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砷
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[[Category:Periodic table infobox templates|Arsenic]]
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'''砷''',化学元素符号为As,原子序数为33。砷分布在多种矿物中,通常与硫和其它金属元素共存,也有纯的元素[[晶体]]。艾尔伯图斯·麦格努斯在1250年首次对砷进行了记载。砷是一种非金属元素。单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在,但只有灰砷在工业上具有重要的用途。
=== [[物理]]特性 ===
单质砷的三种同素异形体是灰砷、黄砷和黑砷,其中以灰砷最为常见。灰砷(空间群为R3m No. 166)采用了由许多互锁竖起的[[六元]]环所构成的双层结构。因为层与层之间的结合力弱,所以灰砷是脆性的,它的摩氏硬度较低仅为3.5,最近的和次近的[[原子]]构成了一个扭曲的八面体结构,三个在同一,这种相对紧密的堆积使得灰砷有达到5.73 g/cm3的较高密度。灰砷是一种半金属,但如果是非晶质的灰砷则为带隙达1.2-1.4 [[电子伏特|eV]]的半导体。黄砷质地较软且成蜡状,一定程度上类似于白磷(P)。黄砷饥和白磷的的半导体。黄砷质地较软且成蜡状,一定程度上类似于白磷(P<sub>4</sub>)。黄砷饥和白磷的[[分子]]结构都是由四个原子以[[单键]]的方式相互连接所构成的四面体结构。这类以分子晶体形式存在的不稳定同素异形体最易[[挥发]],密度最低而且[[毒性]]固体最大。黄砷固体是由快速冷却砷蒸汽产生的,它在光照下迅速转化成灰砷。黄砷的密度为1.97 g/cm3cm3。黑砷的结构与红磷的类似。
=== [[同位素]] ===
砷酸盐质子化形成砷酸的步骤与[[磷酸盐]]到[[磷酸]]的过程相似。亚砷酸不同于亚磷酸,它可以写成As(OH)3的氢氧化物形式。多种砷的[[硫化物]]已为人所知。[[雌黄]](As2S3)和[[雄黄]](As4S4)是比较丰富的,过去也用于油画颜料。在As4S4中,砷的形式氧化态为+2价,但因为分子中存在着As-As键使得砷的实际氧化态仍是+3价。
金属的硫砷化物、金属砷化物和雄黄以及自然界中的砷单质是商品化的砷产品的主要来源。环境中也有有机砷化合物存在 。有机无机[[砷及其化合物]],一旦进入食物链,通过[[甲基化]]过程逐步[[代谢]]为毒性较低的砷。
其他接触到自然界中的砷元素的途径包括[[火山灰]]、含砷矿物和矿石的[[风化]]和被地下水溶解。砷也能存在于食物、水体、土壤和空气中。砷能被所有的植物吸收,但更容易在叶用[[蔬菜]]、稻米、[[苹果]]和葡萄汁以及海产品中富集。通过呼吸吸入是另一条接触砷的途径。[http://www.atsdr.cdc.gov/substances/toxsubstance.asp?toxid=3 Arsenic]. The Agency for Toxic Substances and Disease Registry (2009).
根据英国地质调查局和美国地质调查局的统计,在2005年中国出产的砒霜占了世界近50%的生产份额,是当时世界上最大的砒霜生产国,排名其后的有智利、秘鲁和摩洛哥。因环境原因大部分在美国和欧盟的砒霜生产都已停止。砷主要是从提炼铜产生的副产物中提取回收出来的。从铜,黄金,铅冶炼厂排出的粉尘就含有砷。
在空气中焙烧砷黄铁矿,砷元素以三氧化二砷的形式升华与[[氧化铁]]分离。砷的硫化物(雌黄和雄黄)和砷的氧化物从上古时期就为人所知和使用。Panopolis的Zosimos(大约公元前300年)描述了焙烧雄黄以得到云砷(即三氧化二砷),接着又将其还原成砷单质的过程。分离。而在无氧条件下焙烧则生成砷单质。通过在[[真空]]条件或氢气气氛中升华的方法可以将砷从硫或硫族元素中分离出来,也可以通过蒸馏熔融的铅砷混合物来分离砷。 == 历史 == 英语中的''arsenic''一词是通过借用自叙利亚语ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ和波斯语زرنيخ通过将两者组合后(组合后的字面意思为“雌黄”)转换为希腊语中的''arsenikon'',''arsenikos''是与之相关的且有相似拼写的希腊语单词,意思是“强有力的”或是“有男子气概的”。这个词后被拉丁语采纳形成了''arsenicum''一词,又被古法语采纳成为''arsenic''一词,英语中的''arsenic''一词就是从古法语衍生得到的。砷的硫化物(雌黄和雄黄)和砷的氧化物从上古时期就为人所知和使用。Panopolis的Zosimos(大约公元前300年)描述了焙烧雄黄以得到云砷(即三氧化二砷),接着又将其还原成砷单质的过程。
== 外部链接 ==