واقعیت که کاملاً متحرک است به این معنی است که غلظت های زیادی از این ماده نمی تواند در یک مکان ظاهر شود. از یک طرف، این یک چیز خوب است، اما از طرف دیگر، سهولت انتشار آن باعث می شود که آلودگی آرسنیک به یک مشکل بزرگ تبدیل شود. به دلیل فعالیت های انسانی، عمدتاً از طریق استخراج معدن و ذوب، عنصر شیمیایی غیر متحرک به طور معمول مهاجرت می کند و اکنون می تواند در مکان هایی غیر از غلظت طبیعی آن یافت شود.

مقدار آرسنیک در پوسته زمین حدود 5 گرم در تن است. در فضا، غلظت آن 4 اتم در هر میلیون اتم سیلیکون برآورد شده است. این عنصر گسترده است. مقدار کمی از آن در حالت بومی وجود دارد. به عنوان یک قاعده، سازندهای آرسنیک با خلوص 90-98٪ همراه با فلزاتی مانند آنتیموان و نقره یافت می شود. با این حال، بیشتر آن در بیش از 150 ماده معدنی مختلف - سولفیدها، آرسنیدها، سولفوآرسنیدها و آرسنیت ها- موجود است. آرسنوپیریت FeAsS یکی از رایج ترین کانی های حاوی As است. سایر ترکیبات رایج آرسنیک عبارتند از کانی های realgar As 4 S 4، orpiment As 2 S 3، lellingite FeAs 2 و enargite Cu 3 AsS 4. اکسید آرسنیک نیز رایج است. بیشتر این ماده محصول جانبی ذوب سنگ معدن مس، سرب، کبالت و طلا است.

در طبیعت، تنها یک ایزوتوپ پایدار آرسنیک وجود دارد - 75 As. در بین ایزوتوپ های رادیواکتیو مصنوعی، 76 با نیمه عمر 26.4 ساعت برجسته است.آرسنیک-72، -74 و -76 در تشخیص پزشکی استفاده می شود.

تولید صنعتی و کاربرد

آرسنیک فلزی با حرارت دادن آرسنوپیریت تا دمای 650-700 درجه سانتیگراد بدون دسترسی به هوا به دست می آید. اگر آرسنوپیریت و سایر سنگ‌های فلزی با اکسیژن گرم شوند، As به راحتی با آن ترکیب می‌شود و به راحتی تصعید As 4 O 6 را تشکیل می‌دهد که به عنوان "آرسنیک سفید" نیز شناخته می‌شود. بخار اکسید جمع آوری و متراکم می شود و بعداً با تصعید مکرر خالص می شود. بیشتر As از طریق احیای آن با کربن از آرسنیک سفید حاصل می شود.

مصرف جهانی فلز آرسنیک نسبتاً کم است - تنها چند صد تن در سال. بیشتر چیزی که مصرف می شود از سوئد می آید. به دلیل خواص متالوئیدی که دارد در متالورژی استفاده می شود. حدود 1٪ آرسنیک در تولید شات سرب استفاده می شود زیرا گردی قطره مذاب را بهبود می بخشد. خواص آلیاژهای یاتاقان بر پایه سرب زمانی که حاوی حدود 3 درصد آرسنیک باشند، هم از نظر حرارتی و هم از نظر مکانیکی بهبود می‌یابند. وجود مقادیر کمی از این عنصر شیمیایی در آلیاژهای سرب آنها را برای استفاده در باتری ها و زره های کابل سخت می کند. ناخالصی های کوچک آرسنیک مقاومت به خوردگی و خواص حرارتی مس و برنج را افزایش می دهد. در شکل خالص خود، عنصر شیمیایی As برای پوشش برنز و در صنایع آتش نشانی استفاده می شود. آرسنیک بسیار خالص شده در فناوری نیمه هادی کاربرد دارد، جایی که با سیلیکون و ژرمانیوم و به شکل آرسنید گالیم (GaAs) در دیودها، لیزرها و ترانزیستورها استفاده می شود.

به عنوان اتصالات

از آنجایی که ظرفیت آرسنیک 3 و 5 است و دارای طیفی از حالت های اکسیداسیون از 3- تا 5+ است، این عنصر می تواند انواع مختلفی از ترکیبات را تشکیل دهد. مهمترین اشکال تجاری آن As 4 O 6 و As 2 O 5 هستند. اکسید آرسنیک که معمولاً به عنوان آرسنیک سفید شناخته می شود، محصول جانبی برشته کردن سنگ معدن مس، سرب و برخی فلزات دیگر و همچنین سنگ معدن آرسنوپیریت و سولفید است. این ماده اولیه برای اکثر ترکیبات دیگر است. همچنین در آفت‌کش‌ها، به‌عنوان عامل رنگ‌زدایی در تولید شیشه و به‌عنوان نگهدارنده چرم‌ها استفاده می‌شود. پنتوکسید آرسنیک زمانی تشکیل می شود که آرسنیک سفید در معرض یک عامل اکسید کننده (مانند اسید نیتریک) قرار گیرد. این ماده اصلی در حشره کش ها، علف کش ها و چسب های فلزی است.

آرسین (AsH 3)، یک گاز سمی بی رنگ متشکل از آرسنیک و هیدروژن، یکی دیگر از مواد شناخته شده است. این ماده که هیدروژن آرسنیک نیز نامیده می شود، از هیدرولیز آرسنیدهای فلزی و احیای فلزات از ترکیبات آرسنیک در محلول های اسیدی به دست می آید. به عنوان یک ماده ناخالص در نیمه هادی ها و به عنوان یک عامل جنگ شیمیایی استفاده شده است. در کشاورزی، اسید آرسنیک (H 3 AsO 4)، آرسنات سرب (PbHAsO 4) و آرسنات کلسیم [Ca 3 (AsO 4) 2] که برای عقیم سازی خاک و کنترل آفات استفاده می شوند، از اهمیت بالایی برخوردار هستند.

