Właściwości chemiczne arsenu (25 faktów, które powinieneś wiedzieć)

Arsen jest metaloidem i występuje w minerałach w połączeniu z siarką i metalami. Wyjaśnijmy pokrótce właściwości chemiczne arsenu.

Arszenik jest srebrnoszarym, kruchym, krystalicznym i naturalnie występującym ciałem stałym, powszechnie występującym w skorupie ziemskiej. Jest to powszechna domieszka typu n w półprzewodnikach. Spala się szybko w powietrzu w podwyższonej temperaturze i tworzy białą chmurę trójtlenku arsenu.

Omówmy szczegółowo położenie arsenu w układzie okresowym, jak również temperaturę topnienia, temperaturę wrzenia, alotropy, izotopy, promień i energie jonizacji.

Symbol arsenu

Nazwa każdego pierwiastka chemicznego jest skrócona do krótkiej formy dla wygody pisania. Są one znane jako symbol chemiczny. Zobaczmy symbol arszeniku.

Symbol arszeniku używany w okresowy jest jak. Nazwa „arszenik” pochodzi od greckiego słowa „Arsenikon”, co oznacza żółty pigment.

Okres arsenu w układzie okresowym

Pierwiastki chemiczne należące do tego samego okresu (rzędu poziomego) mają taką samą liczbę powłok elektronowych. Znajdźmy okres arszeniku w układzie okresowym.

Arszenik należy do 4th okres układu okresowego między germanem a selenem.

Grupa arsenu w układzie okresowym

Pierwiastki chemiczne należące do tej samej grupy (kolumna pionowa) mają podobny rodzaj właściwości fizycznych i chemicznych. Sprawdźmy grupę arszeniku.

Arszenik jest pierwiastkiem z grupy 15, a wszystkie te pierwiastki z grupy 15 są znane jako pniktogeny.

Blok arsenu w układzie okresowym

Blok w układzie okresowym nazywany jest zbiorem pierwiastków pogrupowanych według ich najbardziej zewnętrznych powłok. Zobaczmy blok arszeniku w układzie okresowym.

Arszenik jest blok p pierwiastka, ponieważ ma niecałkowicie wypełniony orbital p w swojej konfiguracji elektronowej (4p3).

Liczba atomowa arsenu

Połączenia Liczba atomowa (całkowita liczba protonów) pomaga zidentyfikować każdy zwykły pierwiastek, ponieważ jest inny dla każdego pierwiastka. Znajdźmy to.

Liczba atomowa arsenu wynosi 33, ponieważ ma łącznie 33 protony w swoim jądrze.

Masa atomowa arsenu

Waga atomowa, średnia waga pierwiastka, jest obliczana w celu rozwiązania problemów stechiometrycznych. Zobaczmy masę atomową arszeniku.

Arszenik ma masę atomową 74.92 amu (jednostka masy atomowej). Uważa się, że jest to masa jednego atomu arsenu.

Elektroujemność arsenu według Paulinga

Elektroujemność, mierzona w różnych skalach, to tendencja każdego atomu do przyciągania do siebie par elektronowych wiązania kowalencyjnego. Omówmy to szczegółowo.

Arszenik ma wartość elektroujemności 2.18 w skali Paulinga. Ale ta wartość elektroujemności wynosi 2.82 w skali elektroujemności Sandersona i 2.20 w skali elektroujemności Allreda Rochowa.

Gęstość atomowa arsenu

Gęstość atomowa to stosunek masy atomowej do objętości atomowej wyrażony w kg/m3 lub g/cm3. Obliczmy gęstość atomową arsenu.

Arsen ma gęstość atomową 5.727 g/cm3.

Temperatura topnienia arsenu

Temperatura topnienia lub temperatura upłynnienia (przy której zaczyna się topić ciało stałe) zależy od ciśnienia standardowego. Sprawdźmy temperaturę topnienia arszeniku.

Arszenik ma temperaturę topnienia 816.80 C przy 36 ciśnieniu atmosferycznym (atm). Ciekły stan arsenu może być możliwy tylko pod bardzo wysokim ciśnieniem.

