Мышьяк тотығу дәрежесі: мышьяк химиялық қасиеттері

Мышьяк тотығу дәрежесін қарастырар алдында, біз оның позициясын кезеңдік кестеде және құрылымның ерекшеліктерімен таныстырамыз. Сонымен қатар, осы химиялық элементтің негізгі физикалық және химиялық қасиеттерін атаймыз.

PS-дегі ұстаным

Мышьяктың тотықтырылуының негізгі дәрежелері, химиялық қасиеттері, қолдану - бұл барлық Менделеевтің мерзімді жүйесіндегі элементтің орналасқан жеріне қарап, білуге болады. Мышьяк бесінші топта орналасқан, негізгі кіші топ азот отбасының мүшесі болып табылады. Оның 74,9216 салыстырмалы атомдық массасы бар. Мышьяктың тотығуының негізгі дәрежелері СС-да орналасқан топқа тікелей қатысты. Бұл элементтің 33 сериялық нөмірі бар. Энергия деңгейлері саны элемент орналасқан кезеңнің санына сәйкес келеді, ол төртге тең.

Әрбір атом қабығындағы электрондардың орналасуын қарастырыңыз. Алғашқы энергетикалық деңгейде тек екі қосарланған электрон бар, екінші қабық сегіз бөлшектермен айналысады: 2с және 6п. Үшінші деңгейде олардан басқа он д-электрон бар, яғни 18 бөлшектер ғана. Сыртқы энергетикалық деңгей - 2с-электрон, сондай-ақ үш несізді р-электрон. Мышьяктің тотығу ықтимал дәрежесін анықтайтын валенттілігі электрондарының саны.

Тарих беттері

Бұл орта ғасырдан белгілі бес «алхимиялық» элементтерге жатқызылған мышьяк. Бір қызығы, олардың төртеуі бесінші PS тобында. Сол күндері ешкім мышьяк тотығу дәрежесін анықтауды білмеді, бірақ оның қосылыстары дәрі-дәрмектерді жасауға, бояулар жасауға сәтті қолданылды.

Қола дәуірінің тас дәуірі ауыстырылғаннан кейін адамдар бұл қорытпаны ерекше қасиеттермен жасауға үйренді. Бұл мышьяктың 7 пайызы және калайдың тек 3 пайызы ғана бар екендігі анықталды. Ғалымдардың айтуынша, жасыл болып табылатын малахит орнына қоладан жасалған алғашқы балқыту мыс-мышьяк минералдарының жасыл сульфидтерін қате қабылдады.

Алынған қорытпаның ғажайып өнімділігі ежелгі шеберлер арасында кеңінен танымал болды. Олар осы затты қамтитын табиғат минералдарын арнайы іздеген.

Мышьяктың осы түрдегі қосылыстардағы тотығу дәрежесі оның жоғары валенттілігіне сәйкес келеді. Мышьяктағы сульфидті анықтау үшін минерал қызады. Арнайы сарымсақ иісінің пайда болуы құрамдағы мышьяктың болуын растау болып табылады. Мышьяктағы қоладан құюдан бірте-бірте бас тартылды. Өндірісті тоқтату себептерінің арасында ғалымдар жұмыс кезінде магистрлердің тұрақты улануын атайды.

Табиғи минералдар

Минерал түрінде біз қарайтын зат ежелден бері белгілі. Мысалы, 3 мышьяк тотығу дәрежесі көне Қытайда «шахта шаңы» деп аталатын құрамда кездеседі. Аристотель мышьяк сульфиді болып табылатын минералды сандықты сипаттады. Латын тілінен аударылған, оның есімі «алтын бояу» сияқты көрінеді. Сары түсті бояғыш ретінде сол қашықтықта қолданған.

Он бірінші ғасырда алхимиктер осы заттың үш түрлі түрін ажыратқан. Мышьяктың осы түрлермен ұсынылған қосылыстарда тотығу дәрежесі топтың нөміріне сәйкес келеді. Ақ мышьяк оны алтыхалентті оксид деп атады, сары сульфид деп аталады, ал қызыл - As4S4 (тетрасульфит тетрралыйяка).

Ақ вариант мышьяк қосылған мыс рудаларын қуыру кезінде қоспалардың сублимациясы арқылы алынды. Газ тәрізді күйден конденсация ретінде мышьяк оксиді ақ қабатта орналасады. Ол ежелден бері зиянкестерді жою құралы ретінде қолданылған.

