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砷的物理性质及化学性质各有哪些?

2020-06-03 18:29 医学教育网
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砷的物理性质及化学性质各有哪些?为了帮助大家了解,医学教育网小编为您提供汇总:

理化性质

物理性质

第5族的主族,原子序数为33,原子量为74.9216。

原子半径:1.33Å

原子体积:13.1(立方厘米/摩尔)

电子构型:

离子半径:0.58Å

共价半径:1.2Å

氧化态:±3,5

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1.97 g/cm³。

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+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5.72);在300℃以下蒸镀时,就得到玻璃状β-砷(灰或黑色,相对密度4.73)。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。

化学性质

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的氢化物或称胂、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。砒霜分子式是As2O3是三价砷,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O₂ F₂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Mg3As2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

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