Арсеник нь азотын бүлгийн химийн элемент (үелэх системийн 15-р бүлэг). Энэ бол ромбоэдр талст тортой, металл гялалзсан хэврэг бодис (α-мышьяк) саарал өнгөтэй. 600°С хүртэл халаахад As sublimates. Уурыг хөргөхөд шинэ өөрчлөлт гарч ирнэ - шар хүнцэл. 270°C-ээс дээш температурт бүх As хэлбэр нь хар хүнцэл болж хувирдаг.
Нээлтийн түүх
Арсеник нь химийн элемент болохыг хүлээн зөвшөөрөхөөс өмнө мэдэгдэж байсан. IV зуунд. МЭӨ д. Аристотель сандарак хэмээх бодисыг дурдсан бөгөөд одоо үүнийг реалгар буюу хүнцлийн сульфид гэж үздэг. Мөн МЭ 1-р зуунд. д. зохиолч Плиний Ахлагч, Педаниус Диоскорид нар орпиментийг дүрсэлсэн байдаг - будаг As2S3. XI зуунд. n. д. "Арсеник"-ийн гурван сортыг ялгасан: цагаан (As4O6), шар (As2 S 3) болон улаан (4S4). Элементийг өөрөө анх 13-р зуунд Их Альберт тусгаарласан байж магадгүй бөгөөд хүнцэл, өөр нэр As2S3 үед метал төст бодис гарч ирснийг тэмдэглэжээ. , савангаар халаасан. Гэхдээ энэ байгалийн эрдэмтэн цэвэр хүнцэл авсан гэдэгт итгэлтэй биш байна. Цэвэр химийн элементийг тусгаарлах анхны жинхэнэ нотолгоо1649 он. Германы эм зүйч Иоганн Шрөдер хүнцлийн ислийг нүүрсний дэргэд халааж гаргаж авсан. Хожим нь Францын эмч, химич Николас Лемери энэхүү химийн элементийн исэл, саван, калийн хольцыг халааж, үүссэнийг ажиглажээ. 18-р зууны эхэн үед хүнцэл аль хэдийн өвөрмөц хагас металл гэдгээрээ алдартай байсан.
Тархалт
Дэлхийн царцдас дахь хүнцлийн агууламж бага бөгөөд 1.5 ppm байна. Энэ нь хөрс, эрдэс бодист тохиолддог бөгөөд салхи, усны элэгдлээр агаар, ус, хөрсөнд тархдаг. Үүнээс гадна элемент нь бусад эх үүсвэрээс агаар мандалд ордог. Галт уулын дэлбэрэлтийн үр дүнд жилд 3 мянга орчим тонн хүнцэл агаарт цацагдаж, бичил биетүүд жилд 20 мянган тонн дэгдэмхий метиларсин үүсгэж, чулуужсан түлшийг шатаасны улмаас мөн хугацаанд 80 мянган тонн ялгардаг..
Ас нь үхлийн аюултай хор хэдий ч зарим амьтад, магадгүй хүний хоол тэжээлийн чухал хэсэг боловч шаардлагатай тун нь өдөрт 0.01 мг-аас хэтрэхгүй.
Арсеник нь усанд уусдаг эсвэл дэгдэмхий төлөвт шилжихэд маш хэцүү байдаг. Энэ нь нэлээд хөдөлгөөнтэй байдаг нь аль ч газарт их хэмжээний бодисын агууламж гарч ирэх боломжгүй гэсэн үг юм. Энэ нь нэг талаар сайн ч нөгөө талаар тархалт нь хялбар байгаа нь хүнцлийн бохирдол улам бүр нэмэгдсээр байгаа шалтгаан болж байна. Хүний үйл ажиллагааны улмаас гол төлөв уул уурхай, хайлуулах замаар ердийн хөдөлгөөнгүй химийн элемент шилжин суурьшдаг бөгөөд одоо үүнийг зөвхөн газар нутгаас олж болно.түүний байгалийн концентраци.
Дэлхийн царцдас дахь хүнцлийн хэмжээ тонн тутамд 5 гр орчим байдаг. Сансарт түүний концентрацийг нэг сая цахиурын атом тутамд 4 атом гэж тооцдог. Энэ элемент нь өргөн тархсан. Төрөлх мужид багахан хэмжээгээр байдаг. Дүрмээр бол 90-98% цэвэршилттэй хүнцлийн формацууд нь сурьма, мөнгө зэрэг металлуудтай хамт олддог. Гэсэн хэдий ч түүний ихэнх хэсэг нь сульфид, арсенид, сульфоарсенид, арсенит зэрэг 150 гаруй төрлийн ашигт малтмалын найрлагад багтдаг. Арсенопирит FeAsS нь хамгийн түгээмэл As- агуулсан эрдсийн нэг юм. Бусад түгээмэл хүнцлийн нэгдлүүд нь реалгарын эрдэс As4S4, orpiment As2S 3, леллингит FeAs2 болон enargite Cu3AsS4. Мөн хүнцлийн исэл түгээмэл байдаг. Энэ бодисын ихэнх нь зэс, хар тугалга, кобальт, алтны хүдэр хайлуулах дайвар бүтээгдэхүүн юм.
