2021-02-08 15:54:02

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元素
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砷,俗称砒,是一种非金属元素,在化学元素周期表中位于第4周期、第VA族,原子序数33,元素符号As,单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛的存在于自然界,共有数百种的砷矿物是已被发现。砷与其化合物被运用在农药除草剂、杀虫剂,与许多种的合金中。 在古代三氧化二砷被称为砒霜,但是少量的砷对身体有益。

基本信息

  • 中文名

  • 外文名

    arsenic

  • 元素符号

    As

  • 原子量

    74.92160

  • 元素类型

    非金属单质

  • 原子序数

    33

  • 发现人

    马格耐斯

折叠 编辑本段 基本简介

砷的化学元素符号为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。

折叠 编辑本段 基本信息

含砷金属矿石含砷金属矿石英文名称:Arsenic

CAS号:7440-38-2[1]

注音:shēn

元素名称:砷

原子序数:33

元素符号:As

元素原子量:74.92160

元素类型:非金属

旧时在砒霜中含有

砒霜:三氧化二砷(white) arsenic

原子体积:(立方厘米/摩尔)

13.1

元素在海水中的含量:(ppm)

太平洋表面 0.00145

地壳中含量:(ppm)

1.5

发现人:马格耐斯((Albertus Magnus)发现年代:1250年

晶体结构:晶胞为三斜晶胞。

氧化态:

Main As+3,As+5

Other As-3

电子层:KLMN

电子数:2-8-18-5

外围电子层排布:4s²4p3

折叠 编辑本段 历史简介

砷被古埃及人已知,并在沙草纸上提及其作为金属镀金的方法。希腊哲学家Theophrastus认识两种硫化砷矿物:雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)。中国人在《本草纲目》中也记载有砷。李时珍编制了他的关于大自然的伟大作品于16世纪在明朝。他注意到砷化合物所带的毒性,并提及它们作为杀虫剂用于稻田。

砷更危险的形式叫做砒霜,也被已知很久了。这是三氧化物,As2O3,是铜精炼的副产品。当它和橄榄油混合并加热就会生产出砷金属本身。砷的发现归功于Albertus Magnus,于13世纪。[2]

折叠 编辑本段 基本性质

①砷可以被O2 F2等氧化

4As+3O2===点燃 2As2O3砷 2As+5F2===点燃 2AsF5

②砷作为非金属,也可发生

3Mg+2As===点燃 Mg3As2

③Mg3As2可以发生水解反应

Mg3As2+6H2O===3Mg(OH)2+2AsH3↑

④砷化氢是无色有毒气体,分子量77.9454 不稳定,可发生可逆反应

2AsH3===2As+3H2

⑤砷化氢是强还原剂,很容易被氧化 与氧气反应(自燃)

2AsH3+3O2=== As2O3 +3H2O

⑥砷化氢与氨气不同,一般不显碱性,AsH3可以用于半导体材料砷化镓 在700-900摄氏度,化学气相沉积

AsH3+Ga(CH3)3 ====GaAs +3CH4

⑦三氧化二砷是毒性很强的物质,砒霜的主要成分,可用于治疗癌症,是两性氧化物砷As2O3+6NaOH===2Na3AsO3+3H2O

As2O3+6HCl===2AsCl3+3H2O

⑧三氧化二砷可被一些强氧化剂氧化成5价砷

臭氧氧化

3As2O3+2O3===3As2O5

被氟气氧化

2As2O3+10F2===3O2+4AsF5 此反应用于制取高纯度的AsF5

⑨三氧化二砷可被过氧化氢氧化成砷酸

五价砷的卤化物只有五氟化砷能稳定存在,AsF5是无色气体 发生水解反应,生成氟化氢(腐蚀玻璃的原理) 五氧化二砷是酸性氧化物,溶于水能生成三种砷酸(偏砷酸,砷酸,焦砷酸)。砷酸(H3AsO4)与磷酸性质相似,其钾,钠,铵盐溶于水,其他盐一般不溶于水雄黄(As4S4),雌黄(As2S3)是两种天然的含砷矿物,可与氧气发生反应

雌黄(As2S3)发生氧化反应

2As2S3+9O2===点燃 2As2O3 +6SO2

水雄黄(As4S4)发生氧化反应

As4S4+7O2===点燃 2As2O3+4SO2

⑩雄黄和雌黄可被Zn,C 等在加热条件下还原,得到砷单质

主要化合价

0:As 砷单质

+2:As4S4 四硫化砷(雄黄)

