Arsen historie, struktur, egenskaper, bruker

Han arsenikk Det er en semimetal eller metalloid som tilhører gruppe 15 eller går fra det periodiske bordet. Det er representert av det kjemiske symbolet som, og har atomnummeret 33. Det kan være under tre allotropiske former: gul, svart og grå; Sistnevnte er den eneste med industriell betydning.

Gray Arsen er et metallisk, skjørt -seende faststoff, med en steely og krystallinsk farge (nedre bilde). Mister lysstyrken når den blir utsatt for luftdannende arseniosoksid (som som₂ENTEN₃), som når oppvarmet avgir en lukt av hvitløk. På den annen side er dens gule og svarte alotrochos henholdsvis molekylære og amorfe.

Metallisk arsen. Kilde: Hi-res Images ofchemical Elements [CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0)]

Arsen ligger i jordskorpen assosiert med mange mineraler. Bare en liten andel er i en innfødt tilstand, men assosiert med antimon og sølv.

Blant de vanligste mineralene som arsen er følgende, er: Rejalgar (som som₄S₄), orpimentet (som som₂S₃), Loellingita (stygg₂) og Enargita (Cu₃Ass₄). Arsen oppnås også som et sikkerhetsprodukt av støperiet av metaller som bly, kobber, kobolt og gull.

Arsenforbindelser er giftige, spesielt Arsina (aske₃). Arsen har imidlertid mange industrielle applikasjoner, inkludert legering med bly, brukt i utdyping av bilbatterier, og legeringen med gallium med flere bruksområder i elektronikk.

[TOC]

Historien om oppdagelsen din

Navnet 'arsen' kommer fra det latinske arsenicum og den greske arsenikon, og refererer til gul oropiment, som utgjorde hovedformen for bruk av arsen av alkymister.

Arsen lenge før det ble gjenkjent som et kjemisk element, ble kjent og brukt i form av dets forbindelser. For eksempel Aristoteles i det fjerde århundre.C. Han skrev om Sandarache, et stoff som nå antas at det var arsen sulfid.

Plinio El Viejo og Pivanio Discorides, på 1. århundre.C., De beskrev orpimentet, et mineral som består av₂S₃. I det ellevte århundre ble tre arsenarter gjenkjent: hvitt (som som₄ENTEN₄), Den gule (som som₂S₃) og rødt (som₄S₄).

Arsen som et rent element ble observert for første gang av Albertus Magnus (1250). Magnus oppvarmet arsen sulfid med såpe, mer. Imidlertid ble den første autentiske rapporten om isolasjonen publisert i 1649 av Johann Schroeder, en tysk farmasøyt.

Schroeder tilberedte arsen ved å varme opp kulloksydet. Deretter klarte Nicolas Lémery å varme den opp ved å varme opp en blanding av arsenoksid, såpe og potash. På 1700 -tallet ble dette elementet endelig anerkjent som en semimetal.

Det kan tjene deg: Ingen elektrolytter: Kjennetegn og eksempler

Arsen struktur

Arsen er isomorf for antimon; Dette er strukturelt de er identiske, bare forskjellige i størrelsen på atomene sine. Hvert atom av arsen danner tre som kovalente bindinger, på en slik måte at de også stammer fra sekskantede enheter₆ "Rynket eller bratt", siden hybridiseringen av AS -atomer er SP³.

Så enhetene₆ De kobler seg til bratte arsenlag, som samhandler svakt med hverandre. Etter deres intermolekylære krefter, hovedsakelig avhengig av atommassene deres, gir de grå arsen rhomneniske krystaller det faste stoffet en skjør og sprø tekstur.

Muligens på grunn av frastøttene til de arseniske elektronene, enhetene₆ Dannet mellom parallelle lag definerer ikke en perfekt oktaedron, men forvrengt:

Grå arsen krystallinsk struktur. Kilde: Gabriel Bolívar.

