Die Ordnungszahl des chemischen Elements Arsen ist 33 und sein Vorzeichen ist der Buchstabe As. Zahlreiche Mineralien enthalten Arsen, das auch als reine Elementarkristalle zu finden ist. Es wird oft mit Schwefel und Metallen gesehen. Metalloide enthalten Arsen. Es hat mehrere Allotrope, aber die graue Form mit metallischem Aussehen ist die einzige Form, die für die Industrie wichtig ist.
Arsen wird hauptsächlich in Bleimetallen verwendet. (zum Beispiel in Autobatterien und Munition). Ein typisches Additiv vom n-Typ in elektrischen Halbleitervorrichtungen ist Arsen. Es ist auch Bestandteil des Halbleiter-III-V-Komplexes Galliumarsenid. Pestizide, Holzwerkstoffprodukte, Herbizide und Insektizide werden alle mit Arsen und seinen Nebenprodukten, insbesondere Trioxid, hergestellt.
Diese Verwendungen gehen zurück, da die Toxizität von Arsen und seinen Verbindungen zunehmend verstanden wird.
Einige wenige Mikrobenarten haben die Fähigkeit, respiratorische Stoffwechselprodukte von Arsenverbindungen zu verwerten. Ratten, Hamster, Ziegen, Hühner und möglicherweise andere Arten benötigen Spuren von Arsen in ihrer Ernährung. Es ist nicht bekannt, dass es Teil des Stoffwechsels von Säugetieren ist. Komplexes Leben kann jedoch durch Arsen vergiftet werden, wenn die Mengen zu hoch sind. Millionen Menschen auf der ganzen Welt sind von dem Problem der Arsenbelastung des Grundwassers betroffen.
Nach Angaben der United States Environmental Protection Agency stellt Arsen in all seinen Formen eine erhebliche Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Arsen wurde in der Prioritätsliste gefährlicher Substanzen an Superfund-Standorten, die 2001 von der US-amerikanischen Agentur für Toxic Substances and Disease Registry veröffentlicht wurde, an erster Stelle eingestuft. Eines der Karzinogene der Gruppe A ist Arsen.
Physikalische Eigenschaften des Arsen-Elements
Grau, Gold und Schwarz sind die drei häufigsten Allotrope des Elements Arsen; Grau ist bei weitem am häufigsten. Die Doppelschichtstruktur des grauen Arsens (-As, Raumgruppe R3m Nr. 166) besteht aus zahlreichen ineinandergreifenden, gekräuselten Sechsringen. Graues Arsen hat eine niedrige Mohs-Härte von 3,5 und ist aufgrund der schlechten Bindung zwischen den Schichten spröde.
Drei Atome in derselben Doppelschicht sind etwas näher beieinander als die nächsten drei Atome und bilden einen verzerrten oktaedrischen Komplex zwischen den nächsten und nächsten Nachbarn. 5,73 g/cm bei so strenger Regulierung3 ist eine hohe Dichte. Graues Arsen ist ein Halbmetall, das amorph zu einem Halbleiter mit einer Bandlücke von 1.2-1.4 eV wird. Außerdem ist graues Arsen der widerstandsfähigste Stamm. Gelbes Arsen ist formbar und wachsartig ähnlich wie Tetraphosphor (P4).
Jedes seiner vier Atome ist durch eine Einfachbindung mit jedem der anderen drei Atome verbunden, und beide sind in einer tetraedrischen Struktur angeordnet. Aufgrund seiner molekularen Natur ist dieses labile Allotrop am flüchtigsten, am wenigsten dickflüssig und toxisch.