آرسنیک یک عنصر شیمیایی است که بسیاری از ترکیبات آلی را تشکیل می دهد. به عنوان مثال، از Cacodyne (CH 3) 2 As-As (CH 3) 2 در تهیه خشک کننده (عامل خشک کننده) اسید کاکودیلیک استفاده می شود. ترکیبات آلی پیچیده این عنصر در درمان بیماری های خاص، به عنوان مثال، اسهال خونی آمیبی ناشی از میکروارگانیسم ها استفاده می شود.

مشخصات فیزیکی

آرسنیک از نظر خواص فیزیکی چیست؟ در پایدارترین حالت، یک جامد شکننده و خاکستری فولادی با هدایت حرارتی و الکتریکی کم است. اگرچه برخی از اشکال As مانند فلز هستند، طبقه بندی آن به عنوان یک غیرفلز توصیف دقیق تری از آرسنیک است. اشکال دیگری از آرسنیک وجود دارد، اما آن‌ها به‌خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند، به‌ویژه شکل زرد متابعت‌پذیر که از مولکول‌های As 4 مانند فسفر سفید P4 تشکیل شده است. آرسنیک در دمای 613 درجه سانتیگراد تصعید می شود و به شکل بخار به صورت 4 مولکول وجود دارد که تا دمای حدود 800 درجه سانتیگراد تجزیه نمی شود. تفکیک کامل به مولکولهای As 2 در دمای 1700 درجه سانتیگراد انجام می شود.

ساختار اتمی و توانایی تشکیل پیوند

فرمول الکترونیکی آرسنیک - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 - شبیه نیتروژن و فسفر است که در لایه بیرونی 5 الکترون وجود دارد، اما تفاوت آن با 18 الکترون در قسمت ماقبل آخر است. پوسته به جای دو یا هشت. افزودن 10 بار مثبت به هسته در حین پر کردن 5 اوربیتال 3 بعدی اغلب باعث کاهش کلی ابر الکترونی و افزایش الکترونگاتیوی عناصر می شود. آرسنیک در جدول تناوبی را می توان با گروه های دیگری که به وضوح این الگو را نشان می دهند مقایسه کرد. به عنوان مثال، عموماً پذیرفته شده است که روی از منیزیم و گالیم از آلومینیوم الکترونگاتیوتر است. با این حال، در گروه‌های بعدی، این تفاوت کاهش می‌یابد، و بسیاری موافق نیستند که ژرمانیوم با وجود شواهد شیمیایی فراوان، الکترونگاتیوتر از سیلیکون است. انتقال مشابه از پوسته 8 به 18 عنصر از فسفر به آرسنیک ممکن است الکترونگاتیوی را افزایش دهد، اما این موضوع بحث برانگیز است.

شباهت لایه بیرونی As و P نشان می دهد که آنها می توانند 3 در هر اتم در حضور یک جفت الکترون غیرپیوندی اضافی تشکیل دهند. بنابراین، بسته به الکترونگاتیوی نسبی متقابل، حالت اکسیداسیون باید 3+ یا -3 باشد. ساختار آرسنیک همچنین امکان استفاده از اوربیتال بیرونی d را برای گسترش اکتت نشان می دهد که به عنصر اجازه می دهد 5 پیوند تشکیل دهد. این تنها در هنگام واکنش با فلوئور تحقق می یابد. وجود یک جفت الکترون آزاد برای تشکیل ترکیبات پیچیده (از طریق اهدای الکترون) در اتم As بسیار کمتر از فسفر و نیتروژن است.

آرسنیک در هوای خشک پایدار است، اما در هوای مرطوب به اکسید سیاه تبدیل می شود. بخارات آن به راحتی می سوزند و به صورت 2 O 3 تشکیل می شوند. آرسنیک آزاد چیست؟ عملاً تحت تأثیر آب، قلیاها و اسیدهای غیر اکسید کننده قرار نمی گیرد، اما توسط اسید نیتریک به حالت 5+ اکسید می شود. هالوژن ها و گوگرد با آرسنیک واکنش می دهند و بسیاری از فلزات آرسنید تشکیل می دهند.

شیمی تجزیه

ماده آرسنیک را می توان از نظر کیفی به شکل رنگ زرد رنگ تشخیص داد که تحت تأثیر محلول 25٪ اسید هیدروکلریک رسوب می کند. ردیابی As معمولاً با تبدیل آن به آرسین تعیین می شود که با استفاده از تست مارش قابل تشخیص است. آرسین به صورت حرارتی تجزیه می شود و یک آینه سیاه از آرسنیک در داخل یک لوله باریک تشکیل می دهد. طبق روش Gutzeit، نمونه آغشته به آرسین در اثر آزاد شدن جیوه تیره می شود.

ویژگی های سمی آرسنیک

سمیت عنصر و مشتقات آن بسیار متفاوت است، از آرسین بسیار سمی و مشتقات آلی آن تا به سادگی As که نسبتاً بی اثر است. آنچه آرسنیک است با استفاده از ترکیبات آلی آن به عنوان عوامل جنگ شیمیایی (لوویزیت)، تاول‌زا و پاک‌کننده (عامل آبی بر پایه مخلوط آبی 5 درصد اسید کاکودیلیک و 26 درصد نمک سدیم آن) اثبات می‌شود.

