Arsengeschichte, Struktur, Eigenschaften, verwendet

Er Arsen Es handelt. Es wird durch das chemische Symbol als dargestellt und hat die Atomzahl 33. Es kann unter drei allotropischen Formen sein: gelb, schwarz und grau; Letzteres ist die einzige mit industrieller Bedeutung.

Graues Arsen ist ein metallisch, zerbrechlich aussehender Feststoff mit einer stählernden und kristallinen Farbe (unteres Bild). Verliert seine Helligkeit, wenn er Lufts bildet, die Arseniosooxid bilden (als₂ENTWEDER₃), die beim Erhitzen einen Knoblauchgeruch ausgibt. Andererseits sind seine Gelb und schwarz viel molekular bzw. amorph.

Metallic Arsenic. Quelle: Hi-Res-Bilder von chemischen Elementen [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Arsen befindet sich in der Erdkruste, die mit zahlreichen Mineralien verbunden ist. Nur ein kleiner Teil befindet sich in einem nativen Zustand, jedoch mit Antimon und Silber verbunden.

Zu den häufigsten Mineralien, in denen Arsen Folgendes ist: Rejalgar (als₄S₄) das Oropiment (als₂S₃), Loellingita (hässlich₂) und die Enargita (cu₃Arsch₄). Arsen wird auch als Kollateralprodukt der Gießerei von Metallen wie Blei, Kupfer, Kobalt und Gold erhalten.

Arsenverbindungen sind giftig, insbesondere Arsina (Asche₃). Arsenic hat jedoch zahlreiche industrielle Anwendungen, darunter auch Legierungen mit Blei, die zur Ausarbeitung von Autobatterien verwendet wird, und der Legierung mit dem Gallium mit mehreren Anwendungen in der Elektronik.

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Geschichte Ihrer Entdeckung

Der "Arsen" -Name stammt aus dem lateinischen Arsenicum und dem griechischen Arsenikon, das sich auf gelbes Oropiment bezieht, das die Hauptform der Verwendung von Arsen durch Alchemisten darstellte.

Arsen, lange bevor er als chemisches Element erkannt wurde, wurde bekannt und in Form seiner Verbindungen verwendet. Zum Beispiel Aristoteles im vierten Jahrhundert.C. Er schrieb über den Sandarache, eine Substanz, die jetzt glaubte, dass es sich um Arsensulfid handelte.

Plinio El Viejo und Pivanio Discorides im 1. Jahrhundert.C., Sie beschrieben das Oropiment, ein Mineral₂S₃. Im elften Jahrhundert wurden drei Arsen von Arsen erkannt: weiß (als₄ENTWEDER₄) Das Gelb (als₂S₃) und rot (als₄S₄).

Arsen als reines Element wurde erstmals von Albertus Magnus (1250) beobachtet. Magnus erhitztes Arsensulfid mit Seife und bemerkt das Erscheinungsbild einer Substanz mit einem charakteristischen Charakter, ähnlich dem grau -gray -Bild des Bildes. Der erste authentische Bericht seiner Isolation wurde jedoch 1649 von Johann Schroeder, einem deutschen Apotheker, veröffentlicht.

Schroeder bereitete das Arsen vor, indem er sein Kohleoxid erhitzte. Anschließend gelang es Nicolas Lémery, es zu erhitzen, indem es eine Mischung aus Arsenoxid, Seife und Kali erhitzte. Im 18. Jahrhundert wurde dieses Element schließlich als Halbzeit anerkannt.

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Arsenstruktur

Arsen ist für Antimon isomorph; Dies ist strukturell identisch und unterscheidet sich nur in der Größe ihrer Atome. Jedes Atom von Arsen bildet drei AS-as kovalente Bindungen, so dass sie auch hexagonale Einheiten stammen₆ "Faltig oder steil", da die Hybridisierung von As Atomen SP ist³.

Dann die Einheiten₆ Sie verbinden, was zu steilen Arsenschichten führt, die schwach miteinander interagieren. Nach ihren intermolekularen Kräften, hauptsächlich abhängig von ihren Atommassen.

