Мышьяк – азот тобунун химиялык элементи (мезгилдик системанын 15-топу). Бул ромбоэдрдик кристалл торчолуу металл жалтылдаган морт зат (α-мышьяк) боз. 600°Сге чейин ысытылганда, сублиматтар катары. Бууну муздатканда жаңы модификация пайда болот - сары мышьяк. 270°Cден жогору бардык As формалары кара мышьякка айланат.
Ачылуулар таржымалы
Мышьяк химиялык элемент катары таанылганга чейин эле белгилүү болгон. IV кылымда. BC д. Аристотель азыр реалгар же мышьяк сульфиди деп эсептелген сандарак деген затты айткан. Ал эми 1-кылымда А. д. жазуучулар Плиний Элдер жана Педаниус Диоскорид орпиментти - боёк As2S3 сүрөттөгөн. XI кылымда. п. д. "мышьяктын" үч түрү айырмаланган: ак (As4O6), сары (As2 S 3) жана кызыл (As4S4). Элементтин өзү, кыязы, биринчи жолу 13-кылымда Улуу Альберт тарабынан бөлүнүп чыккан, ал мышьяк болгондо металлга окшош заттын пайда болгонун белгилеген, башка аталыш As2S3 , самын менен жылытылган. Бирок бул табият таануучу таза мышьяк алганына эч кандай ишеним жок. Таза химиялык элементтин изоляциясынын биринчи чыныгы далили1649-ж. Немис фармацевт Иоганн Шрөдер мышьяктын оксидин көмүрдүн катышуусунда ысытуу аркылуу даярдаган. Кийинчерээк француз дарыгери жана химиги Николас Лемери бул химиялык элементтин оксиди, самын жана калий аралашмасын ысытуу аркылуу пайда болгонун байкаган. 18-кылымдын башында мышьяк уникалдуу жарым металл катары белгилүү болгон.
Таралуусу
Жер кыртышында мышьяктын концентрациясы төмөн жана 1,5 промиллеге жетет. Ал топуракта жана минералдарда кездешет жана шамал жана суу эрозиясы аркылуу абага, сууга жана топуракка таралышы мүмкүн. Мындан тышкары, элемент атмосферага башка булактардан кирет. Жанар тоонун атылышынын натыйжасында жылына 3 миң тоннага жакын мышьяк абага, микроорганизмдер жылына 20 миң тонна учуучу метиларзинди түзүшөт, ошол эле мезгилдин ичинде казылып алынган отундарды күйгүзүүнүн натыйжасында 80 миң тонна бөлүнүп чыгат..
Ас өлүмгө алып келүүчү уулуу болгонуна карабастан, ал кээ бир жаныбарлардын жана мүмкүн адамдардын рационунун маанилүү бөлүгү болуп саналат, бирок талап кылынган доза суткасына 0,01 мг ашпаса да.
Мышьякты сууда эрүүчү же учуучу абалга айландыруу өтө кыйын. Анын бир топ мобилдүү болгондугу заттын чоң концентрациялары бир жерде пайда болушу мүмкүн эмес дегенди билдирет. Бул бир жагынан жакшы, бирок экинчи жагынан мышьяктын булганышы көбөйүп бараткан көйгөйгө айланып баратканына анын жайылышынын жеңилдиги себеп болууда. Адамдын иш-аракетинен улам, негизинен тоо-кен жана эритүүдө, кадимки кыймылсыз химиялык элемент миграцияланып, азыр ал жерлерде гана эмес, кездешет.анын табигый концентрациясы.
Жер кыртышындагы мышьяктын көлөмү тоннасына 5 г түзөт. Космосто анын концентрациясы миллион кремний атомуна 4 атомду түзөт. Бул элемент кеңири таралган. Туулган мамлекетте аз өлчөмдө бар. Эреже катары, мышьяктын тазалыгы 90–98% түзүлүшү сурьма жана күмүш сыяктуу металлдар менен бирге кездешет. Бирок анын көпчүлүк бөлүгү 150дөн ашык түрдүү минералдардын – сульфиддердин, арсениддердин, сульфоарсениддердин жана арсениттердин курамына кирет. Арсенопирит FeAsS кеңири таралган As-баруучу минералдардын бири. Башка кеңири таралган мышьяк кошулмалары реалгар минералдары As4S4, orpiment As2S 3, lellingite FeAs2 жана enargite Cu3AsS4. Мышьяк оксиди да кеңири таралган. Бул заттын көбү жез, коргошун, кобальт жана алтын кендерин эритүүнүн кошумча продуктусу.