به طور کلی مشتقات این عنصر شیمیایی باعث تحریک پوست و ایجاد درماتیت می شود. محافظت در برابر استنشاق گرد و غبار حاوی آرسنیک نیز توصیه می شود، اما بیشتر مسمومیت ها از طریق بلع اتفاق می افتد. حداکثر غلظت مجاز As در گرد و غبار در یک روز کاری هشت ساعته 0.5 میلی گرم بر متر مکعب است. برای آرسین، دوز به 0.05 ppm کاهش می یابد. علاوه بر استفاده از ترکیبات این عنصر شیمیایی به‌عنوان علف‌کش و آفت‌کش، استفاده از آرسنیک در فارماکولوژی، دستیابی به سالوارسان، اولین داروی موفق در برابر سیفلیس را ممکن کرد.

اثرات سلامتی

آرسنیک یکی از سمی ترین عناصر است. ترکیبات معدنی این ماده شیمیایی به طور طبیعی در مقادیر کم وجود دارد. افراد می توانند از طریق غذا، آب و هوا در معرض آرسنیک قرار گیرند. قرار گرفتن در معرض همچنین ممکن است از طریق تماس پوست با خاک یا آب آلوده رخ دهد.

افرادی که با آن کار می کنند، در خانه های ساخته شده از چوب ساخته شده با آن زندگی می کنند، و در زمین های کشاورزی که در آن آفت کش ها در گذشته استفاده شده است نیز در معرض قرار گرفتن هستند.

آرسنیک غیر آلی می تواند اثرات مختلفی بر سلامت انسان داشته باشد، مانند تحریک معده و روده، کاهش تولید گلبول های قرمز و سفید خون، تغییرات پوستی و تحریک ریه. گمان می رود که مصرف مقادیر قابل توجهی از این ماده احتمال ابتلا به سرطان به ویژه سرطان پوست، ریه، کبد و سیستم لنفاوی را افزایش دهد.

غلظت بسیار بالای آرسنیک غیر آلی باعث ناباروری و سقط جنین در زنان، درماتیت، کاهش مقاومت بدن در برابر عفونت ها، مشکلات قلبی و آسیب مغزی می شود. علاوه بر این، این عنصر شیمیایی می تواند به DNA آسیب برساند.

دوز کشنده آرسنیک سفید 100 میلی گرم است.

ترکیبات آلی این عنصر باعث سرطان یا آسیب به کد ژنتیکی نمی شود، اما دوزهای بالا می تواند به سلامت انسان آسیب برساند، به عنوان مثال، باعث اختلالات عصبی یا درد شکم شود.

خواص به عنوان

خواص شیمیایی و فیزیکی اصلی آرسنیک به شرح زیر است:

• عدد اتمی 33 است.
• وزن اتمی - 74.9216.
• نقطه ذوب فرم خاکستری 814 درجه سانتیگراد در فشار 36 اتمسفر است.
• چگالی فرم خاکستری 5.73 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 14 درجه سانتی گراد است.
• چگالی فرم زرد 2.03 گرم بر سانتی متر مکعب در دمای 18 درجه سانتی گراد است.
• فرمول الکترونیکی آرسنیک 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 است.
• حالت های اکسیداسیون - -3، +3، +5.
• ظرفیت آرسنیک 3.5 است.

آرسنیک یک عنصر شیمیایی از گروه 5 از دوره چهارم جدول تناوبی با عدد اتمی 33 است. این عنصر نیمه فلزی شکننده به رنگ فولادی با رنگ مایل به سبز است. امروز نگاهی دقیق تر به چیستی آرسنیک خواهیم داشت و با خواص اساسی این عنصر آشنا می شویم.

ویژگی های عمومی

منحصر به فرد بودن آرسنیک در این واقعیت نهفته است که به معنای واقعی کلمه در همه جا یافت می شود - در سنگ ها، آب، مواد معدنی، خاک، گیاهان و جانوران. بنابراین، اغلب آن را چیزی کمتر از عنصر همه جانبه نامیده می شود. آرسنیک بدون مانع در تمام مناطق جغرافیایی سیاره زمین توزیع می شود. دلیل این امر فرار و حلالیت ترکیبات آن است.

نام عنصر با استفاده از آن برای از بین بردن جوندگان مرتبط است. کلمه لاتین Arsenicum (فرمول آرسنیک در جدول تناوبی As است) از کلمه یونانی Arsen گرفته شده است که به معنای "قوی" یا "قدرتمند" است.

بدن یک فرد بالغ متوسط ​​حاوی حدود 15 میلی گرم از این عنصر است. عمدتاً در روده کوچک، کبد، ریه ها و اپیتلیوم متمرکز است. جذب این ماده توسط معده و روده انجام می شود. آنتاگونیست های آرسنیک عبارتند از گوگرد، فسفر، سلنیوم، برخی اسیدهای آمینه و همچنین ویتامین های E و C. این عنصر به خودی خود جذب روی، سلنیوم و همچنین ویتامین های A، C، B9 و E را مختل می کند.

مانند بسیاری از مواد دیگر، آرسنیک می تواند هم سم باشد و هم دارو، همه اینها به دوز آن بستگی دارد.

از جمله عملکردهای مفید عنصری مانند آرسنیک عبارتند از:

1. تحریک جذب نیتروژن و فسفر.
2. بهبود خون سازی.
3. تعامل با سیستئین، پروتئین ها و اسید لیپوئیک.
4. تضعیف فرآیندهای اکسیداتیو.

نیاز روزانه به آرسنیک برای یک بزرگسال از 30 تا 100 میکروگرم است.