Он үшінші ғасырда Ұлы Альберт газ тәрізді зат алды. Ол сабынмен сары мышьякты қыздырды. Өзара әрекеттесу нәтижесінде алынған зат жеті металды планеталармен «мистикалық түрде» байланыстыруды растады. Мүмкін, ежелгі алхимиктердің анықталған қайшылықтары себебінен мышьяк «заңсыз» элемент деп есептелуі мүмкін. Мысқа мыс түсіруге мүмкіндік беретін ерте кезеңдерде оның «ақуыз Венера» құралы деп аталуы оған себеп болды.

Жеке зат ретінде бұл химиялық элемент XVII ғасырдың ортасында ғана анықталған. Неміс фармацевті Йоханн Шредер көмірдің оксидтерін химиялық азайту арқылы оны ажырата білді. Біраз уақыттан кейін Николай Лемери металлды калий, сабын, мышьяк оксидімен қыздырып алды. XVIII ғасырда бұл метал ерекше «полуметалды» деп аталды.

XVIII ғасырдың аяғында швед химик К.В. Шеле мышьяк қышқылын алды , мұнда мышьяктың тотығуының ең жоғары дәрежесі: +5. Тоғызыншы ғасырда мышьяк бар органикалық заттар анықталды.

Табиғатта болу

Мышьяктың ең жоғары және төменгі тотығу дәрежесі табиғи қосылыстарда көрінеді. Жер қыртысында осы элементтің пайыздық концентрациясы тоннасына 5 граммнан аспайды. Көптеген минералдарда никель, кобальт, мыс, темір бар.

Қазіргі уақытта шамамен екі жүз түрлі табиғи минералдар белгілі, оның ішінде қарастырылатын химиялық элемент. Мышьяктың ең жоғары және ең төменгі тотығу дәрежесі бар екенін ескере отырып, олар әртүрлі қолдануда. Мысалы, сурьмендермен бірге мышьяк теріс тотығу күйін көрсетеді. Бұл металдың электрэнергетикалық төмендігі бар екендігін ескере отырып, мышьякты тотығудың ең төменгі деңгейі - -3. Бұл көрсеткіш арсенидтерге, сондай-ақ минералды алюммонитке тән.

Ерекше композицияны ескере отырып, арсен металдарымен қосылыстардың көпшілігі химиялық элементтің айнымалы құрамымен сипатталатын интерметальды қосылыстар болып табылады.

Арсенидтердің сипаттамасы

Арсенидтер кристалдық торлардың ұқсас құрылымы бар бірнеше металдардың құрамымен сипатталады. Бұл минералдар металды жылтырмен сипатталады, олар мөлдір емес, аз қаттылыққа ие.

Табиғи арсенидтердің мысалдары ретінде келесі қосылыстар қарастырылуы мүмкін:

• Пиритке ұқсас леллинтит;
• Никель қызыл пирит деп аталатын никель;
• Ланцит;
• Ореонит;
• Сперрилит.

Бұл, әрине, осындай минералдардың толық тізбесі емес - қазіргі кезде шамамен жиырма бес осындай қосылыстар бар. Табиғаттағы ең кең тарағандардың қатарында мышьяк пирит деп аталатын арсенопирит деп атауға болады. Бұл күкірт атомдарын пирит мышьякымен ауыстыру арқылы алынған өнім. Мышьяктың ең жоғары тотығу дәрежесі көрсетілмеген осы түрдегі қосылыстар сульфосцен деп аталады.

Олардың аналогтары кобальтты жылтыр, герсдорфит, энаргит, сондай-ақ proustite деп есептейді. Соңғысы құнды тамырлардың жоғарғы қабатында орналасқан маңызды күміс кен болып табылады. Сульфосальттардың құрамына платина тобындағы асыл металдар кіре алады . Олардың ішінде қызығушылығын тудыратын, сондай-ақ орхиттің қызығушылығы бар. Құрамында органикалық және бейорганикалық синтездегі керемет катализаторлар ретінде пайдаланылатын сирек металдар бар.

Мышьяктың тотығуының ең жоғары дәрежесі оның табиғи сульфидтерінде көрінеді. Мысалы, мышьяк сульфиді бар қызғылт-сары диморфитте (5). Өткен ғасырдың тоғызыншы жылдары Верхьянск өлкесінің оңтүстігінде құрамында мышьяк сульфиді бар шырындардың табиғи кендері табылды. Анықталған кристалдардың мөлшері ұзындығы 60 сантиметрге жетіп, салмағы 30 килограмға бағаланды.

