砷的基本知识

砷
arsenic
　　元素符号As，又名砒，灰色半金属。在元素周期表中属ⅤA族，原子序数33，原子量74.9216。砷有多种同素异形体，室温下最稳定的形态是灰砷，属体心立方晶体。常见化合价为＋3、＋5和－3。
　　公元前四世纪希腊人亚里士多德 (Aristotle)的著作中已提到可能是雄黄的物质，称之为arsenikon,希腊文arsen为强烈的意思,说明当时的希腊人已知砷化物的强烈毒性。拉丁文arsenium和 arsenic正是由这一词演变而来。中国古代文献中称剧毒的三氧化二砷为砒石,砒字来源于“貔”，是古书上说的一种凶猛的野兽。1250年,欧洲的马格努斯(A.Magnus)用硫化砷与肥皂一起加热，首次制得元素砷。
　　砷在自然界的分布很广，大多以硫化物形式夹杂在铜、铅、锡、镍、钴、锌、金等矿中。常见的含砷矿物有斜方砷铁矿(FeAs₂),雌黄(As₂S₃),辉钴矿(CoAsS),雄黄(AsS)，砷黄铁矿(又称毒砂FeAsS),辉砷镍矿(NiAsS)，硫砷铜矿(Cu₃AsS₄)等。砷的主要来源是冶炼金属硫化物矿时的副产品。中国湖南、广西、云南等省区均有三氧化二砷的生产。
　　性质和用途 砷在空气中加热至200℃时,出现明显的磷光,温度更高(400℃)时燃烧,呈蓝色火焰,形成三氧化二砷(As₂O₃)烟雾，并放出持久的大蒜味。砷在613℃时升华。金属砷不溶于水，但溶于硝酸和热硫酸中。
　　金属砷主要用作合金添加剂，例如用于生产印刷用合金、黄铜(冷凝器和蒸发器)、蓄电池栅板（硬化剂）、耐磨合金、高强度结构钢以及耐海水腐蚀用钢等。高纯砷主要用于生产化合物半导体如砷化镓、砷化铟、镓砷磷、镓铝砷等以及用作半导体掺杂剂。这些材料广泛用于制作二极管、发光二极管、隧道二极管、红外线发射管、激光器以及太阳能电池等。砷的化合物用于制造农药、防腐剂、染料、医药等。

　　近年来砷及其化合物的世界年产量 (以As2O3计)约5万吨，其中金属砷约千吨。美国砷产量最大,其次是墨西哥、法国、瑞典、秘鲁、苏联、菲律宾等国。1980年美国市场砷的价格(As99％)为300美分/磅，三氧化二砷(95％)33.25美分/磅。
　　砷的制取 氧化砷的制取 通常是将含砷高(As0.3％以上) 的硫化物精矿在回转窑、多膛炉或流态化炉内于600～700℃焙烧，砷以As₂O₃挥发,挥发率可达90～95％。含砷烟气应在进入收尘器以前，迅速通过175～250℃温度区，以免冷凝成玻璃砷而粘结堵塞管道。收集到的烟尘一般含As₂O₃1～30％,把它和煤、黄铁矿或方铅矿混合，在反射炉中于500～700℃焙烧,得到含As₂O₃90％的粗白砷。粗白砷在反射炉内再升华一次，得到 As₂O₃含量为99％的精白砷。它是砷产品中用量最大的。中国炼锡厂是将冶炼收集的砷尘，放在电热回转窑内，间接加热至800℃，使As₂O₃挥发，在收尘器内回收。
　　金属砷的制取 一般采用As₂O₃碳还原法。将白砷与焦炭混合，放入钢罐内，用电炉或其他工业炉，加热至700～800℃，使砷蒸发，冷凝回收，可得纯度超过99％的金属砷。
　　制取氧化砷和金属砷的流程见图。

