Kémiai elem · adatlap

33As

Arzén

Az arzén 33 rendszámú kémiai elem (As), a 4. periódus 15. csoportjában, a p-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d10 4s2 4p3.

Rendszám33

Standard atomtömeg74.921595(6)

Csoport15

Periódus4

Mezőp

Elektronkonfiguráció[Ar] 3d10 4s2 4p3

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A 15. csoport atomjainak öt vegyértékelektronjuk van. Három kovalens kötést alakíthatnak ki, többszörös kötésekben vehetnek részt, illetve az elemtől és kötőpartnereitől függően többféle oxidációs állapotot vehetnek fel.

A [Ar] 3d10 4s2 4p3 elektronkonfiguráció ebbe az elemcsaládba helyezi az arzén elemet, de a kémia jelentősen változik a nemfémes nitrogéntől és foszfortól a nehezebb, fémesebb elemek felé.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

Gyakori vegyületcsaládok a hidridek, oxidok, oxosavak vagy oxoanionok, halogenidek és fémekkel alkotott vegyületek. A csoportban −3-tól pozitív értékekig több oxidációs állapot is előfordul, és az elérhető tartomány a nitrogéntől a bizmutig jelentősen változik.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 5.727 g/cm³. Ha egy fázisátalakulási érték nincs feltüntetve, a viselkedés közönséges nyomáson nem feltétlenül egyértelmű, erősen függhet az allotróp módosulattól, vagy nem áll rendelkezésre megbízható referenciaérték. A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

Az arzén előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban az arzén többek között a következő területeken jelenik meg: Félvezetők, Ötvözetek és Favédelem.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Félvezetők

Az arzén vegyületeit vagy adalékolt formáit félvezető eszközök elektromos vezetésének szabályozására használják.

Ötvözetek

Az arzén fémek ötvözőjeként módosíthatja a szilárdságot, a korrózióállóságot, az olvadási viselkedést vagy a magas hőmérsékleten mutatott tulajdonságokat.

Favédelem

Az arzén egyes vegyületeit korábban favédelemre használták; toxicitási aggályok miatt ma sok ilyen alkalmazás korlátozott.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

Az arzén a 4. periódus 15. csoportjában található. A bemutatott környezetben germánium és szelén között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; foszfor fölötte, antimon pedig alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásfélfém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 5

Sűrűség5.727 g/cm³

Olvadáspont—

Forráspont—

Pauling-féle elektronegativitás2.18

Első ionizációs energia944kJ/mol

Elektronaffinitás77.65 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

Az arzén használatát már a bronzkorból is dokumentálták. Korai alkalmazása megelőzi a modern kémiát, ezért az anyag használata, az elem felismerése és a későbbi rendszám szerinti meghatározás külön szakasz.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 74.921595(6). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

Az arzén legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

Számos arzénvegyület mérgező és rákkeltő. A kockázatot erősen befolyásolja a kémiai forma és az expozíció módja.