Ступені акіслення мыш'яку: хімічныя ўласцівасці мыш'яку

Перш чым разглядаць ступені акіслення мыш'яку, выявім яго становішча ў табліцы Мендзялеева і асаблівасці будынка. Акрамя таго, назавем асноўныя фізічныя і хімічныя ўласцівасці дадзенага хімічнага элемента.

Становішча ў ПС

Асноўныя ступені акіслення мыш'яку, хімічныя ўласцівасці, прымяненне - усё гэта можна даведацца, зірнуўшы на размяшчэнне элемента ў перыядычнай сістэме Мендзялеева. Мыш'як размяшчаецца ў пятай групе, галоўнай падгрупе, з'яўляецца прадстаўніком сямейства азоту. Ён мае адносную атамную масу 74,9216. Асноўныя ступені акіслення мыш'яку звязаныя менавіта з групай, у якой ён знаходзіцца ў ПС. Дадзены элемент мае 33 парадкавы нумар. Колькасць энергетычных узроўняў адпавядае нумару перыяду, у якім размяшчаецца элемент, яно роўна чатыром.

Разгледзім размяшчэнне электронаў на кожнай атамнай абалонцы. На першым энергетычным узроўні знаходзіцца ўсяго два спараных электрона, другую абалонку займаюць восем часціц: 2s і 6p. На трэцім узроўні, апроч іх, размяшчаецца дзесяць d-электронаў, гэта значыць усяго 18 часціц. Знешні энергетычны ўзровень уяўляе сабой 2s-электрона, а таксама тры неспаренных p-электрона. Менавіта колькасць валентных электронаў вызначае магчымыя ступені акіслення мыш'яку.

старонкі гісторыі

Менавіта мыш'як адносяць да пяці «алхімічным» элементам, вядомым са Сярэдніх стагоддзяў. Цікавым момантам з'яўляецца той факт, што чатыры з іх знаходзяцца ў пятай групе ПС. У тыя далёкія часы ніхто не ўмеў вызначаць ступені акіслення мыш'яку, але яго злучэння паспяхова ўжывалі для вырабу лекавых сродкаў, стварэння фарбаў.

Пасля змены каменнага стагоддзя бронзавай эпохай людзі навучыліся вырабляць дадзены сплаў з адмысловымі характарыстыкамі. Аказваецца, у яе складзе было да 7 адсоткаў мыш'яку і ўсяго 3 адсоткі волава. Навукоўцы лічаць, што пры першых выплаўлення бронзы замест малахіту, які мае зялёны колер, па памылцы бралі зялёныя сульфіды медна-мышьяковых мінералаў.

Дзіўныя эксплуатацыйныя якасці атрымоўванага сплаву зрабілі яго папулярным сярод старажытных майстроў. Яны спецыяльна шукалі ў прыродзе мінералы, якія змяшчаюць згаданае рэчыва.

Ступені акіслення мыш'яку ў злучэннях такога тыпу станоўчыя, адпавядаюць яго вышэйшай валентнасці. Для ідэнтыфікацыі сульфідаў, якія змяшчаюць мыш'як, мінерал награваюць. З'яўленне спецыфічнага часночнага паху з'яўляецца пацвярджэннем наяўнасці ў злучэнні мыш'яку. Паступова ад выплаўлення мышьяковистой бронзы адмовіліся. Сярод прычын спынення вытворчасці навукоўцы называюць пастаянныя атручвання майстроў падчас працы.

прыродныя мінералы

У выглядзе мінерала разгляданая намі рэчыва вядома з даўніх часоў. Напрыклад, ступень акіслення 3 мыш'як праяўляе ў злучэнні, вядомым у Старажытным Кітаі ў якасці «рудниковой пылу». Арыстоцель апісваў мінерал сандарак, які ўяўляе сабой сульфід мыш'яку. У перакладзе з лацінскай мовы яго назва гучыць як «залатая фарба». Ўжывалі яго ў тыя далёкія часы ў якасці жоўтага фарбавальніка.

