Arsen (As)

Arsen w układzie okresowym

Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 15 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Azot, Fosfor, Antymon, Bizmut, Moskow — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Arsen jest ciałem stałym (topnieje w 817 °C, wrze w 614 °C).

Arsen — co to za pierwiastek

Klasyczna trucizna kryminałów, a w związku z galem — szybkie układy do telefonów.

Właściwości pierwiastka Arsen

Najczęstsza, szara odmiana arsenu jest krucha, ma metaliczny połysk, przewodzi prąd i gęstość 5,727 g/cm³, dlatego zalicza się go do półmetali. Pod normalnym ciśnieniem nie topi się, tylko sublimuje w 614 stopniach Celsjusza, czyli przechodzi wprost w parę; stopienie w 817 stopniach wymaga podwyższonego ciśnienia. Występuje też w odmianie żółtej i czarnej. Ogrzewany na powietrzu spala się dymem o charakterystycznym czosnkowym zapachu. Ma pięć elektronów walencyjnych, konfigurację [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³, wartościowości III i V oraz stopnie utlenienia minus trzy, plus trzy i plus pięć. Z wodą i rozcieńczonymi kwasami nie reaguje, rozpuszczają go kwasy utleniające. Arsen i jego związki są silnie trujące i rakotwórcze.

Zastosowanie pierwiastka Arsen

Najważniejsze dzisiejsze zastosowanie arsenu to arsenek galu, materiał półprzewodnikowy szybszy od krzemu przy wysokich częstotliwościach. Robi się z niego układy nadawczo-odbiorcze telefonów, wzmacniacze radarowe, diody podczerwone w pilotach, lasery półprzewodnikowe do napędów optycznych i światłowodów oraz bardzo sprawne ogniwa słoneczne dla satelitów. Arsen dodaje się też w minimalnych ilościach do krzemu jako domieszkę zmieniającą typ przewodnictwa. W metalurgii niewielki dodatek arsenu utwardza ołów w śrucie i w płytach akumulatorów. Dawniej stosowano go znacznie szerzej: do impregnacji drewna przed grzybami i owadami, w pestycydach, w zaprawach do skór oraz w farbach i tapetach barwionych zielenią arszenikową. Te zastosowania w większości wycofano ze względu na toksyczność. W medycynie trójtlenek arsenu wrócił natomiast jako lek stosowany w jednej z odmian ostrej białaczki.

Arsen — najważniejsze związki chemiczne

Trójtlenek arsenu As₂O₃, czyli arszenik, to biały proszek bez wyraźnego smaku, przez wieki najsłynniejsza trucizna, a dziś także lek przeciwbiałaczkowy. Z wody i tlenków powstają kwasy arsenowe oraz ich sole, arseniny i arseniany, które zanieczyszczają wody podziemne. Arsenowodór AsH₃ jest wyjątkowo trującym gazem i to jego wydzielanie wykorzystuje próba Marsha. Siarczki arsenu, aurypigment As₂S₃ i realgar As₄S₄, służyły jako żółty i czerwony pigment. Arsenek galu GaAs to podstawowy materiał współczesnej elektroniki wysokich częstotliwości.

Arsen — gdzie go spotykasz

• układy GaAs
• dawne pigmenty
• impregnaty drewna
• wody głębinowe

Arsen w szkole — co trzeba wiedzieć

Arsen stoi w grupie 15, pod azotem i fosforem, ma pięć elektronów walencyjnych i te same charakterystyczne stopnie utlenienia co fosfor: minus trzy, plus trzy i plus pięć. Leży w okolicy schodkowej linii dzielącej metale od niemetali, dlatego klasyfikuje się go jako półmetal i to bywa punktowane na sprawdzianie. Najczęstszy błąd to zamienne używanie słów arsen i arszenik. Arsen to pierwiastek o symbolu As, a arszenik to jego tlenek As₂O₃; to nie synonimy. Warto też wiedzieć, że arsen jest pierwiastkiem rzadkim, bo w skorupie ziemskiej jest go tylko 1,8 mg na kilogram. Zatrucie następuje przez połknięcie lub wdychanie, a doświadczeń z arsenem w szkole się nie prowadzi.

Arsen — historia odkrycia

Związki arsenu, zwłaszcza barwne siarczki, znano w starożytności, a arszenik był w użyciu jako lek i jako trucizna. Wydzielenie samego pierwiastka przypisuje się Albertowi Wielkiemu około 1250 roku, który ogrzewał aurypigment z substancją zawierającą sodę i otrzymał metaliczną, szarą postać. Nazwa pochodzi od greckiego arsenikon, oznaczającego coś męskiego i mocnego, i pierwotnie odnosiła się do żółtego siarczku. Reputację arsenu w kryminalistyce zmienił dziewiętnasty wiek, kiedy próba Marsha pozwoliła wykrywać go w tkankach ofiar.

Arsen — skąd wzięła się nazwa

gr. arsenikon — męski, mocny

Arsen — izotopy

arsen-75 trwały

Arsen — bezpieczeństwo

Silna trucizna i kancerogen; skażone wody to problem globalny.

Ciekawostki o pierwiastku Arsen

• Zabił tyle osób, że nazywano go „proszkiem dziedziczenia”.
• Zieleń arszenikowa barwiła dziewiętnastowieczne tapety, a w wilgotnych pokojach uwalniały się z nich trujące pary.
• Próba Marsha wykrywa arsen po lustrzanym, ciemnym nalocie osadzającym się na szkle.
• Skażone arsenem wody głębinowe są dziś problemem zdrowotnym milionów ludzi w Azji Południowej.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Arsen