　　高纯砷的制备 半导体材料（如硅）所需的掺杂剂用砷，为99.999％的高纯砷，而化合物半导体（如砷化镓）则要求砷的纯度达到 99.9999～99.99999％。中国制备高纯砷的工艺流程为：粗砷─→氯化─→精馏─→三氯化砷氢还原。主要提纯过程是精馏。特别是采用砷填料精馏塔，可有效地除去硫和硒等难除的杂质。
　　三氯化砷可在850～900℃，以氢气还原成为金属砷，其反应如下：

上式在不同温度下的平衡常数为34(750℃),120(900℃),252(1000℃)，431(1100℃)，因此反应可进行得很完全。产出的砷蒸气在冷凝器内冷凝，控制适当的冷凝温度和氢气流量，可以制备具有金属光泽的高纯砷(99.9999～99.99999％)。
　　砷毒 所有可溶砷化物都有毒。砷和硫化砷是不溶物质，毒性小，但刺激皮肤。无机砷比有机砷毒性更大，三价砷比五价砷毒性大20倍。砷毒和铅毒有相辅作用，一般这两种金属共存于同一生物中时，其毒性都会有所增加。生产中严禁用喷水来冷却含砷的热渣和把含砷废渣露天堆放。要有严格的劳动保护措施。车间内空气中的含砷量，一般规定为0.004毫克/米³。砷化氢是剧毒的气体，在制备化合物半导体如镓砷磷时，要防止砷化氢中毒。砷化氢在空气中的最大容许浓度为0.05ppm。

砷

声母:s

字头:砷

四笔号码:1667

注音:shēn

摘要:shen

笔画:10画

部首画:05

部首:石部

释义:非金属元素，符号As。砷和砷的可溶性化合物有毒，可用以制合金、杀虫剂等。旧称砒（pī）。

部首查询:05石部

砷

arsenic

　　一种化学元素 。 化学符号 As ，原子序数 33 ， 原子量74.92159，属周期系ⅤA族 。古代罗马人和希腊人都把雄黄（As2S2）称为砷 ， 中国的炼丹 家则把雄黄和雌黄视为炼丹的必备药剂 。1250 年德意志 A.马格努斯用雄黄和肥皂共热，制得砷 。砷在地壳中的含量为 5×10^-4％， 在自然界分布很广，大多以硫化物的形式夹杂在铜 、铅 、锡 、镍 、钴、锌、金矿中，主要砷矿有斜方砷铁矿（FeAs2）、雌黄（As₂S₃）、辉钴矿（CoAsS）、雄黄（As₂S₂）、砷黄铁矿( FeAsS )、辉砷镍矿（NiAsS）、硫砷铜矿（Cu₃AsS₄）等。

　　砷有3种同素异形体：①灰砷 。在常温下稳定 ，是脆的晶体，有金属性，能传热和导电，密度5.727克／厘米³，在空气中不易被氧化。②黄砷。淡黄色晶体，由灰砷的蒸气迅速冷却后形成，密度2.026克／厘米³，在室温下暴露在空气中即被氧化为As₄O₆，比灰砷不稳定 。 ③黑砷 。将砷化氢加热而得，密度4.7克／厘米³，灰砷蒸气缓慢冷却也可得黑砷，它是无定形物质。砷的熔点817℃（2.8×106帕 )，613℃升华，在干燥的空气中稳定，在潮湿的空气中能生成黑色的氧化物薄膜，砷与水、非氧化性酸和碱不起作用，但能溶于硝酸和浓硫酸中。砷的氧化态为－3、＋3 、＋5 。砷的重要化合物有：①砷化氢（AsH₃）是无色、有大蒜味的剧毒气体 。②砷的氧化物有As₄O₆和As₄O₁₀。③砷的含氧酸有亚砷酸（HAsO₂）和砷酸（H₃AsO₄）。砷及其化合物都有剧毒 ，从古至今，砒霜（氧化砷）一直被认为是能致人死命的毒药。砷的制法为先将砷的硫化物矿氧化为氧化砷，然后再用碳还原，即可得到单质砷。高纯度的砷是半导体材料硅的掺杂剂，提纯方法是先将粗砷转变为氯化砷，再通过精馏提纯，最后用氢气将三氯化砷还原为高纯砷。砷主要用作合金添加剂，用于生产印刷用合金、黄铜、耐磨合金、耐海水腐蚀钢。高纯砷用于制造半导体硅和砷化镓。三氧化二砷和砷酸盐用作杀虫剂和木材防腐剂。也用于玻璃和媒染剂生产。