У адзінаццатым стагоддзі алхімікамі вылучалася тры розных выгляду дадзенага рэчыва. Ступені акіслення мыш'яку ў злучэннях, прадстаўленых гэтымі разнавіднасцямі, адпавядаюць нумары групы. Белым мыш'яком называлі яго шасцівалентны аксід, жоўтым называлі сульфід, а чырвоным - As4S4 (тетрасульфид тетрамышьяка).

Белы варыянт атрымлівалі шляхам ўзгонкі прымешак у працэсе абпалу медных руд, у склад якіх уваходзіў мыш'як. Па меры кандэнсацыі з газападобнага стану адбываецца ссяданне аксіду мыш'яку ў якасці белага налёту. Ён са старажытных часоў ўжываўся ў якасці сродку для знішчэння шкоднікаў.

У трынаццатым стагоддзі Альбертам Вялікім было атрымана металлообразное рэчыва. Ён награваў з мылам жоўты мыш'як. Рэчыва, якое атрымліваецца ў выніку ўзаемадзеяння, што не пацвярджала «містычнай сувязі» сямі металаў з планетамі. Магчыма, менавіта з-за выяўленага супярэчнасці старажытнымі алхімікамі мыш'як лічыўся «незаконнанароджаным» элементам. Менавіта ў тыя далёкія часы была выяўлена яго здольнасць надаваць медзі белы колер, дзякуючы чаму яго пачалі называць сродкам, «адбельвае Венеру».

У якасці індывідуальнага рэчывы дадзены хімічны элемент быў ідэнтыфікаваны толькі ў сярэдзіне семнаццатага стагоддзя. Нямецкаму аптэкара Іягану Шредеру атрымалася вылучыць яго, правёўшы хімічнае аднаўленне аксідаў вугалю. Праз некаторы час Ніколе Лемер атрымалася вылучыць метал, награваючы Паташоў, мыла, аксід мыш'яку. У 18 стагоддзі гэта метал быў вядомы ў якасці незвычайнага «полуметалл».

У канцы 18 стагоддзя шведскім хімікам К. В. Шэель была атрымана мышьяковая кіслата, у якой праяўляецца вышэйшая ступень акіслення мыш'яку: +5. У дзевятнаццатым стагоддзі былі вызначаны арганічныя рэчывы, якія ўтрымліваюць мыш'як.

Знаходжанне ў прыродзе

Вышэйшая і найнізкая ступень акіслення мыш'яку праяўляюцца ў яго прыродных злучэннях. У зямной кары працэнтная канцэнтрацыя дадзенага элемента не перавышае 5 грамаў на тону. У многіх мінералах ён утрымліваецца адначасова з нікелем, кобальтам, меддзю, жалезам.

У цяперашні час вядома каля двухсот розных прыродных мінералаў, у склад якіх уваходзіць разгляданы намі хімічны элемент. Улічваючы, што ў іх выяўляецца вышэйшая і найнізкая ступень акіслення мыш'яку, яны маюць розны прымяненне. Напрыклад, у злучэнні з сурмой мыш'як праяўляе адмоўную ступень акіслення. Улічваючы той факт, што ў гэтага металу невысокая Электраадмо, найнізкая ступень акіслення мыш'яку складае -3. Гэты паказчык характэрны для арсенід, а таксама для мінерала аллемонтита.

Большая частка злучэнняў з металамі мыш'яку, улічваючы спецыфіку складу, уяўляе сабой интерметаллические злучэння, адрозныя пераменным складам гэтага хімічнага элемента.

характарыстыка арсенід

Для арсенід характэрна ўтрыманне некалькіх металаў, якія маюць падобнае будынак крышталічных рашотак. Дадзеныя мінералы характарызуюцца металічным бляскам, яны непразрыстыя, маюць нязначную цвёрдасць.

У якасці прыкладаў прыродных арсенід можна разгледзець наступныя злучэнні:

• леллингит, аналагічны пірыту;
• никелин, названы нікелевых чырвоным колчеданом;
• лангисит;
• Арэгон;
• сперрилит.