Arsendampf, As4, wird schnell abgekühlt, um festes Goldarsen zu bilden. Licht wandelt es schnell in farbloses Arsen um. Die Dichte der gelben Sorte beträgt 1,97 g/cm3'Typ. Schwarzer Phosphor und schwarzes Arsen weisen strukturelle Ähnlichkeiten auf. Amorphes Arsen kann in Gegenwart von Quecksilberdämpfen kristallisieren und sich bei einer Temperatur von etwa 100 bis 220 °C absetzen, um schwarzes Arsen zu erzeugen. Es ist spröde und durchscheinend. Außerdem ist schwarzes Arsen ein schlechter Stromträger. Arsen hat bei Normaldruck keinen Schmelzpunkt, da sein Tripelpunkt bei 3,628 MPa (35,81 atm) liegt und sich stattdessen bei 887 K (615 ° C) von einem Feststoff in Dampf umwandelt.
Isotope des Arsen-Elements
Arsen ist eine monoisotopische Substanz und es gibt nur ein stabiles Isotop in der Natur: 75As. Ab 2003 wurden auch mindestens 60 Radioisotope mit Atommassen im Bereich von 92 bis 33 erstellt. Mit einer Halbwertszeit von 80,30 Tagen ist 73As das stabilste davon. Ausgenommen 71 As (t1/2 = 65.30 Stunden), 72 As (t1/2 = 26.0 Stunden), 74 As (t1/2 = 17.77 Tage), 76 As (t1/2 = 1.0942 Tage) und 77 As (t1/2 = 38.83 Stunden) , alle anderen Atome haben Halbwertszeiten von weniger als einem Tag. In einigen Proben neigen Isotope, die leichter als stabiles 75As sind, dazu, durch + Zerfall zu zerfallen, während schwerere Isotope dazu neigen, durch Zerfall zu zerfallen.
Es wurde über mindestens 66 Kernisomere mit Atommassen im Bereich von 84 bis 10 berichtet. Die längste Halbwertszeit des Arsenisomers, 68 mAs, ist auch die sicherste.
Chemie des Elements Arsen
Arsen bildet mit den meisten Nichtmetallen leicht kovalente Moleküle, da es ähnliche Elektronegativitäts- und Ionisierungsenergien wie der leichtere Phosphor hat. Arsen ist in trockener Luft stabil, aber wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt wird, verursacht es einen goldbronzenen Anlauf, der sich schließlich in eine schwarze Oberflächenschicht verwandelt. Wenn Arsen an der Luft erhitzt wird, oxidiert es zu Arsentrioxid; Die entstehenden Dämpfe riechen nach Knoblauch. Dieser Geruch kann wahrgenommen werden, wenn Arsenitminerale wie Arsenopyrit mit einem Hammer geschlagen werden.
Arsentrioxid und Arsenpentoxid haben die gleiche Struktur wie die bekannteren Phosphorverbindungen und entstehen beim Verbrennen in Sauerstoff. Arsenpentafluorid entsteht bei der Verbrennung in Fluor. Beim Erhitzen bei atmosphärischem Druck sublimiert Arsen (und einige seiner Verbindungen) und geht direkt von einem flüssigen Zustand bei 887 K (614 ° C) in ein Gas über. Sein Tripelpunkt liegt bei 1.090 K (820 °C) und 3,63 MPa. Arsen reagiert mit konzentrierter Schwefelsäure, konzentrierter Salpetersäure und schwacher Salpetersäure zu Arsensäure, arseniger Säure und Arsentrioxid, reagiert jedoch nicht mit Wasser, Laugen oder nicht oxidierenden Säuren.
Arsenite entstehen, wenn Arsen mit Metallen reagiert; jedoch zeigen sogar Arsenite der Gruppe 3 intermetallische Eigenschaften, da die Bildung eines Anions, das das As1-Ion enthält, stark endotherm wäre. Arsen ist im Oxidationszustand der +5-Gruppe viel weniger stabil als seine vertikalen Nachbarn Phosphor und Antimon, und infolgedessen sind Arsenpentoxid und Arsensäure starke Oxidationsmittel. Arsen teilt diese Eigenschaft auch mit Germanium, Selen und Brom, die der 3d-Übergangsreihe folgen.
Quelle: Wikipedia
📩 03/04/2023 11:32