基态砷原子_个未成对电子
砷,俗称砒,是一种类金属元素,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。其化合物三氧化二砷被称为砒霜,是种毒性很强的物质。
符号As,原子序数33。旧名“砒”。有灰、黄、黑褐三种同素异形体,具有金属性。原子量74.92,比重5.73(14℃),熔点814℃,615℃时升华。不溶于水,溶于硝酸和王水。在潮湿空气中易被氧化。主要以硫化物矿的形式(如雄黄As2S2,雌黄As2S3等)存在于自然界。砷及其化合物主要用于合金冶炼、农药医药、颜料等工业,还常常作为杂质存在于原料、废渣、半成品及成品中。在上述生产或使用砷化合物作业中,如防护不当吸入含砷空气或摄入被砷污染的食物、饮料时,常有发生急、慢性砷中毒的可能。砷化合物可经呼吸道、皮肤和消化道吸收。
分布于肝、肾、肺及胃肠壁及脾脏。主要经尿和粪排出。可通过胎盘屏障损及胎儿。元素砷基本无毒。但其氧化物及砷酸盐毒性较大,三价砷毒性较五价砷强。三氧化二砷的小鼠经口LD50为42.9mg/kg;兔为20mg/kg;猫吸入0.04mg/L三氧化二砷、超过15分钟即可发生急性中毒。砷可与细胞中含巯基的酶结合,抑制细胞氧化过程;还能麻痹血管运动中枢,使毛细血管麻痹、扩张及通透性增高。急性砷化物中毒多见于砷化物污染食品或饮水,误服或自杀。临床表现以“急性胃肠炎型”较多见。重症可出现休克,肝脏损害,甚至死于中毒性心肌损害。砷矿冶炼及三氧化二砷生产工人以及因大气、饮水长期受砷污染、或长期服用砷剂等,可发生慢性砷中毒。突出表现为皮肤色素沉着、角化过度或疣状增生,也可见白细胞减少或贫血。已公认长期接触砷化物可致皮肤癌和肺癌。急性经口中毒应及早洗胃,活性炭30g,及氧化镁20~40g或蛋清水(4只鸡蛋清加水1杯拌匀)有助于除去胃内残余的砷化合物。二巯基丙磺酸钠、二巯基丁二酸钠有较好的解毒效果。慢性中毒者应停止砷接触,并积极驱砷治疗。车间空气中砷化物(三氧化二砷和五氧化二砷最高容许浓度为0.03mg/m;地面水最高含砷量不得超过0.04mg/L;大气日平均最高容许浓度为0.003mg/m。
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,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,故脆而硬,具有金属光泽,易被捣成粉末。非晶质的灰砷则为带隙达1.2-1.4 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,黄砷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1970 kg/m³。
黑砷的结构与红磷的类似。
单质砷熔点817℃(28大气压),加热到613℃,便可不经液态,直接升华,成为蒸气,砷蒸气具有一股难闻的大蒜臭味。砷的化合价0、+3和+5。第一电离能9.81电子伏特。
如果使砷蒸气在360℃以上晶析时,可得到六方晶型α-砷(灰色金属状,相对密度5720千克/立方米);在300℃以下蒸镀时,就得到玻璃状β-砷(灰或黑色,密度4730千克/立方米)。将砷蒸气骤冷可得到正方晶形γ砷(黄色,相对密度2.03)。γ-砷可溶于二硫化碳。
砷在化学元素周期表的位置正好位于磷的下方,正是由于两者化学习性相近,所以砷很容易被细胞吸收导致中毒。
砷可区分为有机砷及无机砷,有机砷化合物绝大多数有毒,有些还有剧毒。另外有机砷及无机砷中又分别分为三价砷(As2O3)及五价砷(NaAsO3) ,在生物体内砷价数可互相转变。
砷与汞类似,被吸收后容易跟硫化氢根(sulfhydryl)或双硫根(disulfide)结合而影响细胞呼吸及酵素作用;甚至使染色体发生断裂。
最常见的化合物为砷化氢或称胂、五氧化二砷和三氧化二砷,及其对应的水化物-砷酸和亚砷酸。砒霜是三氧化二砷的俗称,是亚砷的氧化物。
一些重要的生物砷化合物:一甲基胂,二甲基胂,三甲基胂,甲基胂酸,二甲基次胂酸。
砷单质很活泼,在空气中会慢慢氧化,故高纯砷是用玻璃安瓿充氩气或抽真空后出售。砷在空气中加热至约200℃时,会发出光亮,于400℃时,会有一种带蓝色的火焰燃烧,并形成白色的三氧化二砷烟,有独特恶臭。金属砷易与氟和氧化合,在加热情况亦与大多数金属和非金属发生反应。不溶于水,溶于硝酸和王水,也能溶解于强碱,生成砷酸盐。
砷可以被氧气、氟气等氧化:
4As+3O2=点燃=2As2O3
2As+5F2=点燃=2AsF5
2.砷作为非金属,也可发生:3Mg+2As=点燃=Mg3As2,同时砷化镁可以发生水解反应:
Mg3As2+6H2O=3Mg(OH)2+2AsH3↑
三氧化二砷俗称砒霜,是毒性很强的物质,可用于治疗癌症,三氧化二砷是两性氧化物:
As2O3+6NaOH===2Na3AsO3+3H2O
As2O3+6HCl===2AsCl3+3H2O
希望我能帮助你解疑释惑。
2024-10-30 广告