Арсенаттардың сипаттамасы

Мышьяктың тотығу ықтимал дәрежелері тұздардың мысалы арқылы қарастырылуы мүмкін. Осылайша, арсенаттар деп аталатын мышьяк қышқылы қосылыстары осы металдың максималды мәнін көрсетеді: +5. Мұндай қосылыстардың мысалында біз ашық-қызғылт түстері бар эритринді береміз. Бұл тұзды кобальт түсі деп атайды , ол Co3 (AsO4) 2 * 8H ₂ O формуласына ие. Сондай-ақ қоңыр-қызыл түстің формасы (Ce, La, Nd) ArO ₄ екенін атап өтуге болады.

Швецияның орталығында Langbana темір-марганец карьерлері табылды, онда шамамен елу түрлі арсенаттар табылды және сипатталды. Бұл қосылыстар арсен қышқылының марганец гидроксидімен (2) төмен температураларда өзара әрекеттесуінен пайда болды.

Арсенаттар қандай мышьяк тотығу күйлерін көрсетеді? Бұл тұздардың сипаттамалары олардағы күкірттің болуын растайды. Өнеркәсіптік қолданудың болмауына қарамастан, олардың эстетикалық келбеті минералогиялық коллекциялар жасау үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

Қызықты оқиға - никель минералына сәйкес келетін kupfernikel. Ортағасырлық неміс шахтерлерінің никельдері таудың зұлым рухын атады, ал «жалған мыс» «купферникель» деп аталды. Шеберлер мыс минералдарының мыс-қызыл кристалдарының мыс ұқсастығын анықтады. Олар шыны өндірісінде пайдаланылды, нәтижесінде алынған өнім жасыл түсті. XVIII ғасырдың ортасында минералогияшы Axel Kronstedt осы минералды никельді оқшаулауға қол жеткізді.

Табиғатта орналасу ерекшеліктері

Мышьяк жоғары инерциямен ерекшеленеді, сондықтан оны туған елде табуға болады. Композициядағы осындай металдың құрамында екіден он алты пайызға дейін қоспалар бар, негізінен олар күміс, темір, кобальт, никель болады. Біздің елімізде геологтар Амур облысы, Забайкалья қаласындағы өз мышьякын тапты.

Ол тау жыныстарында, минералдарда және өсімдіктерде кездеседі, сондықтан оны жиі кез-келген жерде деп атайды.

Мышьяктың ең жоғары және ең төменгі тотығу дәрежесі қандай? Ең үлкен мән осы элемент орналасқан топқа сәйкес келеді және +5 болып табылады. Бұл төмендетуші қасиеттері бар қосылыстарға тән. Осы бірегей металды қосуға қатысты егжей-тегжейлі ақпарат кейін қарастырылады.

Мышьяк бүкіл әлем бойынша біркелкі бөлінбейді. Себебі литосфераның қалыптасуы, сондай-ақ шөгінді жыныстарда және топырақтарда пайда болатын десорбция және сорбциялық процестерде жатыр.

Бұл металды суда жақсы ерігіштігі арқасында ол оңай қоныс аударады. Мысалы, дымқыл климатта топырақтан жуылып, жер асты суларымен және өзендермен бірге жүреді.

Физиологиялық әрекет

Маңызды мөлшерде минералды суларда мышьяк бар. Бұл металдың мазмұны үшін белгілі бір стандарттар бар. Егер рұқсат етілген мәндер асып кетсе, адам денесіне зиян келтіру қаупі пайда болады. Химиялық зерттеулер барысында мышьяк табиғи судағы әртүрлі формаларда болуы мүмкін екендігі анықталды. Мышьяктың тотығу күйлері қандай болуы керек? Суда табылған қосылыстардың қасиеттері металлдың қышқылдық қышқылдық ерітінді ретінде болуын растайды.

Мышьяк тірі пішінде 1 кг-ға 6 мг-нан асады. Теңіз балдырының бөлігі жоғарыда көрсетілген заттың мөлшерін адам ағзасына қауіпті болуы мүмкін. Азия елдерінде табылған кейбір түрлері таза қышқыл ерітіндісінде көбейте алады. Олар егеуқұйрықтарды бақылау құралы ретінде пайдаланылады. Адам миының тінінде, сондай-ақ оның бұлшықеттерінде бұл металлдың жеткілікті мөлшері бар. Бұдан басқа, ол тырнақшада, шашта жиналады.

Дене сипаттамалары

Мышьяктың металға ұқсайтынына қарамастан, ол металл емес қасиеттерге ие. Мысалы, күкірт қышқылымен тұз қалыптастыра алмайды, қышқылдану элементі ретінде әрекет етеді. Мышьяк фосфорды еске түсіретін әртүрлі аллотроптық модификацияларда болуы мүмкін. Ең тұрақты - қызғылт мышьяк, ол қыздырғанда, йод сияқты азаяды.