Möglicherweise aufgrund der Abstoßungen der Arsenelektronen, den Einheiten, die Einheiten₆ zwischen parallelen Schichten gebildet definiert kein perfektes Oktaeder, sondern verzerrt:

Graue Arsenkristallstruktur. Quelle: Gabriel Bolívar.

Beachten Sie, dass die schwarzen Kugeln die verzerrte Ebene im Raum zwischen zwei steilen Schichten zeichnen. Außerdem gibt es in der Schicht unten bläuliche Kugeln, die neben der schwarzen Kugel das Gerät bilden₆ zu Beginn des Abschnitts erwähnt.

Die Struktur sieht bestellt aus, die Reihen steigen und gehen unter und sind daher kristallin. Sie können jedoch amorph werden, mit gepressten Kugeln unterschiedlicher Arten. Wenn das graue Arsen amorph wird, wird es ein Halbleiter.

Gelbes Arsen

Das gelbe Arsen, das giftigste Alotrop dieses Elements, ist nur ein molekularer Feststoff. Besteht aus als Molekülen₄ Einheiten durch schwache Dispersionskräfte, die sie nicht daran hindern.

Schwarzer Arsen

Schwarzes Arsen ist amorph; Aber nicht wie kann das grau Alotrope sein. Seine Struktur ist der jüngsten leicht ähnlich₆ Sie haben größere Bereiche und unterschiedliche Störungsmuster.

Elektronische Konfiguration

[Ar] 3d¹⁰4s²4p³

Hat alle Orbitale von Level 3 voll. Formularverbindungen unter Verwendung von 4S- und 4p -Orbitalen (sowie 4D) durch verschiedene chemische Hybridisierungen.

Eigenschaften

Molekulargewicht

74.922 g/mol

Physische Beschreibung

Graues Arsen ist eine grau -metallisch aussehende feste und spröde Konsistenz.

Farbe

Drei Allotrete Formen, Gelb (Alpha), Schwarz (Beta) und Grau (Gamma).

Geruch

Toilette

Geschmack

Geschmacklos

Schmelzpunkt

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

Bei normalem Druck hat keinen Fusionspunkt, da er 887 K untermauert.

Dichte

-Grauarsen: 5,73 g/cm³.

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-Gelbes Arsen: 1,97 g/cm³.

Wasserlöslichkeit

Unlöslich

Atomradio

139 Uhr

Atomvolumen

13,1 cm³/mol

Radio kovalent

120 Uhr

Spezifische Wärme

0,328 J/g · mol bei 20 ºC

Verdunstungswärme

32.4 kJ/mol

Elektronegativität

2.18 auf der Paulingskala

Ionisationsenergie

Erste Ionisierungsenergie 946.2 kJ/mol

Oxidationszustände

-3, +3, +5

Stabilität

Das Elementararsen ist in trockener Luft stabil, aber wenn es der feuchten Luft ausgesetzt ist, ist es mit einer gelben Bronzeschicht bedeckt, die zu einer schwarzen Schicht Arsenoxids werden kann (₂ENTWEDER₃).

Zersetzung

Wenn Arsen zur Zersetzung erhitzt wird, gibt es einen weißen Rauch aus AS aus₂ENTWEDER₃. Das Verfahren ist gefährlich, da Arsina auch emittiert werden kann, ein sehr giftiges Gas.

Selbststeuerung

180 ºC

Härte

3.5 auf der MOHS -Härteskala.

Reaktivität

Es wird nicht durch kaltes Schwefelsäure oder konzentrierte Salzsäure angegriffen. Reagiert mit Salpetersäure oder heißer Schwefelsäure, die Arsensäure und Arsensäure bilden.

Wenn das graue Arsen durch Erhitzen verflüchtigt ist und die Dämpfe schnell abgekühlt sind, wird ein gelbes Arsen gebildet. Dies kehrt in die graue Form zurück, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt ist.

Anwendungen

Legierungen

Eine kleine Menge Arsen, die zum Blei hinzugefügt wurden, härtet seine Legierungen genug, um sie in der Auskleidung der Kabel und in der Ausarbeitung von Autobatterien zu verwenden.

Die Zugabe von Arsen zum Messing, einer Legierung von Kupfer und Zink, erhöht seinen Korrosionsbeständigkeit. Andererseits korrigiert oder verringert es den Zinkverlust in der Messing, was zu einer Zunahme seiner Nutzungsdauer führt.