Байгальд хүнцлийн ганц тогтвортой изотоп байдаг - 75As. Хиймэл цацраг идэвхт изотопуудаас 76Хагас задралын хугацаа 26.4 цаг байдаг тул хүнцэл-72, -74, -76-г эмнэлгийн оношлогоонд ашигладаг.
Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл, хэрэглээ
Арсенопиритийг агааргүйгээр 650-700°С хүртэл халааж металл хүнцэл гаргаж авдаг. Хэрэв арсенопирит болон бусад металлын хүдрийг хүчилтөрөгчөөр халаавал As нь түүнтэй амархан нийлж, амархан сублиматын As4O6 үүсгэдэг. "цагаан" гэх мэтхүнцэл". Оксидын уурыг цуглуулж, нягтруулж, дараа нь дахин шингээх замаар цэвэршүүлдэг. Ихэнх As-ыг цагаан хүнцэлээс нүүрстөрөгчийг ангижруулах замаар гаргаж авдаг.
Дэлхийн металл хүнцлийн хэрэглээ харьцангуй бага буюу жилд хэдхэн зуун тонн. Хэрэглээний ихэнхийг Шведээс авдаг. Металлоид шинж чанартай тул металлургийн салбарт ашигладаг. Ойролцоогоор 1% хүнцэл нь хайлсан дуслын бөөрөнхий байдлыг сайжруулдаг тул хар тугалга үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хар тугалга дээр суурилсан холхивчийн хайлшийн шинж чанар нь ойролцоогоор 3% хүнцэл агуулсан үед дулааны болон механик шинж чанараараа сайжирдаг. Хар тугалганы хайлшанд бага хэмжээний химийн элемент агуулагдаж байгаа нь тэдгээрийг батерей болон кабелийн хуягт ашиглахад хатуу болгодог. Хүнцлийн жижиг хольцууд нь зэс, гуулин зэврэлтэнд тэсвэртэй, дулааны шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг. Цэвэр хэлбэрээрээ химийн элементийн As нь хүрэл бүрэх, пиротехникийн хэрэгсэлд ашиглагддаг. Өндөр цэвэршүүлсэн хүнцэл нь хагас дамжуулагчийн технологид ашиглагддаг бөгөөд үүнийг цахиур, германий хамт, мөн диод, лазер, транзисторуудад галлийн арсенид (GaAs) хэлбэрээр ашигладаг.
Холболтууд
Хүнцлийн валент нь 3 ба 5 бөгөөд -3-аас +5 хүртэл исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг тул элемент нь янз бүрийн төрлийн нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг. Арилжааны хувьд хамгийн чухал нь исэлүүд бөгөөд гол хэлбэр нь As4O6 ба2O5. Цагаан хүнцэл гэж нэрлэгддэг хүнцлийн исэл нь зэс, хар тугалга болон бусад зарим металлын хүдэр, түүнчлэн арсенопирит, сульфидын хүдрийг шатаасан дайвар бүтээгдэхүүн юм. Энэ нь бусад ихэнх нэгдлүүдийн эхлэлийн материал юм. Үүнээс гадна пестицид, шилний үйлдвэрлэлд цайруулах бодис, арьс ширний хамгаалалтын бодис болгон ашигладаг. Арсеник пентоксид нь цагаан хүнцэл дээр исэлдүүлэгч бодис (жишээлбэл, азотын хүчил) үйлчилснээр үүсдэг. Энэ нь шавьж устгах бодис, гербицид, металл цавууны үндсэн найрлага юм.
Арсин (AsH3) нь хүнцэл, устөрөгчөөс тогтсон өнгөгүй хорт хий нь мэдэгдэж байгаа өөр нэг бодис юм. Хүнцлийн устөрөгч гэж нэрлэгддэг бодисыг металын арсенидын гидролиз, хүчлийн уусмал дахь хүнцлийн нэгдлээс металыг ангижруулах замаар гаргаж авдаг. Энэ нь хагас дамжуулагч бодис болон цэргийн хорт хий болгон ашиглахыг олж мэдсэн. Хөдөө аж ахуйд хүнцлийн хүчил (H3AsO4), хар тугалгын арсенат (PbHAsO44 4 ) болон кальцийн арсенат [Ca3(AsO4)2
], эдгээр нь хөрс болон хортон шавьжийг ариутгахад ашигладаг.