مرجع تاریخی

یکی از مراحل رشد انسان "برنز" نامیده می شود، زیرا در این دوره مردم سلاح های سنگی را با برنز جایگزین کردند. این فلز آلیاژی از قلع و مس است. یک بار، صنعتگران هنگام ذوب برنز، به طور تصادفی از محصولات هوازدگی ماده معدنی سولفید مس-آرسنیک به جای سنگ مس استفاده کردند. آلیاژ به دست آمده ریخته گری آسان و آهنگری عالی بود. در آن روزها، هیچ کس هنوز نمی دانست آرسنیک چیست، اما ذخایر مواد معدنی آن عمداً برای تولید برنز با کیفیت بالا جستجو می شد. با گذشت زمان، این فناوری رها شد، ظاهراً به دلیل این واقعیت است که اغلب با استفاده از آن مسمومیت اتفاق می افتد.

در چین باستان از یک ماده معدنی سخت به نام realgar (As 4 S 4) استفاده می کردند. برای سنگ تراشی استفاده می شد. از آنجایی که تحت تأثیر دما و نور، رئالگار به ماده دیگری تبدیل شد - به عنوان 2 S 3، آن نیز به زودی رها شد.

در قرن اول قبل از میلاد، دانشمند رومی، پلینی بزرگ، به همراه گیاه شناس و پزشک دیوسکوریدس، ماده معدنی آرسنیک به نام ارپیمنت را توصیف کردند. نام آن از لاتین به عنوان "رنگ طلایی" ترجمه شده است. این ماده به عنوان رنگ زرد استفاده می شد.

در قرون وسطی، کیمیاگران سه شکل از عنصر را طبقه بندی کردند: زرد (As 2 S 3 sulfide)، قرمز (As 4 S 4 sulfide) و سفید (As 2 O 3 oxide). در قرن سیزدهم با حرارت دادن آرسنیک زرد با صابون، کیمیاگران ماده ای شبیه فلز به دست آوردند. به احتمال زیاد، این اولین نمونه از یک عنصر خالص به دست آمده مصنوعی بود.

آنچه آرسنیک به شکل خالص است در آغاز قرن هفدهم کشف شد. این زمانی اتفاق افتاد که یوهان شرودر، با کاهش اکسید با زغال چوب، این عنصر را جدا کرد. چند سال بعد، نیکلاس لمری شیمیدان فرانسوی موفق شد با حرارت دادن اکسید آن در مخلوطی با صابون و پتاس، این ماده را به دست آورد. در قرن بعد، آرسنیک در وضعیت نیمه فلزی خود به خوبی شناخته شده بود.

خواص شیمیایی

در جدول تناوبی مندلیف عنصر شیمیایی آرسنیک در گروه پنجم قرار دارد و از خانواده نیتروژن است. در شرایط طبیعی، این تنها هسته پایدار است. بیش از ده ایزوتوپ رادیواکتیو این ماده به صورت مصنوعی تولید می شود. دامنه نیمه عمر آنها بسیار گسترده است - از 2-3 دقیقه تا چند ماه.

اگرچه گاهی اوقات آرسنیک را یک فلز می نامند، اما به احتمال زیاد غیرفلز است. در ترکیب با اسیدها نمک تشکیل نمی دهد، بلکه خود یک ماده اسیدساز است. به همین دلیل است که عنصر به عنوان نیمه فلز شناخته می شود.

آرسنیک، مانند فسفر، را می توان در پیکربندی های مختلف آلوتروپیک یافت. یکی از آنها، آرسنیک خاکستری، ماده شکننده ای است که در صورت شکستن، درخشندگی فلزی دارد. رسانایی الکتریکی این نیمه فلز 17 برابر کمتر از مس، اما 3.6 برابر بیشتر از جیوه است. با افزایش دما، کاهش می یابد که برای فلزات معمولی است.

با سرد کردن سریع بخار آرسنیک تا دمای نیتروژن مایع (196- درجه سانتیگراد)، می توان یک ماده زرد رنگ نرم شبیه فسفر زرد به دست آورد. هنگامی که آرسنیک زرد گرم می شود و در معرض نور ماوراء بنفش قرار می گیرد، بلافاصله خاکستری می شود. واکنش با انتشار گرما همراه است. هنگامی که بخارها در یک جو بی اثر متراکم می شوند، شکل دیگری از ماده تشکیل می شود - بی شکل. اگر بخار آرسنیک رسوب کند، یک لایه آینه ای روی شیشه ظاهر می شود.

لایه الکترونی بیرونی این ماده ساختاری مشابه فسفر و نیتروژن دارد. آرسنیک مانند فسفر سه پیوند کووالانسی را تشکیل می دهد. در هوای خشک شکل ثابتی دارد و با افزایش رطوبت کدر می شود و با یک فیلم اکسید سیاه پوشیده می شود. هنگامی که بخار مشتعل می شود، مواد با شعله آبی می سوزند.

از آنجایی که آرسنیک بی اثر است، تحت تأثیر آب، قلیاها و اسیدها قرار نمی گیرد که خاصیت اکسید کننده ندارند. هنگامی که ماده ای با اسید نیتریک رقیق تماس پیدا می کند، اسید ارتوآرسنیک و با اسید غلیظ اسید ارتوآرسنیک تشکیل می شود. آرسنیک همچنین با گوگرد واکنش می دهد و سولفیدهایی با ترکیبات مختلف تشکیل می دهد.

بودن در طبیعت

در شرایط طبیعی، عنصر شیمیایی مانند آرسنیک اغلب در ترکیبات مس، نیکل، کبالت و آهن یافت می شود.