Жаратылышта мышьяктын бир гана туруктуу изотопу бар - 75As. Жасалма радиоактивдүү изотоптордун ичинен 76Жарым ажыроо мезгили 26,4 саат болгон сыяктуу өзгөчөлөнүп турат. Мышьяк-72, -74 жана -76 медициналык диагностикада колдонулат.
Өнөр жай өндүрүшү жана колдонуу
Металл мышьяк арсенопиритти абасыз 650-700°С чейин ысытуудан алынат. Эгерде арсенопирит жана башка металл рудалары кычкылтек менен ысытылган болсо, анда As аны менен оңой кошулуп, жеңил сублимацияланган As4O6, ошондой эле белгилүү сыяктуу "акмышьяк". Оксид буусу чогултулуп, конденсацияланат, андан кийин кайра сублимация жолу менен тазаланат. Көпчүлүгү Ак мышьяктан көмүртекти калыбына келтирүү жолу менен алынат.
Металлдык мышьяктын дүйнөлүк керектөөсү салыштырмалуу аз - жылына бир нече жүз гана тонна. Керектөөнүн көбү Швециядан келет. Металлоиддик касиетинен улам металлургияда колдонулат. Коргошунду өндүрүүдө болжол менен 1% мышьяк колдонулат, анткени ал эриген тамчынын тегеректигин жакшыртат. Курамында мышьяк 3%ке жакын болгондо коргошун негизиндеги подшипник эритмелеринин касиеттери термикалык жана механикалык жактан жакшырат. Коргошун эритмелеринде бул химиялык элементтин аз санда болушу аларды батареяларда жана кабелдик курал-жарактарда колдонуу үчүн катуулатат. Мышьяктын майда аралашмалары жез менен жездин коррозияга туруктуулугун жана жылуулук касиеттерин жогорулатат. Таза түрүндө, химиялык элементтик As коло каптоо үчүн жана пиротехникада колдонулат. Жогорку тазаланган мышьяк жарым өткөргүчтөр технологиясында колдонулат, мында кремний жана германий менен жана галлий арсениди (GaAs) түрүндө диоддордо, лазерлерде жана транзисторлордо колдонулат.
Туташуулар
Мышьяктын валенттүүлүгү 3 жана 5 болгондуктан жана ал -3төн +5ке чейинки бир катар кычкылдануу даражаларына ээ болгондуктан, элемент ар кандай кошулмаларды түзө алат. Коммерциялык жактан эң маанилүүсү анын оксиддери, алардын негизги формалары As4O6 жана2O5. Көбүнчө ак мышьяк катары белгилүү болгон мышьяк оксиди жездин, коргошундун жана кээ бир башка металлдардын рудаларын, ошондой эле арсенопирит жана сульфид рудаларын кууруунун кошумча продуктусу. Ал көпчүлүк башка кошулмалар үчүн баштапкы материал болуп саналат. Мындан тышкары, пестициддерде, айнек өндүрүшүндө агартуучу, териге консервант катары колдонулат. Мышьяк пентоксиди ак мышьякка кычкылдандыргычтын (мисалы, азот кислотасынын) таасиринен пайда болот. Бул инсектициддердин, гербициддердин жана металл желимдердин негизги ингредиенти.
Арсин (AsH3), мышьяк менен суутектен турган түссүз уулуу газ дагы белгилүү зат. Мышьяк суутеки деп да аталган зат металл арсениддерин гидролиздөөдөн жана кислота эритмелеринде мышьяк кошулмаларынан металлдарды калыбына келтирүүдөн алынат. Ал жарым өткөргүчтөрдөгү кошумча зат катары жана аскердик уулуу газ катары колдонууну тапты. Айыл чарбасында мышьяк кислотасы (H3AsO4), коргошун арсенаты (PbHAsO44 4 ) жана кальций арсенаты [Ca3(AsO4)2
], алар топуракты стерилизациялоо жана зыянкечтерге каршы күрөшүү үчүн колдонулат.