Elektronik

Gereinigtes Arsen wird in der Halbleitertechnologie verwendet, wo es in Verbindung mit Gallisch verwendet wird.

Die GaAs haben ein direktes Bandintervall, das bei der Herstellung von Dioden, Laser und LED verwendet werden kann. Zusätzlich zu Gallium Arseniuro gibt es andere Arseniuros wie indische Arseniuro und Aluminium Arseniuro, die auch II-V-Halbleiter bilden.

Inzwischen ist Cadmium Arseniuro Halbleiter des Typs II-IV. Arsina wurde im Halbleiter -Doping verwendet.

Landwirtschaft und Erhaltung von Holz

Die meisten Anwendungen wurden aufgrund ihrer großen Toxizität und der ihrer Verbindungen verworfen. Das as₂ENTWEDER₃ wurde als Pestizid verwendet, während das Ass₂ENTWEDER₅ Es ist eine Zutat von Herbiziden und Insektiziden.

Arsensäure (h₃ASO₄) und Salze wie Kalzium und Bleiarsenat wurden verwendet, um Böden zu sterilisieren und Schädlinge zu kontrollieren. Dies erzeugt ein Risiko einer Umweltverschmutzung mit Arsen.

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Bleiarseniato wurde bis in die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts als Insektizid in Obstbäumen verwendet. Aufgrund seiner Toxizität wurde es jedoch durch Natriummethylarsenat ersetzt, das seit 2013 aus dem gleichen Grund nicht mehr verwendet wurde.

Medizinisch

Bis zum 20. Jahrhundert wurden mehrere ihrer Verbindungen als Medikamente verwendet. Zum Beispiel wurden Arsfenamina und Neolsalvarsan bei der Behandlung von Syphilis und Triposomiasis verwendet.

Im Jahr 2000 wurde die Verwendung des AS genehmigt₂ENTWEDER₃, Sehr toxische Verbindung bei der Behandlung von akutem promineo-resistentem, der verspricht, Retino-Übersetzungssäure-Säure zu versprechen. Vor kurzem wurde das radioaktive Isotop verwendet ⁷⁴Was den Standort von Tumoren betrifft.

Das Isotop erzeugt gute Bilder, klarer als diejenigen, die mit dem erhalten wurden ¹²⁴Ich, weil Jod zur Schilddrüse gebracht wird und im Signal Rauschen erzeugt.

Andere Verwendungen

Arsen wurde in der Vergangenheit als additiver Futter bei der Herstellung von Geflügel und Schweinen verwendet.

Es wird als Katalysator bei der Herstellung von Ethylenoxid verwendet. Es wird auch in Pyrotechnik und Bräune verwendet. Arsenioso -Oxid wird als Dekern in der Glasherstellung verwendet.

Wo befindet es sich?

Arsen ist in kleinen Mengen in einem Grundzustand mit einem hohen Grad an Reinheit zu finden. Es ist in zahlreichen Verbindungen vorhanden, wie zum Beispiel: Sulfide, Arsenuros und Sulfarseniuros.

Es kommt auch in mehreren Mineralien vor, darunter: Arsenopyrit (FESAs), Loellingita (hässlich₂), die Enargita (cu₃Arsch₄) das Oropiment (als₂S₃) Und Rejalgar (als₄S₄).

Wie wird es erhalten??

Arsenopirita ist in Abwesenheit von Luft auf 650-700 ºC erhitzt. Arsen verdampft und lässt Eisensulfid (FES) als Rückstand. Während dieses Prozesses bindet Arsen an Sauerstoff zu bilden₄ENTWEDER₆, bekannt als "weißes Arsen".

Das as₄ENTWEDER₆ Es wird modifiziert, um das AS zu bilden₂ENTWEDER₃, deren Dämpfe in einer Reihe von Ziegelkameras gesammelt und kondensiert werden, wodurch das Arsen durch Sublimation reinigt wird.

Der größte Teil des Arsen wird durch Reduzieren des Kohlenstoffs des Staubes erzeugt₂ENTWEDER₃.

Verweise

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