ترکیب کانی هایی که این ماده تشکیل می دهد به دلیل خواص نیمه فلزی آن است. تا به امروز بیش از 200 کانی از این عنصر شناخته شده است. از آنجایی که آرسنیک می تواند در حالت اکسیداسیون منفی و مثبت وجود داشته باشد، به راحتی با بسیاری از مواد دیگر تعامل می کند. در هنگام اکسیداسیون مثبت آرسنیک، به عنوان یک فلز (در سولفیدها) و در هنگام اکسیداسیون منفی، به عنوان یک نافلز (در آرسنیدها) عمل می کند. مواد معدنی حاوی این عنصر ترکیب نسبتاً پیچیده ای دارند. در یک شبکه کریستالی، یک نیمه فلز می تواند جایگزین اتم های گوگرد، آنتیموان و فلزات شود.

از نقطه نظر ترکیبی، بسیاری از ترکیبات فلزی با آرسنیک به احتمال زیاد نه به آرسنیدها، بلکه به ترکیبات بین فلزی تعلق دارند. برخی از آنها با محتوای متغیر عنصر اصلی متمایز می شوند. آرسنیدها می توانند به طور همزمان حاوی چندین فلز باشند که اتم های آنها می توانند در شعاع یونی نزدیک جایگزین یکدیگر شوند. تمام مواد معدنی طبقه بندی شده به عنوان آرسنیدها دارای درخشندگی فلزی، مات، سنگین و بادوام هستند. از میان آرسنیدهای طبیعی (در مجموع حدود 25 عدد وجود دارد) می توان به مواد معدنی زیر اشاره کرد: اسکوترودیت، راملسبرگیت، نیکلین، للینگریت، کلینوسفوریت و غیره.

از نظر شیمیایی جالب توجه آن دسته از مواد معدنی است که آرسنیک همزمان با گوگرد در آنها وجود دارد و نقش یک فلز را ایفا می کند. ساختار بسیار پیچیده ای دارند.

نمک های طبیعی اسید آرسنیک (آرسنات ها) می توانند رنگ های مختلفی داشته باشند: اریتریتول - کبالت. ساده‌سایت، آنابرگیت و اسکورید سبز و روزولتیت، کتیتگیت و گرنسیت بی‌رنگ هستند.

از نظر خواص شیمیایی، آرسنیک کاملاً بی اثر است، بنابراین می توان آن را در حالت اصلی خود به شکل مکعب ها و سوزن های ذوب شده یافت. محتوای ناخالصی در قطعه از 15٪ تجاوز نمی کند.

در خاک، مقدار آرسنیک بین 0.1-40 میلی گرم بر کیلوگرم متغیر است. در مناطق آتشفشانی و مکان هایی که سنگ آرسنیک وجود دارد، این رقم می تواند تا 8 گرم در کیلوگرم برسد. گیاهان در چنین مکان هایی می میرند و حیوانات بیمار می شوند. مشکل مشابهی برای استپ ها و بیابان ها معمول است، جایی که عنصر از خاک شسته نمی شود. سنگ های رسی غنی شده در نظر گرفته می شوند، زیرا حاوی چهار برابر بیشتر از سنگ های معمولی مواد آرسنیک هستند.

هنگامی که یک ماده خالص از طریق فرآیند بیومتیلاسیون به یک ترکیب فرار تبدیل می شود، می توان آن را نه تنها توسط آب، بلکه توسط باد نیز از خاک خارج کرد. در مناطق عادی، غلظت آرسنیک در هوا به طور متوسط ​​0.01 میکروگرم بر متر مکعب است. در مناطق صنعتی که کارخانه ها و نیروگاه ها در حال فعالیت هستند، این رقم می تواند به 1 میکروگرم در متر مکعب برسد.

آب معدنی ممکن است حاوی مقدار متوسطی از مواد آرسنیک باشد. در آب های معدنی دارویی، طبق استانداردهای پذیرفته شده عمومی، غلظت آرسنیک نباید از 70 میکروگرم در لیتر بیشتر باشد. در اینجا شایان ذکر است که حتی در نرخ های بالاتر، مسمومیت تنها با مصرف منظم چنین آبی ممکن است رخ دهد.

در آب های طبیعی، عنصر را می توان به اشکال و ترکیبات مختلف یافت. به عنوان مثال، آرسنیک سه ظرفیتی بسیار سمی تر از آرسنیک پنج ظرفیتی است.

به دست آوردن آرسنیک

این عنصر به عنوان محصول فرعی فرآوری سنگ معدن سرب، روی، مس و کبالت و همچنین در حین استخراج طلا به دست می آید. در برخی از سنگ معدن های چند فلزی، محتوای آرسنیک می تواند تا 12٪ برسد. هنگامی که آنها تا 700 درجه سانتیگراد گرم می شوند، تصعید رخ می دهد - انتقال یک ماده از حالت جامد به حالت گاز، با دور زدن حالت مایع. یک شرط مهم برای وقوع این فرآیند عدم وجود هوا است. هنگامی که سنگ معدن آرسنیک در هوا گرم می شود، اکسید فراری به نام "آرسنیک سفید" تشکیل می شود. با قرار دادن آن در معرض تراکم با زغال سنگ، آرسنیک خالص بازیابی می شود.

فرمول بدست آوردن یک عنصر به شرح زیر است:

• 2As 2 S 3 +9O 2 =6SO 2 +2As 2 O 3;
• به عنوان 2 O 3 +3C=2As+3CO.