砷是一种化学元素，它的化学符号是As，它的原子序数是33，是一种类金属。

发现

公元317年，中国古代的炼丹家葛洪用雄黄、松脂、硝石三种物质制得到。

性状

分布

大部分海产品都含有毒性很低的五价砷；砷可以从砷黄铁矿中提炼出来。

制备

同素异形体

砷有三种同素异形体，颜色分别为黄色、黑色及灰色。

同位素

已发现的砷的同位素共有20种，包括砷68至砷87，其中只有砷75是稳定的，其他同位素都带有放射性。

用途

砷化镓是重要的半导体原料。

三氧化二砷，俗称砒霜，又称为“白砷”，是白色含有剧毒的化学物。三硫化二砷俗称雌磺,硫化亚砷俗称雄磺

外部连接

参见

• 元素周期表
• 同位素列表
• 类金属
• 氮族元素

don't speak japanese

补充

元素名称：砷

元素原子量：74.92

元素类型：非金属

发现人：马格努斯 发现年代：1250年

发现过程：

1250年，罗马的马格努斯在由雄黄与肥皂共热时得到砷。

元素描述：

有黄、灰、黑褐三种同素异形体。其中灰色晶体具有金属性，脆而硬。密度5.727克/厘米3。熔点817℃（28大气压），在613℃升华。化合价3和5。第一电离能9.81电子伏特。游离的砷是相当活泼的。在空气中加热至约200℃时，有萤光出现，于400℃时，会有一种带蓝色的火焰燃烧，并形成白色的氧化砷烟。游离元素易与氟和氮化合，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。

元素来源：

主要以硫化物矿形式存在，有雄黄（As4S4）、雌黄（As2S3）、砷黄铁矿（FeAsS）等。由三氧化二砷用碳还原而制得。

元素用途：

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。

元素辅助资料：

砷在地壳中含量并不大，但是它在自然界中到处都有。砷在地壳中有时以游离状态存在，不过主要是以硫化物矿的形式存在如雌黄（As2S3）、雄黄（As2S2）和砷黄铁矿（FeAsS）。无论何种金属硫化物矿石中都含有一定量砷的硫化物。因此人们很早就认识到砷和它的化合物。

经过分析，在我国商代时期的一些铜器中有砷，有的多达4%。铜砷合金中含砷约10%时呈现白色，有锡时含砷少一些，也可得银白色的铜。我国古代劳动人民创造了白铜。

砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和沙虫剂、灭鼠药。硫化合物具有强烈毒性，今天砷的拉丁名称 arsenium和元素符号As正是由这一词演变而来。

1世纪希腊医生第奥斯科里底斯叙述烧砷的硫化物以制取三氧化二砷，用于医药中。三氧化二砷在我国古代文献中称为砒石或砒霜。小剂量砒霜作为药用在我国医药书籍中最早出现在公元973年宋朝人编辑的《开宝本草》中。

西方化学史学家们一致认为从砷化合物中分离出单质砷的是13世纪德国炼金家阿尔伯特·马格努斯，他是用肥皂与雌黄共同加热获得单质砷的。比中国的葛洪大概晚了900年。

到18世纪，瑞典化学家、矿物学家布兰特阐明砷和三氧化二砷以及其他砷化合物之间的关系。拉瓦锡证实了布兰特的研究成果，认为砷是一种化学元素。

砷的拉丁名称arsenicum和元素符号As来自希腊文arsenikos，原意是“强有力的”，“男子气概”，表示砷化合物在医药中的作用。