Гэта, зразумела, далёка не поўны пералік падобных мінералаў - на дадзены момант вылучаюць каля дваццаці пяці такіх злучэнняў. Сярод максімальна распаўсюджаных у прыродзе можна згадаць арсенопирит, названы мышьяковистым колчеданом. Ён уяўляе сабой прадукт, які атрымліваецца пры замяшчэнні атамаў серы ў пирите мыш'яком. Злучэння падобнага плану, у якіх не праяўляецца вышэйшая ступень акіслення мыш'яку, называюць сульфосолями.

Іх аналагамі лічаць кобальтавы бляск, герсдорфит, энаргит, а таксама Пруста. Апошні з'яўляецца важнай срэбнай рудой, якая знаходзіцца ў верхнім пласце каштоўных жыў. У склад сульфосолей могуць уваходзіць высакародныя металы плацiнавай групы. Сярод іх цікавасць уяўляе ирарсит, а таксама орсит. У іх складзе ёсць рэдкія металы, якія прымяняюцца ў якасці выдатных каталізатараў ў арганічных і неарганічных сінтэз.

Максімальная ступень акіслення мыш'яку выяўляецца ў яго прыродных сульфід. Напрыклад, у аранжавай-жоўтым диморфите, які прадстаўляе сабой сульфід мыш'яку (5). У трыццатыя гады мінулага стагоддзя былі выяўленыя прыродныя паклады аурипигмента, які ўключае ў свой склад сульфід трохвалентнага мыш'яку, на поўдні Верхаянску хрыбта. Памер выяўленых крышталяў дасягаў 60 сантыметраў у даўжыню, а вага ацэньваўся ў 30 кілаграмаў.

характарыстыка арсенат

Магчымыя ступені акіслення мыш'яку можна разгледзець на прыкладзе соляў. Так, злучэння мышьяковой кіслаты, названыя арсенат, дэманструюць максімальны паказчык для гэтага металу: +5. У якасці прыкладу такіх злучэнняў прывядзем эритрин, які мае яркі ружовы колер. Дадзеную соль называюць кобальтовые колерам, яна мае формулу Co3 (AsO4) 2 * 8H ₂ O. Таксама можна адзначыць і Гаспар бура-чырвонага адцення у выглядзе (Ce, La, Nd) ArO _4.

У цэнтры Швецыі выяўленыя лангбановские жалеза-марганцевый кар'еры, дзе было знойдзена і ахарактарызавана парадку пяцідзесяці розных арсенат. Гэтыя злучэнні ўтварыліся пры ўзаемадзеянні мышьяковистой кіслаты з гідраксідам марганца (2) пры невысокіх значэннях тэмпературы.

Якія ў арсенат праяўляюцца ступені акіслення мыш'яку? Характарыстыка гэтых соляў пацвярджае наяўнасць у іх серы. Нягледзячы на адсутнасць прамысловага прымянення, іх эстэтычны вонкавы выгляд дазваляе выкарыстоўваць іх для стварэння мінералагічных калекцый.

Цікавую гісторыю мае купферникель, які адпавядае мінералы никелину. Сярэднявечныя нямецкія гарнякі нікель называлі горнага злога духа, а «фальшывую медзь» называлі «купферникелем». Майстрамі было выяўлена вонкавае падабенства медна-чырвоных крышталяў дадзенага мінерала з меднымі рудамі. Ўжывалі іх у шклаварнай для надання атрымоўванаму прадукту зялёнага адцення. Толькі ў сярэдзіне васемнаццатага стагоддзя мінералогіі Аксель Кронштедту атрымалася вылучыць з гэтага мінерала нікель.

Асаблівасці размяшчэння ў прыродзе

Мыш'як характарызуецца высокай інэртнасцю, таму яго можна сустрэць і ў самароднае стане. Падобны метал у складзе мае ад двух да шаснаццаці адсоткаў прымешак, у асноўным імі будуць срэбра, жалеза, кобальт, нікель. У нашай краіне геолагамі быў знойдзены самародны мыш'як ў Амурскай вобласці, Забайкаллі.