Арсеник нь олон тооны органик нэгдлүүдийг үүсгэдэг химийн элемент юм. HowOne (CH3)2Хэрэглээ(CH3)2 Жишээлбэл, нь өргөн хэрэглэгддэг чийгшүүлэгч (хатаах) - какодил хүчил бэлтгэхэд хэрэглэгддэг. Элементийн нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийг зарим өвчний эмчилгээнд хэрэглэдэг, жишээлбэл, амебын цусан суулга,бичил биетнээс үүдэлтэй.
Физик шинж чанар
Физик шинж чанараараа хүнцэл гэж юу вэ? Хамгийн тогтвортой төлөвт энэ нь дулаан, цахилгаан дамжуулалт багатай, хэврэг, ган саарал өнгөтэй хатуу юм. Хэдийгээр As-ийн зарим хэлбэр нь метал шиг боловч түүнийг металл бус гэж ангилах нь хүнцлийн илүү нарийвчлалтай шинж чанар юм. Бусад төрлийн хүнцэл байдаг ч сайн судлагдаагүй, ялангуяа цагаан фосфортой төстэй As4 молекулуудаас тогтсон шаргал хувирамтгай хэлбэр нь P4. Арсеник нь 613 °C-т сублимацияж, 800 °C хүртэл задрахгүй As4 молекулууд шиг уур хэлбэрээр оршдог. As2 молекулуудад бүрэн диссоциаци 1700 °C-т явагдана.
Атомын бүтэц, холбоо үүсгэх чадвар
Арсеникийн электрон томъёо нь 1s22s22p63s23p63d104s24p 3 - нь гаднах бүрхүүлдээ таван электронтой гэдгээрээ азот, фосфортой төстэй боловч эцсийн өмнөх бүрхүүлд хоёр, найман электрон биш 18 электронтой гэдгээрээ тэднээс ялгаатай. Таван 3d орбиталыг дүүргэх явцад цөмд 10 эерэг цэнэг нэмэх нь электрон үүлний ерөнхий бууралт, элементүүдийн электрон сөрөг чанарыг нэмэгдүүлдэг. Тогтмол систем дэх хүнцлийг энэ хэв маягийг тодорхой харуулсан бусад бүлгүүдтэй харьцуулж болно. Жишээлбэл, цайр гэж ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрдөгмагнигаас илүү электрон сөрөг, хөнгөн цагаанаас галлиас илүү. Гэсэн хэдий ч дараагийн бүлгүүдэд энэ ялгаа багасч, олон тооны химийн нотолгоог үл харгалзан германи нь цахиураас илүү цахилгаан сөрөг нөлөөтэй гэдэгтэй санал нийлэхгүй байна. Фосфороос хүнцэл рүү 8-аас 18 элементтэй бүрхүүл рүү ижил төстэй шилжилт нь цахилгаан сөрөг чанарыг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч энэ нь маргаантай хэвээр байна.
As ба P-ийн гаднах бүрхүүлийн ижил төстэй байдал нь нэмэлт холбоогүй электрон хосын дэргэд атом бүрт 3 ковалент холбоо үүсгэж болохыг харуулж байна. Тиймээс исэлдэлтийн төлөв нь харьцангуй харилцан цахилгаан сөрөг байдлаас хамааран +3 эсвэл -3 байх ёстой. Хүнцлийн бүтэц нь мөн гаднах d-орбиталыг ашиглан октетийг өргөтгөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь элементэд 5 холбоо үүсгэх боломжийг олгодог. Энэ нь зөвхөн фтортой урвалд ордог. As атом дахь нийлмэл нэгдлүүдийг (электрон хандивлах замаар) үүсгэх чөлөөт электрон хос байгаа нь фосфор, азотоос хамаагүй бага тод илэрдэг.
Арсеник нь хуурай агаарт тогтвортой, харин нойтон агаарт хар ислээр бүрхэгдэнэ. Түүний уур амархан шатаж, As2O3 үүсгэдэг. Чөлөөт хүнцэл гэж юу вэ? Энэ нь ус, шүлт, исэлддэггүй хүчилд бараг нөлөөлдөггүй, харин азотын хүчлээр исэлдэж +5 хүртэл төлөвт ордог. Галоген, хүхэр хүнцэлтэй урвалд орж, олон металлууд арсенид үүсгэдэг.
Аналитик хими
Хүнцэл гэдэг бодисыг чанарын хувьд 25%-ийн нөлөөгөөр тунадасждаг шар өнгийн орпимент хэлбэрээр илрүүлэх боломжтой.давсны хүчлийн уусмал. As-ийн ул мөрийг ерөнхийдөө арсин болгон хувиргах замаар тодорхойлдог бөгөөд үүнийг Марш тест ашиглан илрүүлдэг. Арсин нь дулаанаар задарч, нарийн хоолойн дотор хар хүнцлийн толь үүсгэдэг. Gutzeit аргын дагуу арсины нөлөөн дор мөнгөн усны хлорид шингээсэн датчик мөнгөн ус ялгарснаар харанхуйлдаг.