استخراج آرسنیک یک صنعت خطرناک است. این واقعیت متناقض است که بیشترین آلودگی محیط زیست توسط این عنصر نه در نزدیکی شرکت های تولید کننده آن، بلکه در نزدیکی نیروگاه ها و کارخانه های متالورژی غیر آهنی رخ می دهد.

تناقض دیگر این است که حجم تولید آرسنیک فلزی بیش از نیاز آن است. این یک اتفاق بسیار نادر در صنعت معدن فلز است. آرسنیک اضافی باید با دفن ظروف فلزی در معادن قدیمی دفع شود.

بزرگترین ذخایر سنگ معدن آرسنیک در کشورهای زیر متمرکز شده است:

1. مس آرسنیک - ایالات متحده آمریکا، گرجستان، ژاپن، سوئد، نروژ و کشورهای آسیای مرکزی.
2. طلا-آرسنیک - فرانسه و ایالات متحده آمریکا.
3. آرسنیک-کبالت - کانادا و نیوزلند.
4. آرسنیک قلع - انگلستان و بولیوی.

تعریف

تعیین آزمایشگاهی آرسنیک با رسوب سولفیدهای زرد از محلول های اسید هیدروکلریک انجام می شود. ردیابی عنصر با استفاده از روش Gutzeit یا واکنش مارش تعیین می شود. در طول نیم قرن گذشته، انواع تکنیک های تجزیه و تحلیل حساس ایجاد شده است که می تواند حتی مقادیر بسیار کمی از این ماده را تشخیص دهد.

برخی از ترکیبات آرسنیک با استفاده از روش هیبرید انتخابی تجزیه و تحلیل می شوند. این شامل کاهش ماده آزمایش به عنصر فرار آرسین است که سپس در ظرفی که با نیتروژن مایع خنک شده است منجمد می شود. پس از آن، هنگامی که محتویات ظرف به آرامی گرم می شود، آرسین های مختلف جدا از یکدیگر شروع به تبخیر می کنند.

استفاده صنعتی

تقریباً 98 درصد آرسنیک استخراج شده به شکل خالص آن استفاده نمی شود. ترکیبات آن به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. سالانه صدها تن آرسنیک استخراج و فرآوری می شود. برای بهبود کیفیت به آلیاژهای بلبرینگ اضافه می شود، برای افزایش سختی کابل ها و باتری های سربی استفاده می شود و همچنین در تولید دستگاه های نیمه هادی به همراه ژرمانیوم یا سیلیکون استفاده می شود. و اینها فقط جاه طلبانه ترین حوزه ها هستند.

آرسنیک به عنوان یک ناخالص، رسانایی را به برخی از نیمه هادی های "کلاسیک" می بخشد. افزودن آن به سرب به طور قابل توجهی استحکام فلز را افزایش می دهد و به مس - سیالیت، سختی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. آرسنیک نیز گاهی به برخی از درجات برنز، برنج، بابیت و آلیاژهای نوع اضافه می شود. با این حال، متالوژیست ها اغلب سعی می کنند از استفاده از این ماده خودداری کنند، زیرا برای سلامتی ناامن است. برای برخی از فلزات، مقادیر زیاد آرسنیک نیز مضر است زیرا خواص ماده اصلی را تخریب می کند.

اکسید آرسنیک در شیشه سازی به عنوان روشن کننده شیشه کاربرد پیدا کرده است. در این جهت توسط شیشه دمنده های باستانی استفاده می شد. ترکیبات آرسنیک یک ضد عفونی کننده قوی هستند، بنابراین برای حفظ خز، حیوانات و پوست و همچنین برای ایجاد رنگ های ضد رسوب برای انتقال آب و اشباع چوب استفاده می شود.

به دلیل فعالیت بیولوژیکی برخی از مشتقات آرسنیک، از این ماده در تولید محرک های رشد گیاهی و همچنین داروها از جمله داروهای ضد کرم برای دام استفاده می شود. محصولات حاوی این عنصر برای کنترل علف های هرز، جوندگان و حشرات استفاده می شود. پیش از این، زمانی که مردم به این فکر نمی کردند که آیا آرسنیک می تواند برای تولید غذا استفاده شود یا خیر، این عنصر در کشاورزی کاربرد وسیع تری داشت. با این حال، پس از کشف خواص سمی آن، باید جایگزینی برای آن یافت.

زمینه های مهم کاربرد این عنصر عبارتند از: تولید ریزمدار، فیبر نوری، نیمه هادی ها، الکترونیک فیلم و همچنین رشد میکروکریستال برای لیزر. برای این منظور از آرسین های گازی استفاده می شود. و تولید لیزر، دیود و ترانزیستور بدون آرسنید گالیوم و ایندیم کامل نمی شود.

دارو

در بافت‌ها و اندام‌های انسان، این عنصر عمدتاً در بخش پروتئین و به میزان کمتری در بخش محلول در اسید وجود دارد. در تخمیر، گلیکولیز و واکنش های ردوکس نقش دارد و همچنین تجزیه کربوهیدرات های پیچیده را تضمین می کند. در بیوشیمی از ترکیبات این ماده به عنوان مهارکننده های آنزیمی خاص استفاده می شود که برای مطالعه واکنش های متابولیک ضروری است. آرسنیک به عنوان یک عنصر کمیاب برای بدن انسان ضروری است.

استفاده از عنصر در پزشکی کمتر از تولید است. دوزهای میکروسکوپی آن برای تشخیص انواع بیماری ها و آسیب شناسی ها و همچنین برای درمان بیماری های دندان استفاده می شود.