Яго можна сустрэць і ў горных пародах, і ў мінералах, і ў раслінах, таму яго па праву часта называюць усюдыісным элементам.

Якая максімальная і мінімальная ступень акіслення мыш'яку? Найбольшае значэнне адпавядае нумару групы, у якой размяшчаецца дадзены элемент, і складае +5. Гэта характэрна для злучэнняў, у якіх ён праяўляе аднаўленчыя ўласцівасці. Больш падрабязна злучэння дадзенага унікальнага металу разгледзім крыху пазней.

Па зямным шары мыш'як распаўсюджаны вельмі нераўнамерна. Прычына заключаецца ў сфарміраванасці літасферы, а таксама ў десорбционных і сарбцыйных працэсах, якія адбываюцца ў ападкавых пародах і глебах.

Дзякуючы выдатнай растваральнасці дадзенага металу ў вадзе ён лёгка мігруе. Напрыклад, пры вільготным клімаце адбываецца яго вымыванне з глебы з наступным рухам разам з грунтавымі водамі, рэкамі.

фізіялагічнае дзеянне

У істотных колькасцях мыш'як змяшчаецца ў мінеральных водах. Існуюць пэўныя нарматывы па змесце дадзенага металу. Пры перавышэнні дапушчальных паказчыкаў ўзнікае сур'ёзная пагроза шкоды для чалавечага арганізма. У ходзе хімічных даследаванняў было выяўлена, што ў прыродным вадзе мыш'як можа ўтрымлівацца ў розных формах. Якія павінны быць ступені акіслення мыш'яку? Ўласцівасці злучэнняў, выяўленых у вадзе, пацвярджаюць прысутнасць металу ў выглядзе раствора мышьяковистой кіслаты.

Мыш'яку ў жывым выглядзе змяшчаецца каля 6 мг на 1 кілаграм. Частка марскіх водарасцяў можа назапашваць у сабе згаданае рэчыва ў такой ступені, што гэта можа быць небяспечным для арганізма чалавека. Некаторыя іх віды, якія знаходзяцца ў азіяцкіх краінах, здольныя размнажацца ў чыстым растворы кіслаты. Яны ўжываюцца ў якасці сродку барацьбы з пацукамі. У мазгавой тканіны чалавека, а таксама ў яго цягліцах знаходзіцца дастатковую колькасць дадзенага металу. Акрамя таго, ён прысутнічае ў ногцевых пласцінах, запасіцца ў валасах.

фізічныя характарыстыкі

Нягледзячы на тое што мыш'як вонкава нагадвае метал, у яго ёсць і неметалічныя прыкметы. Напрыклад, ён не здольны ўтвараць соляў з сернай кіслатой, выступаючы кислотообразующим элементам. Мыш'як здольны існаваць у розных алатропныя мадыфікацыі, нагадваючы фосфар. Самым ўстойлівым з'яўляецца шэры мыш'як, які пры награванні узганяць аналагічна ёду.

Па электрычнай праводнасці гэтая мадыфікацыя саступае медзі, але перавышае ртуць. Пры астуджэнні пароў мыш'яку можна атрымаць мяккае празрыстае рэчыва жоўтага адцення, падобнае з жоўтым фосфарам. У працэсе награвання ён ператвараецца ў іншую алатропныя мадыфікацыі дадзенага хімічнага элемента.

Пры аблозе пароў мыш'яку на шкле можна назіраць з'яўленне люстраной плёнкі.

злучэння мыш'яку

Ступень акіслення мыш'яку ў вышэйшым аксіду складае +5, то ёсць адпавядае яго вышэйшай валентнасці. Але пры узгонка пароў дадзенага металу ў вільготным паветры утвараецца чорная плёнка яго мышьяковистого ангідрыду As2O _3. Менавіта ў такой форме ў асноўным і існуе вокіс гэтага элемента. Дадзены аксід праяўляе амфотерные хімічныя ўласцівасці.

