Arsen

Arsen, trujący półmetal, znany był już w starożytności.

Nazwa pochodzi od greckiego słowa arsenikon (łac. arsenicum), co oznacza silny, bojowy.

Pierwiastek ten występuje w kilku odmianach alotropowych, z których najbardziej popularną i najtrwalszą jest tzw. arsen szary, który tworzy kruche, słabo przewodzące kryształy o metalicznym połysku. Pod normalnym ciśnieniem odmiana ta nie topi się, lecz sublimuje. Inną postacią arsenu jest tzw. arsen żółty. Powstaje on podczas oziębiania par (resublimacja). Tworzące się żółte, miękkie jak wosk kryształy przekształcające się pod wpływem światła w odmianę szarą. Poprzez kondensację par arsenu na powierzchni o temperaturze 100°C - 200°C otrzymuje się bezpostaciową, nie przewodzącą prądu odmianę czarną. Arsen jest reaktywnym pierwiastkiem. Na powietrzu po podgrzaniu spala się niebieskawym płomieniem tworząc tlenek arsenu (As2O3) zwany arszenikiem. W reakcji z chlorem, której towarzyszy płomień, tworzy się chlorek arsenu (AsCl3). Reaguje z kwasami utleniającymi dając tlenek arsenu - As2O5 lub kwas arsenowy - H3AsO4). Rozpuszcza się w ługach. Związki arsenu są silnie trujące (arszenik).
Występowanie: Arsen rzadko występuje w stanie wolnym. Jego główne rudy składają się z arsenków i siarczków arsenu (aurypigment - As2S3, realgar - As4S4, arsenopiryt - FeAsS). Duże złoża arsenu występują w Rosji, Szwecji i Norwegii. Zawartość w skorupie ziemskiej - 0,0005% wag.
Otrzymywanie: Do otrzymywania arsenu wykorzystuje się reakcję termicznego rozkładu arsenopirytu (FeAsS), w czasie której pierwiastek ten sublimuje.
Wykorzystanie: Wolny arsen jest, obok ołowiu, składnikiem śrutu. Dodany do niego zwiększa twardość i sprawia, że stopiony ołów jest bardziej płynny i łatwiejszy w użyciu. Tlenek arsenu, zwany potocznie arszenikiem (As2O3), stosuje się jako trutkę na gryzonie i owady oraz w przemyśle szklarskim jako środek klarujący (usuwanie zielonej barwy szkła powodowanej przez związki żelaza). Dawniej austriaccy górale dzięki ciągłemu zażywaniu niewielkich dawek tej trucizny (stosowanej jako środek pobudzający), wykształcili w sobie odporność na połykany arszenik do tego stopnia, że ich dzienną dawką można by uśmiercić nie przyzwyczajoną osobę. Śmiertelna dawka arszeniku wynosi około 65 mg (waga 1 ziarnka pszenicy).
Przed wynalezieniem penicyliny arszenik używany był jako prymitywny antybiotyk. Arsenek galu (GaAs) jest często stosowanym półprzewodnikiem. Siarczku arsenu (As2S3) używa się do zabarwiania sztucznych ogni i farb.

Konfiguracja elektronowa Ar 3d104s24p3
Masa atomowa 74,922
Gęstość [kg/m3] 5780 (293K)
Izotopy: Zawartość - okres półrozpadu
73As
74As
75As
76As
0% - 80,3 dni
0% - 17,9 dni
100,0% - stabilny
0% - 26,5 godz.
Główny stopień utlenienia +3; +5
Temperatura topnienia 1090K (pod ciśnieniem 28 atm.)
Temperatura wrzenia 886K (sublimacja)
Promień atomowy [pm] 125
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] 78
Energia jonizacji [kJ×mol-1] 947 As -> As+
1798 As+ -> As2+
2735 As2+ -> As3+
Elektroujemność  2,18 (Pauling); 5,3 eV (absolutna)
Energia wiązań kowalencyjnych [kJ×mol-1] As-H
As-C
As-O
As-F
As-Cl
As-As
245
200
477
464
293
348

Poprzednia Pierwiastki Następna