در دندانپزشکی از آرسنیک برای حذف پالپ استفاده می شود. بخش کوچکی از خمیر حاوی اسید آرسنوس مرگ دندان را به معنای واقعی کلمه در یک روز تضمین می کند. به لطف عمل آن، برداشتن پالپ بدون درد و بدون مانع است.

آرسنیک همچنین به طور گسترده در درمان انواع خفیف لوسمی استفاده می شود. این به شما امکان می دهد تشکیل پاتولوژیک لکوسیت ها را کاهش دهید یا حتی سرکوب کنید و همچنین خون سازی قرمز و انتشار گلبول های قرمز را تحریک کنید.

آرسنیک مانند سم است

تمام ترکیبات این عنصر سمی هستند. مسمومیت حاد با آرسنیک منجر به درد شکم، اسهال، حالت تهوع و افسردگی سیستم عصبی مرکزی می شود. علائم مسمومیت با این ماده شبیه علائم وبا است. بنابراین، موارد قبلی مسمومیت عمدی با آرسنیک اغلب در عمل قضایی مشاهده می شد. برای مقاصد جنایی، این عنصر اغلب به شکل تری اکسید استفاده می شد.

علائم مسمومیت

در ابتدا مسمومیت با آرسنیک به صورت طعم فلزی در دهان، استفراغ و درد شکم ظاهر می شود. اگر اقدامات لازم انجام نشود، ممکن است تشنج و حتی فلج رخ دهد. در بدترین حالت، مسمومیت می تواند کشنده باشد.

علت مسمومیت می تواند موارد زیر باشد:

1. استنشاق گرد و غبار حاوی ترکیبات آرسنیک. به عنوان یک قاعده، در کارخانه های تولید آرسنیک که در آن قوانین ایمنی کار رعایت نمی شود، رخ می دهد.
2. مصرف غذا یا آب مسموم.
3. استفاده از داروهای خاص.

کمک های اولیه

در دسترس ترین و شناخته شده ترین پادزهر برای مسمومیت با آرسنیک شیر است. پروتئین کازئین موجود در آن ترکیبات نامحلولی را با ماده سمی تشکیل می دهد که نمی تواند جذب خون شود.

در صورت مسمومیت حاد، برای کمک سریع به قربانی، او نیاز به شستشوی معده دارد. در محیط های بیمارستانی، همودیالیز نیز با هدف پاکسازی کلیه ها انجام می شود. در میان داروها، یک پادزهر جهانی استفاده می شود - Unithiol. علاوه بر این، می توان از مواد آنتاگونیست استفاده کرد: سلنیوم، روی، گوگرد و فسفر. در آینده، بیمار باید مجموعه ای از اسیدهای آمینه و ویتامین ها را تجویز کند.

کمبود آرسنیک

در پاسخ به این سوال: "آرسنیک چیست؟"، شایان ذکر است که بدن انسان به مقدار کمی به آن نیاز دارد. این عنصر ایمونوتوکسیک، مشروط ضروری در نظر گرفته می شود. تقریباً در تمام مهم ترین فرآیندهای بیوشیمیایی بدن انسان شرکت می کند. کمبود این ماده ممکن است با علائم زیر نشان داده شود: کاهش غلظت تری گلیسیرید در خون، بدتر شدن رشد و رشد بدن.

به عنوان یک قاعده، در صورت عدم وجود مشکلات جدی سلامتی، نیازی به نگرانی در مورد کمبود آرسنیک در رژیم غذایی نیست، زیرا این عنصر تقریباً در تمام محصولات با منشاء گیاهی و حیوانی یافت می شود. غذاهای دریایی، غلات، شراب انگور، آب‌میوه‌ها و آب آشامیدنی سرشار از این ماده هستند. در عرض 24 ساعت، 34 درصد آرسنیک مصرفی از بدن دفع می شود.

در صورت کم خونی این ماده برای افزایش اشتها مصرف می شود و در صورت مسمومیت با سلنیوم به عنوان یک پادزهر موثر عمل می کند.