Мышьяк – көптөгөн органикалык бирикмелерди түзгөн химиялык элемент. HowOne (CH3)2Андай(CH3)2 , мисалы, кеңири колдонулган кургаткыч (кургаткыч) - какодил кислотасын даярдоодо колдонулат. Элементтин татаал органикалык бирикмелери кээ бир ооруларды дарылоодо колдонулат, мисалы, амебалык дизентерия,микроорганизмдер менен шартталган.
Физикалык касиеттери
Физикалык касиеттери боюнча мышьяк деген эмне? Эң туруктуу абалында ал морт, болот сымал боз катуу зат, жылуулук жана электр өткөрүмдүүлүгү төмөн. Астын кээ бир формалары металлга окшош болсо да, аны металл эмес катары классификациялоо мышьяктын так мүнөздөмөсү болуп саналат. Мышьяктын башка түрлөрү да бар, бирок алар жакшы изилдене элек, өзгөчө сары түстөгү метастабилдүү формасы, As4 молекулаларынан турган, ак фосфор P4. Мышьяк 613 °Cде сублимацияланат жана 800 °Cге чейин диссоциацияланбаган As4 молекулалар сыяктуу буу түрүндө болот. As2 молекулаларына толук диссоциация 1700 °Cде болот.
Атомдун түзүлүшү жана байланыш түзүү жөндөмдүүлүгү
Мышьяктын электрондук формуласы 1s22s22p63s23p63d104s24p №3 - азот менен фосфорду элестетет, анткени анын сырткы кабыгында беш электрон бар, бирок ал алардан акыркыдан кийинки кабыкчада эки же сегиз эмес, 18 электрон болушу менен айырмаланат. Беш 3D орбиталын толтурууда ядродо 10 оң заряддын кошулушу көбүнчө электрон булутунун жалпы азайышына жана элементтердин электр терслигинин жогорулашына алып келет. Мезгилдик таблицадагы мышьяк бул үлгүнү ачык көрсөткөн башка топтор менен салыштырууга болот. Мисалы, цинк жалпысынан кабыл алынатмагний жана галлий алюминий караганда көбүрөөк электр терс. Бирок, кийинки топтордо бул айырмачылык кыскарып, көптөр химиялык далилдердин көптүгүнө карабастан, германий кремнийге караганда электр терс экенине макул эмес. Фосфордон мышьякка 8- 18-элементтүү кабыкчага окшош өтүү электрдиктуулукту жогорулатат, бирок бул талаштуу бойдон калууда.
As жана P сырткы кабыкчасынын окшоштугу алар кошумча байланышпаган электрон жуптун катышуусунда бир атомдо 3 коваленттик байланыш түзө аларын көрсөтүп турат. Демек, кычкылдануу абалы салыштырмалуу өз ара электрдиктуулукка жараша +3 же -3 болушу керек. Мышьяктын түзүмү ошондой эле элементке 5 байланыш түзүүгө мүмкүндүк берген октетти кеңейтүү үчүн тышкы d-орбиталды колдонуу мүмкүнчүлүгү жөнүндө айтат. Ал фтор менен реакция аркылуу гана ишке ашат. As атомунда комплекстүү кошулмалардын пайда болушу үчүн (электрондук берүү аркылуу) эркин электрон жупунун болушу фосфор менен азотко караганда алда канча азыраак байкалат.
Мышьяк кургак абада туруктуу, ал эми нымдуу абада кара оксид менен капталып калат. Анын буусу оңой күйүп, As2O3 түзөт. бекер мышьяк деген эмне? Ага суу, щелочтор жана кычкылданбаган кислоталар иш жүзүндө таасир этпейт, бирок азот кислотасы менен +5 абалына чейин кычкылданат. Галогендер, күкүрт мышьяк менен реакцияга кирет жана көптөгөн металлдар арсениддерди түзөт.
Аналитикалык химия
Мышьяк затын сапаттык жактан 25% таасири астында чөккөн сары түстөгү жегич катары аныктоого болот.туз кислотасынын эритмеси. Астын издери көбүнчө аны арсинге айландыруу менен аныкталат, аны Марш тестинин жардамы менен аныктоого болот. Арсин термикалык жактан ажырап, кууш түтүктүн ичинде кара мышьяк күзгүсүн пайда кылат. Гутцейт ыкмасы боюнча сымап хлориди менен сиңирилген зонд арсиндин таасири астында сымаптын бөлүнүп чыгышынан улам карарып калат.