У працэсе акіслення ён ператвараецца ў вышэйшы аксід, дзе мыш'як дэманструе значэнне ступені акіслення +5.

Чысты метал акісляецца разведзенай азотнай кіслатой да ортомышьяковистой кіслаты H ₃ AsO _3, у якой ён мае валентнасць 3. Па сваіх хімічным магчымасцях яна лічыцца кіслатой сярэдняй сілы, аналагічнай борнай кіслаце. Солямі лічаць арсениты, якія праяўляюць яркія аднаўленчыя ўласцівасці.

У хларыд метал мае ступень акіслення +3, выступаючы ў якасці тыповага металічнага элемента. Солеобразных арсенід, якія ўтвараюцца пры ўзаемадзеянні з актыўнымі металамі, падвяргаюцца водным гідролізу. Напрыклад, арсин (AsH ₃₎ з'яўляецца атрутным бясколерным газам, пазбаўленым паху.

Металлоорганические злучэння

Мыш'як здольны ўтвараць розныя металлоорганические злучэння. Да прыкладу, у канцы 18 стагоддзя пры перагонцы з аксідам мыш'яку (3) ацэтату калія, была атрымана дымлівая вадкасць, якая мае непрыемны пах. Атрыманы прадукт быў названы аларсином. У наступных даследаваннях было выяўлена, што ў яго складзе прысутнічае мыш'як.

У канцы дзевятнаццатага стагоддзя былі сінтэзаваны араматычныя арсины. Рэакцыя была праведзена пры ўздзеянні на сумесь трихлорида мыш'яку і арилгалогенида металічным натрыем. Некаторыя з такіх прадуктаў дэманстравалі процівомікробным ўласцівасці. На сённяшні дзень ажыццяўляецца сінтэз дзясятка тысяч мышьякорганических рэчываў.

прымяненне мыш'яку

Больш за палову ўсяго здабываецца металу ўжываюць у выглядзе розных злучэнняў. У чыстым выглядзе ён практычна не выкарыстоўваецца. У невялікай колькасці яго ўводзяць у падшыпнікавыя сплавы. Такія дабаўкі станоўча адбіваюцца на цвёрдасці гатовага вырабы, таму яны запатрабаваныя ў вырабе электрычных кабеляў і акумулятараў.

Мінімальныя дозы мыш'яку спрыяюць павышэнню каразійнай стойкасці, паляпшаюць тэрмічныя паказчыкі латуні і медзі. Калі дадзены элемент не ўтрымлівае дадатковых прымешак, у такім выпадку ён запатрабаваны ў вырабе паўправадніковых прыбораў. Для іх стварэння мыш'як сплаўляюць з Германіяй альбо крэмніем.

Акрамя таго, ён з'яўляецца выдатнай легіравальных дадаткам пры стварэнні сталей. У якасці каштоўнай асадкі мыш'як неабходны і ў каляровай металургіі. Нават пры яго нязначным утрыманні ў сплаве можна істотна павысіць трываласць вырабляецца вырабы. Мыш'як павышае падчас ліцця цякучасць медзі, палягчаючы працэс атрымання дроту.

Ёсць і пэўнае адмоўны ўплыў гэтага пераходнага металу на вытворчасць. Яго наяўнасць у рудзе ператварае працэс ць шкодная вытворчасць.

Сярод разнастайных злучэнняў мыш'яку цікавасць уяўляе яго трохвалентны аксід. Ён і ў цяперашні час выкарыстоўваецца ў шклаварнай. Солі з паказчыкам +5 запатрабаваны ў якасці антысептыкаў. Дадзены пераходны элемент з'яўляецца адным з самых запатрабаваных у сучасным хімічнай вытворчасці, бо выказвае дваістыя ўласцівасці ў залежнасці ад асяроддзя праходжання працэсу.