+3:As2S3 三硫化二砷(雌黄)As2O3 三氧化二砷(砒霜)

+5:As2O5五氧化二砷(无水砷酸、砷酸酐)

-3:H3As砷化氢(胂)

折叠 编辑本段 基本用途

砷作合金添加剂生产铅制弹丸、印刷合金、黄铜冷凝器用)、蓄电池栅板、耐磨合金、高强结构钢及耐蚀钢等。黄铜中含有重量砷时可防止脱锌。高纯砷是制取化合物半导体砷化镓、砷化铟等的原料,也是半导体材料锗和硅的掺杂元素,这些材料广泛用作二极管、发光二极管、红外线发射器、激光器等。砷的化合物还用于制造农药防腐剂染料和医药等。

用于制造硬质合金;黄铜中含有微量砷时可以防止脱锌;砷的化合物可用于杀虫及医疗。砷和它的可溶性化合物都有毒。

折叠 编辑本段 安全措施

世界卫生组织指出,每升低于10微克的砷含量对人体是安全的。[3]

急救与治疗:催吐或洗胃,肌注 5% 二巯基丙磺酸钠。[4]

危险情况处理措施
皮肤暴露冲洗(小孩或老人要注意不可造成失温)。
眼睛暴露用水冲洗至少 15 分钟,假如可以的话应该移除隐形眼镜。

急性暴露时应送到医院前应确保病人呼吸道畅通且有呼吸及脉搏,并与就近的毒理单位联络。

大量食入应在食入一小时内给予活性碳(1mg/Kg ,大人通常为 60-90mg ,小朋友通常是 25-50mg) 最有效,若没有呕吐也可以洗胃,此时必须确定病人意识清醒且要注意呼吸道的畅通,避免呕吐及吸入呼吸道。因为体液的大量流失,有症状的病人必须要从静脉补充并以机器监视心脏节律,就算是没有低血压症状的病人也应补充水分,并且我们要纪录尿量以评估体液补充的情形,若有需要,病人应送入加护病房随时补充体液,若有肾衰竭应接受透析治疗。

对于急性砷化氢暴露主要在维持肾功能及输血补充被破坏的红血球。

在砷暴露来源不清楚时,最好不要让病人出院,应在相关机关确定其居住或工作环境安全后才让病人出院,以免进一步的暴露。

折叠 药物治疗

DMSA(dimercaptosuccinic acid) (口服),建议使用剂量为每八小时 10 μ g/Kg 或是 350mg/m2 给五天,之后每十二小时给 10 μ g/Kg 给 14 天。至于口服 D-penicillamine 虽然有报告对小孩子的急性砷中毒有效,但是对实验动物却没有效果。

折叠 慢性暴露处理

找出砷暴露的来源并避免进一步的暴露,有研究显示曾暴露砷的小孩在离开暴露源之后曾经升高的尿中砷就逐渐下降。砷引起的周边神经病变要耗时数月恢复,且少有恢复完全。至于螯合治疗(曾有人使用 BAL )对神经病变的效果不明。

折叠 预防措施

改饮低砷水是预防饮水型砷中毒最有效的措施。另外有研究发现,水果等抗氧化物质的摄入可能对砷中毒起保护作用。对含砷毒物要严加保管:砷剂农药必须染成红色,以便识别并防止与面粉、面碱、小苏打等混淆。外包装必须标有 “毒 ” 字。剩余的拌砷毒谷、毒饵应深埋,剩余的药种,应绝对禁止食用或作饲料。凡接触过砷制剂的器具,用后必须仔细刷洗,并不得再盛装任何食物。禁止用加工粮食的碾子等磨压砷制剂。[4]

安全信息

  • 包装等级:II
  • 危险类别:6.1
  • 海关编码:2804800000
  • 危险品运输编码:UN15586.1/PG2
  • WGKGermany:3
  • 危险类别码:R23/25;R50/53
  • 安全说明:S20/21-S28-S45-S60-S61-S26-S53
  • RTECS号:CG0525000
  • 危险品标志:T:Toxic

合成路线

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上下游产品

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参考资料

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元素周期表

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