Арсеникийн хор судлалын шинж чанар
Элемент болон түүний деривативуудын хоруу чанар нь маш хортой арсин ба түүний органик деривативаас эхлээд харьцангуй идэвхгүй As хүртэл өргөн хүрээний хэлбэлзэлтэй байдаг. Түүний органик нэгдлүүдийг химийн дайны бодис (люзит), цэврүүтэх бодис болон дефолиант (5%-ийн какодил хүчил ба түүний натрийн давсны 26%-ийн усан хольц дээр үндэслэсэн Blue Agent) ашигласан нь хүнцэл гэж юу болохыг бидэнд хэлж өгдөг.
Ерөнхийдөө энэ химийн элементийн дериватив нь арьсыг цочроож арьсны үрэвсэл үүсгэдэг. Хүнцэл агуулсан тоосноос амьсгалах замаар хамгаалахыг зөвлөж байна, гэхдээ ихэнх хордлого нь түүнийг залгих үед тохиолддог. Найман цагийн ажлын өдөрт тоосонд агуулагдах As-ийн зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 0.5 мг/м3 байна. Арсины хувьд тунг 0.05 ppm хүртэл бууруулдаг. Энэхүү химийн элементийн нэгдлүүдийг гербицид, пестицид болгон ашиглахаас гадна хүнцэлийг эм зүйд ашигласнаар тэмбүүгийн эсрэг анхны амжилттай эм болох салварсаныг гаргаж авах боломжтой болсон.
Эрүүл мэндэд үзүүлэх нөлөө
Арсеник бол хамгийн хортой элементүүдийн нэг юм. Тухайн химийн бодисын органик бус нэгдлүүдБодис нь байгалиасаа бага хэмжээгээр үүсдэг. Хүн хүнцэлд хоол хүнс, ус, агаараар хордож болно. Бохирдсон хөрс, устай арьсанд хүрэх үед ч өртөж болно.
Хүнсэнд агуулагдах хүнцлийн агууламж маш бага. Гэсэн хэдий ч загас, далайн хоол нь амьдардаг уснаасаа химийн бодисыг шингээдэг тул тэдгээрийн агууламж маш өндөр байж болно. Загасанд агуулагдах органик бус хүнцэл их хэмжээгээр хүний эрүүл мэндэд эрсдэлтэй.
Бодистой ажилладаг хүмүүс, түүгээр боловсруулсан модоор барьсан байшин, урьд нь пестицид хэрэглэж байсан газар тариалангийн талбайд амьдардаг хүмүүс мөн бодист өртдөг.
Органик бус хүнцэл нь хүний эрүүл мэндэд янз бүрийн сөрөг нөлөө үзүүлдэг, тухайлбал ходоод, гэдэсний цочрол, цусны улаан болон цагаан эсийн үйлдвэрлэл буурах, арьсны өөрчлөлт, уушгины цочрол зэрэгт хүргэдэг. Энэ бодисыг их хэмжээгээр хэрэглэх нь хорт хавдар, ялангуяа арьс, уушиг, элэг, тунгалгийн булчирхайн хорт хавдар тусах магадлалыг нэмэгдүүлдэг гэж үздэг.
Органик бус хүнцлийн маш өндөр концентраци нь эмэгтэйчүүдэд үргүйдэл, зулбах, арьсны дерматит, халдварын эсэргүүцлийг бууруулж, зүрхний өвчин, тархины гэмтэл үүсгэдэг. Үүнээс гадна энэ химийн элемент нь ДНХ-г гэмтээж болно.
Цагаан хүнцлийн үхлийн тун нь 100 мг.
Элементийн органик нэгдлүүд нь хорт хавдар үүсгэдэггүй, генетикийн кодыг гэмтээхгүй ч өндөр тунгаар хэрэглэх ньмэдрэлийн эмгэг, хэвлийгээр өвдөх зэрэг хүний эрүүл мэндэд хор хөнөөл учруулах.
Properties As
Арсеникийн үндсэн химийн болон физик шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна:
- Атомын дугаар - 33.
- Атомын жин 74.9216.
- Саарал хөгц хайлах цэг нь 36 атмосферийн даралтад 814 °C байна.
- Саарал нягтрал 5.73г/см3 14°C-т.
- Шар хөгцний нягтрал 2.03 г/см3 18°C.
- Арсеникийн электрон томъёо нь 1s22s22p63s23p63d104s24p 3 .
- Исэлдүүлэх төлөв – -3, +3, +5.
- Арсеникийн валент нь 3, 5.