Мышьяктын токсикологиялык мүнөздөмөлөрү
Элементтин жана анын туундуларынын уулуулугу өтө уулуу арсин жана анын органикалык туундуларынан баштап салыштырмалуу инерттүү Аска чейин кеңири диапазондо өзгөрөт. Анын органикалык кошулмаларын химиялык согуштук агенттер (люзит), весикант жана дефолиант катары колдонуу (5% какодил кислотасынын жана анын 26% натрий тузунун суулуу аралашмасынын негизиндеги Agent Blue) бизге мышьяк эмне экенин айтып берет.
Жалпысынан бул химиялык элементтин туундулары терини дүүлүктүрөт жана дерматитке алып келет. Курамында мышьяк бар чаңдан дем алуу жолу менен коргоо сунушталат, бирок уулануунун көбү аны жутканда болот. Сегиз сааттык жумуш күнү үчүн чаңдагы As максималдуу жол берилген концентрациясы 0,5 мг/м3. Арсин үчүн доза 0,05 промиллеге чейин төмөндөйт. Бул химиялык элементтин кошулмаларын гербициддер жана пестициддер катары колдонуудан тышкары, фармакологияда мышьяктын колдонулушу сифилиске каршы биринчи ийгиликтүү дары болгон салварсанды алууга мүмкүндүк берди.
Ден-соолукка таасирлери
Мышьяк эң уулуу элементтердин бири. Берилген химиялык органикалык эмес бирикмелерЗаттар табигый түрдө аз өлчөмдө болот. Адамдар тамак-аш, суу жана аба аркылуу мышьякка кабылышы мүмкүн. Териге булганган топурак же суу тийгенде да пайда болушу мүмкүн.
Тамак-аштагы мышьяктын көлөмү өтө төмөн. Бирок, балыктын жана деңиз азыктарынын деңгээли өтө жогору болушу мүмкүн, анткени алар жашаган суудан химиялык заттарды сиңирип алышат. Балыктагы органикалык эмес мышьяктын олуттуу көлөмү адамдын ден соолугуна коркунуч келтириши мүмкүн.
Зат менен иштеген адамдар аны менен иштетилген жыгачтан курулган үйлөрдө жана мурда пестициддер колдонулган айыл чарба жерлеринде жашашат.
Органикалык эмес мышьяк адамдын ден соолугуна ар кандай таасир тийгизиши мүмкүн, мисалы, ашказандын жана ичегилердин дүүлүгүүсү, кызыл жана ак кан клеткаларынын өндүрүшүнүн азайышы, теринин өзгөрүшү жана өпкөнүн кыжырдануусу. Бул затты олуттуу өлчөмдө ичүү рактын, өзгөчө теринин, өпкөнүн, боордун жана лимфа системасынын рак оорусуна чалдыгуу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат деп ишенишет.
Органикалык эмес мышьяктын өтө жогорку концентрациясы аялдарда тукумсуздукка жана боюнан түшүп калууга, дерматитке, инфекцияларга туруктуулуктун төмөндөшүнө, жүрөк ооруларына жана мээнин бузулушуна алып келет. Мындан тышкары, бул химиялык элемент ДНКга зыян келтириши мүмкүн.
Ак мышьяктын өлүмгө алып келүүчү дозасы 100 мг.
Элементтин органикалык кошулмалары ракты же генетикалык кодду бузууга алып келбейт, бирок жогорку дозаларадамдын ден соолугуна зыян келтирет, мисалы, нерв оорулары же ичтин оорушу.
Касиеттери
Мышьяктын негизги химиялык жана физикалык касиеттери төмөнкүлөр:
- Атомдук номер - 33.
- Атомдук салмагы 74,9216.
- Боз калыптын эрүү температурасы 36 атмосфера басымында 814 °C.
- Боз тыгыздыгы 5,73г/см3 14°Cде.
- Сары көктүн тыгыздыгы 2,03 г/см3 18°Cде.
- Мышьяктын электрондук формуласы 1s22s22p63s23p63d104s24p 3 .
- кычкылдануу абалы – -3, +3, +5.
- Мышьяктын валенттүүлүгү 3, 5.