Merk at de svarte kulene trekker det forvrengte planet i rommet mellom to bratte lag. I laget nedenfor er det også blålige kuler som ved siden av den svarte sfæren utgjør enheten₆ nevnt i begynnelsen av seksjonen.

Strukturen ser bestilt ut, radene stiger og går ned, og er derfor krystallinsk. Imidlertid kan du bli amorf, med klemmede sfærer på forskjellige måter. Når gråaktig arsen blir amorf, blir det en halvleder.

Gul arsen

Den gule arsen, den mest giftige alotropiske av dette elementet, er et bare molekylært faststoff. Består av som molekyler₄ enheter ved svake spredningskrefter, som ikke forhindrer dem i å flyktige.

Svart arsen

Svart arsen er amorf; Men ikke hvordan kan den gråaktig alotrope være. Strukturen er litt lik den nylige₆ De har større områder og forskjellige lidelsesmønstre.

Elektronisk konfigurasjon

[AR] 3D¹⁰4s²4p³

Har alle orbitaler på nivå 3 fulle. Formkoblinger ved bruk av 4S og 4P orbitaler (samt 4D) av forskjellige kjemiske hybridiseringer.

Egenskaper

Molekylær vekt

74.922 g/mol

Fysisk beskrivelse

Gray Arsen er et gråaktig metallisk utseende solid og sprø konsistens.

Farge

Tre allotropiske former, gul (alfa), svart (beta) og grå (gamma).

Lukt

Toalett

Smak

Smakløs

Smeltepunkt

1.090 K på 35,8 atm (Triple Arsenic Point).

Ved normalt trykk har ikke noe fusjonspunkt, siden det sublimerer 887 K.

Tetthet

-Grå arsen: 5,73 g/cm³.

Det kan tjene deg: karbonylgruppe: egenskaper, egenskaper, nomenklatur, reaktivitet

-Gul arsen: 1,97 g/cm³.

Vannløselighet

Uoppløselig

Atomisk radio

139

Atomisk volum

13,1 cm³/mol

Radiokovalent

120 pm

Spesifikk varme

0,328 J/g · mol ved 20 ºC

Fordampningsvarme

32,4 kJ/mol

Elektronegativitet

2,18 på Pauling -skalaen

Ioniseringsenergi

Første ioniseringsenergi 946,2 kJ/mol

Oksidasjonsstater

-3, +3, +5

Stabilitet

Elementær arsen er stabil i tørr luft, men når den blir utsatt for den fuktige luften, er den dekket med et gulbronselag som kan bli et svart lag med arsenoksid (₂ENTEN₃).

Nedbrytning

Når arsen blir oppvarmet til nedbrytning, avgir den en hvit røyk fra AS₂ENTEN₃. Prosedyren er farlig fordi Arsina også kan sendes ut, en veldig giftig gass.

Selvretning

180 ºC

Hardhet

3.5 On Mohs Hardness Scale.

Reaktivitet

Det blir ikke angrepet av kald svovelsyre eller konsentrert saltsyre. Reagerer med salpetersyre eller varm svovelsyre, danner arsenesyre og arseninsyre.

Når grå arsen er flyktig ved oppvarming, og damper raskt avkjøles, dannes en gul arsen. Dette går tilbake til den gråaktige formen, når den blir utsatt for ultrafiolett lys.

applikasjoner

Legeringer

En liten mengde arsen lagt til for å bly, herder legeringene nok til å bruke dem i slimhinnen på kablene, og i utdypingen av bilbatterier.

Tilsetning av arsen til messingen, en legering av kobber og sink, øker dens motstand mot korrosjon. På den annen side korrigerer eller reduserer tapet av sink i messingen, noe som forårsaker en økning i dens levetid.

Elektronikk

Renset arsen brukes i halvledeteknologi der den brukes i forbindelse med gallisk.