Электрөткізгіштігі бойынша, бұл модификация мыстан кем, бірақ сынаптан асып кетеді. Мышьяк буларын салқындаған кезде сары фосфорға ұқсайтын сары реңктің жұмсақ мөлдір зат алуға болады. Жылыту процесінде ол осы химиялық элементтің басқа аллотроптық модификациясына айналады.

Мышьяк буларын шыныға қойған кезде, айнадай фильмнің көрінісін байқауға болады.

Мышьяк қосылыстары

Мышьяк жоғары тотықта тотығу дәрежесі +5, яғни оның жоғары валенттілігіне сәйкес келеді. Бірақ берілген металдардың буларының ылғалды ауадағы сублимациясында оның мышьяк ангидриді As2O _3- нің қара пленкасы _{пайда болады} . Бұл элементтің тотығы негізгі болып табылады. Бұл тотықта амфотериялық химиялық қасиеттері бар.

Тотығу процесінде ол жоғары тотыққа айналады , мұнда мышьяк тотығу дәрежесін +5 көрсетеді.

Таза метал сұйылтылған азот қышқылымен орто-арсен қышқылына H ₃ AsO ₃ дейін тотығады, онда оның валенты 3. Оның химиялық потенциалында ол бор қышқылына ұқсас орта қышқылдық қышқыл деп есептеледі. Тұздар жарықты төмендететін қасиеттері бар арсенит деп саналады.

Хлоридте металдың металды металл элементі ретінде әрекет ететін +3 тотығу күйі бар. Белсенді металдармен өзара әрекеттесу кезінде пайда болған тұз тәрізді арсенидтер су гидролизіне ұшырайды. Мысалы, арсин (AsH ₃ ) улы, түссіз газ, иіссіз.

Органомальды қосылыстар

Мышьяк түрлі органомальдық қосылыстарды құруға қабілетті. Мысалы, XVIII ғасырдың аяғында калий ацетаты мышьяк оксидімен (3) айдау арқылы жағымсыз иіспен шегетін сұйықтық алынды. Алынған өнім сағат деп аталды. Кейінгі зерттеулерде мышьяк бар екендігі анықталды.

Тоғызыншы ғасырдың соңында хош иісті арсендер синтезделді. Реакция мышьяк трихлориді және арил галогендік қоспаның металлы натриймен араласуы арқылы жүзеге асырылды. Осы өнімдердің кейбіреулері микробқа қарсы қасиеттерді көрсетті. Бүгінгі күні ондаған мың органохлор қосылыстарының синтезі жүргізілуде.

Мышьяк қолдану

Барлық алынатын металдардың жартысынан көбі түрлі қосылыстар түрінде қолданылады. Оның таза формасында бұл іс жүзінде қолданылмайды. Аз мөлшерде ол мойынтіректер қорытпаларына енгізіледі. Мұндай қоспалар дайын өнімнің қаттылығына оң әсер етеді, сондықтан олар электрлік кабельдер мен аккумуляторларды өндіруде талап етіледі.

Мышьяктың минималды дозалары коррозияға төзімділікті жоғарылатуға, жезден және мысның жылу өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Егер бұл элемент қосымша қоспасыз болса, онда ол жартылай өткізгіш құрылғылар өндірісінде талап етіледі. Оларды жасау үшін мышьяк германом немесе кремниймен біріктіріледі.

Бұдан басқа, бұл болаттарды жасау үшін тамаша қоспалаушы қоспалар. Бағалы саптама ретінде, түстік металлургияда мышьяк қажет. Тіпті қорытпадағы аз мөлшерде болса да, өндірілетін өнімнің беріктігін едәуір жақсартуға болады. Мышьяк құю барысында сіңімділікті арттырады, сым алу процесін жеңілдетеді.

Бұл өтпелі металлдың өндіріске кері әсерін тигізеді. Оның рудада болуы процесті зиянды өндіріске айналдырады.

қызығушылық түрлі мышьяк қосылыстарының арасында оның үш валентті оксиді болып табылады. Ол қазіргі уақытта шыны өнеркәсібінде пайдаланылады. антисептикпен ретінде көрсеткіші сұраныстың 5 Тұздар. экспонаттар қос қасиеттері ортаның процесі ағынының байланысты, өйткені Бұл өтпелі элемент заманауи химия өнеркәсібі ең танымал бірі болып табылады.