ترکیبات آرسنیک (آرسنیک انگلیسی و فرانسوی، آرسن آلمانی) برای مدت بسیار طولانی شناخته شده است. در هزاره های III - II قبل از میلاد. ه. قبلاً می دانست که چگونه آلیاژهای مس را با 4 تا 5 درصد آرسنیک تولید کند. شاگرد ارسطو، تئوفراستوس (قرن های IV-III قبل از میلاد)، سولفید آرسنیک قرمز موجود در طبیعت را رئالگار نامید. پلینی سولفید آرسنیک زرد را به عنوان 2 S 3 orpiment (Auripigmentum) - طلایی رنگ می نامد و بعداً نام orpiment را دریافت کرد. کلمه آرسنیکون یونان باستان و همچنین سانداراک عمدتاً به ترکیبات گوگردی اشاره دارد. در قرن 1 دیوسکوریدس سوزاندن ادویه و محصول حاصل را - آرسنیک سفید (As 2 O 3) توصیف کرد. در دوره کیمیاگری توسعه شیمی، غیرقابل انکار تلقی می شد که آرسنیک (آرسنیک) دارای طبیعت گوگردی است و از آنجایی که گوگرد (گوگرد) به عنوان "پدر فلزات" مورد احترام بود، خواص مردانه به آرسنیک نسبت داده می شد. مشخص نیست که دقیقا چه زمانی فلز آرسنیک برای اولین بار به دست آمد. این کشف معمولاً به آلبرت کبیر (قرن سیزدهم) نسبت داده می شود. کیمیاگران رنگ‌آمیزی مس با افزودن آرسنیک به رنگ نقره‌ای سفید را تبدیل مس به نقره می‌دانستند و چنین «تبدیل» را به قدرت قدرتمند آرسنیک نسبت می‌دادند. در قرون وسطی و در قرن های اول دوران جدید، خواص سمی آرسنیک شناخته شد. با این حال، حتی Dioscorides (Iv.) توصیه کرد که بیماران مبتلا به آسم بخارات محصول به دست آمده از حرارت دادن Realgar با رزین را استنشاق کنند. Paracelsus قبلاً به طور گسترده ای از آرسنیک سفید و سایر ترکیبات آرسنیک برای درمان استفاده می کرد. شیمیدانان و معدنچیان قرن 15 - 17. در مورد توانایی آرسنیک در تصعید و تشکیل محصولات بخار با بوی خاص و خواص سمی می دانست واسیلی والنتین آنچه را که برای متالورژیست های قرن شانزدهم شناخته شده بود ذکر می کند. دود کوره بلند (Huttenrauch) و بوی خاص آن. نام یونانی (و لاتین) آرسنیک، که به سولفیدهای آرسنیک اشاره دارد، از مذکر یونانی گرفته شده است. برای منشأ این نام توضیحات دیگری نیز وجود دارد، مثلاً از کلمه عربی arsa paki به معنای "زهری ناگوار که در اعماق بدن نفوذ می کند". اعراب احتمالاً این نام را از یونانی ها وام گرفته اند. نام روسی آرسنیک برای مدت طولانی شناخته شده است. از زمان لومونوسوف که آرسنیک را نیمه فلزی می دانست، در ادبیات ظاهر شد. همراه با این نام در قرن هجدهم. کلمه آرسنیک استفاده می شد و آرسنیک As 2 O 3 نامیده می شد. زاخاروف (1810) نام آرسنیک را پیشنهاد کرد، اما آن را پیدا نکرد. واژه آرسنیک احتمالاً توسط صنعتگران روسی از اقوام ترک به عاریت گرفته شده است. در زبان‌های آذربایجانی، ازبکی، فارسی و دیگر زبان‌های شرقی، آرسنیک را مارگوموش می‌گفتند. آرسنیک روسی، احتمالاً فساد سم موش یا زهر موش است.

تعریف

آرسنیک- عنصر سی و سوم جدول تناوبی. نامگذاری - از لاتین "arsenicum". واقع در دوره چهارم گروه VA. به نیمه فلزات اشاره دارد. بار هسته ای 33 است.

آرسنیک در طبیعت بیشتر در ترکیبات با فلزات یا گوگرد و به ندرت در حالت آزاد وجود دارد. محتوای آرسنیک در پوسته زمین 0.0005٪ است.

آرسنیک معمولا از آرسنیک پیریت FeAsS به دست می آید.

جرم اتمی و مولکولی آرسنیک

وزن مولکولی نسبی ماده(M r) عددی است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول معین بزرگتر از 1/12 جرم یک اتم کربن است، و جرم اتمی نسبی یک عنصر(A r) - چند برابر جرم متوسط ​​اتم های یک عنصر شیمیایی بیشتر از 1/12 جرم اتم کربن است.

از آنجایی که آرسنیک در حالت آزاد به شکل مولکول های تک اتمی As وجود دارد، مقادیر جرم اتمی و مولکولی آن بر هم منطبق است. آنها برابر با 74.9216 هستند.

آلوتروپی و تغییرات آلوتروپیک آرسنیک

آرسنیک نیز مانند فسفر به اشکال مختلف آلوتروپیک وجود دارد. با خنک شدن سریع بخار (متشکل از 4 مولکول)، یک بخش غیر فلزی تشکیل می شود - آرسنیک زرد (چگالی 2.0 گرم در سانتی متر 3)، فسفر سفید ایزومورف و مانند آن محلول در دی سولفید کربن. این اصلاح نسبت به فسفر سفید پایدارتر است و هنگامی که در معرض نور یا حرارت کم قرار می گیرد به راحتی به یک اصلاح فلزی - آرسنیک خاکستری تبدیل می شود (شکل 1). هنگامی که به تازگی شکسته می شود، یک توده کریستالی شکننده خاکستری فولادی با درخشندگی فلزی تشکیل می دهد. چگالی 5.75 گرم بر سانتی متر مکعب است. هنگامی که تحت فشار معمولی گرم می شود، تصعید می شود. رسانایی الکتریکی فلزی دارد.

برنج. 1. آرسنیک خاکستری. ظاهر.

ایزوتوپ های آرسنیک

مشخص است که در طبیعت آرسنیک را می توان به شکل تنها ایزوتوپ پایدار 75 As یافت. عدد جرمی 75 است، هسته یک اتم شامل سی و سه پروتون و چهل و دو نوترون است.

حدود 33 ایزوتوپ مصنوعی ناپایدار آرسنیک و همچنین ده حالت ایزومری هسته وجود دارد که در میان آنها طولانی ترین ایزوتوپ 73 As با نیمه عمر 80.3 روز است.

یون آرسنیک

سطح انرژی بیرونی اتم آرسنیک دارای پنج الکترون است که الکترون های ظرفیتی هستند:

1s 2 2 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 .

در نتیجه برهمکنش شیمیایی، آرسنیک الکترون های ظرفیت خود را رها می کند، یعنی. اهدا کننده آنها است و به یک یون با بار مثبت تبدیل می شود:

به عنوان 0 -3e → As 3+ ;

به عنوان 0 -5e → به عنوان 5+ .

مولکول و اتم آرسنیک

در حالت آزاد، آرسنیک به شکل مولکول های تک اتمی As وجود دارد. در اینجا برخی از خواص مشخص کننده اتم و مولکول آرسنیک آورده شده است:

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1