GAA -ene har et direkte båndintervall, som kan brukes i fremstilling av dioder, laser og LED. I tillegg til Gallium Arseniuro er det andre Arseniuros, som indiske Arseniuro og aluminium Arseniuro, som også utgjør II-V-halvledere.

I mellomtiden er Cadmium Arseniuro en halvleder av Type II-IV. Arsina har blitt brukt i halvlederdoping.

Landbruk og bevaring av tre

De fleste bruksområder har blitt kastet på grunn av deres store toksisitet og forbindelsene deres. AS₂ENTEN₃ har blitt brukt som plantevernmiddel, mens esset₂ENTEN₅ Det er en ingrediens i ugressmidler og insektmidler.

Arseninsyre (h₃Aso₄) og salter som kalsium og blyarsenat, har blitt brukt til å sterilisere jordsmonn og kontrollere skadedyr. Dette genererer en risiko for miljøforurensning med arsen.

Kan tjene deg: flytende elementer: hva er og eksempler

Bly Arseniato ble brukt som et insektmiddel i frukttrær, frem til første halvdel av det tjuende århundre. Men på grunn av dens toksisitet ble det erstattet av natriummetylarsenat, som sluttet å bli brukt av samme grunn siden 2013.

Medisin

Inntil det tjuende århundre ble flere av forbindelsene deres brukt som medisiner. Arsfenamina og Neolsalvarsan ble for eksempel brukt i behandlingen av syfilis og triposomiasis.

I 2000 ble bruken av AS godkjent₂ENTEN₃, Veldig giftig forbindelse, i behandlingen av akutt promineo-resistent lovende å retino-trans syresyre. Nylig ble den radioaktive isotopen brukt ⁷⁴Når det gjelder plasseringen av svulster.

Isotopen produserer gode bilder, tydeligere enn de som er oppnådd med ¹²⁴Jeg, fordi jod blir ført til skjoldbruskkjertelen og produserer støy i signalet.

Andre bruksområder

Arsen ble brukt i fortiden som en additiv fôr i produksjonen av fjærkre og griser.

Det brukes som en katalysator i produksjon av etylenoksyd. Det brukes også i pyroteknikk og brunfarge. Arsenioso -oksid brukes som en avfarge i glassproduksjon.

Hvor befinner det seg?

Arsen finner du i små mengder i en elementær tilstand, med høy grad av renhet. Det er til stede i mange forbindelser, for eksempel: sulfider, arsenuros og sulfareniuros.

Det finnes også i flere mineraler, inkludert: Arsenopyrite (Fesas), Loellingita (stygg₂), Enargita (Cu₃Ass₄), orpimentet (som som₂S₃) Og Rejalgar (som₄S₄).

Hvordan oppnås det?

Arsenopirita varmes opp til 650-700 ºC, i fravær av luft. Arsen fordamper, og etterlater jernsulfid (FES) som rest. Under denne prosessen binder arsen seg til oksygen for å danne₄ENTEN₆, kjent som "White Arsen".

AS₄ENTEN₆ Det er modifisert for å danne AS₂ENTEN₃, hvis damper blir samlet og kondensert i et sett med mursteinkameraer, rensende arsen ved sublimering.

Det meste av arsen produseres ved å redusere karbonet i støvet som er dannet fra₂ENTEN₃.

Referanser

1. Stephen r. Marsden. (23. april 2019). Kjemi av arsen. Kjemi librettexts. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
2. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (3. desember 2018). Interessante fakta om arsen. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
3. Wikipedia. (2019). Arsenikk. Hentet fra: i.Wikipedia.org
4. Dr. Deig Stewart. (2019). Arsen elementfakta. Chemicool. Gjenopprettet fra: Chemicool.com
5. Royal Society of Chemistry. (2019). Arsenikk. Gjenopprettet fra: RSC.Eller
6. Redaktørene av Enyclopaedia Britannica. (3. mai 2019). Arsenikk. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: Britannica.com