Temperatura wrzenia arsenu

Temperatura wrzenia odnosi się do określonej temperatury, w której prężność pary elementu staje się równa ciśnieniu atmosferycznemu. Skomentujmy to.

Arszenik nie ma temperatury wrzenia, ale ma temperaturę sublimacji, co oznacza, że ​​stały arsen jest bezpośrednio przekształcany w arsen gazowy. Posiada punkt sublimacji 6130 C.

Promień arsenału Van der Waalsa

Promień Van der Waalsa to połowa odległości między dwoma atomami, które nie są połączone wiązaniami i należą do dwóch sąsiednich cząsteczek pierwiastka. Zmierzmy to.

Arszenik ma promień Van der Waalsa wynoszący 185 pm, ale ma znacznie mniejszy promień atomowy wynoszący 115 pm.

Promień jonowy/kowalencyjny arsenu

Promień jonowy to odległość od jądra do najbardziej zewnętrznej powłoki jonu, podczas gdy promień kowalencyjny to połowa długości wiązania kowalencyjnego. Wyjaśnijmy to.

Promień kowalencyjny arsenu wynosi 119 µm, a promień jonowy As(III) wynosi 72, a As(V) 60 µm.

Izotopy arsenu

Pierwiastki mające tę samą liczbę protonów, ale inną liczbę masową (proton + neutron) są znane jako izotopy. Poznajmy izotopy arsenu.

IzotopyObfitość (w %)Tryb zaniku
73Assynε, γ
74Assynε, γ, β+, β-
75As100stabilny
Różne izotopy arsenu

Powłoka elektroniczna z arsenem

Obudowy elektroniczne to różne stany energetyczne, w których krążą elektrony, lub jest to określone przez zewnętrzną część jądra atomu. Porozmawiajmy o tym.

Arszenik ma w sumie 5 powłok elektronicznych, a wszystkie 33 elektrony są ułożone w 2, 8, 18 i 5 sposobów w tych 5 powłokach.

Energia arsenu pierwszej jonizacji

Pierwszą energię jonizacji pierwiastka można ilościowo opisać równaniem X (g) + energia = X+ (g) +e-. Wyjaśnijmy to.

Pierwsza energia jonizacji arsenu to 947.0 kJ/mol.

Energia arsenu drugiej jonizacji

Druga energia jonizacji określa energię potrzebną do usunięcia najmniej związanego elektronu z jonu, który jest w stanie utlenienia +1. Sprawdźmy to.

Druga energia jonizacji potrzebna do przekształcenia As(I) do As(II) wynosi 1798 KJ/mol.

Energia arsenu trzeciej jonizacji

Trzecia energia jonizacji określa energię wymaganą do wychwycenia elektronu ze stanu utlenienia +2 dowolnego atomu. Znajdźmy to dla arsenu.

Arsen ma trzecią energię jonizacji 2735 KJ/mol.

Stany utleniania arsenu

Stan utlenienia, teoretyczny ładunek pierwiastka, odnosi się do liczb całkowitych, które mogą być dodatnie, ujemne lub zerowe. Wyjaśnijmy to.

Możliwe są następujące stany utlenienia arsenu:

  • -3
  • 0
  • +3 (większość związków arsenoorganicznych)
  • +5 (najbardziej stabilne nieorganiczne związki tlenowe arsenu)

Konfiguracje elektronów arsenowych

Określenie konfiguracji elektronowej (układ elektronów w różnych powłokach) pomaga opisać wiązania chemiczne. Porozmawiajmy o tym szczegółowo.

Elektroniczna konfiguracja arsenu to [Ar] 3d10 4s2 4p3 ponieważ ma w sumie 33 elektrony.

Numer CAS arsenu

Identyfikator CAS (Chemical Abstracts Service) odnosi się do unikalnego numeru identyfikacyjnego zapisanego jako trzy części oddzielone dwoma myślnikami. Zobaczmy numer CAS arsenu.

Arszenik ma numer rejestru CAS 7440-38-2.

Arsen ChemSpider ID

Identyfikator ChemSpider to unikalny numer identyfikacyjny, który różni się w zależności od elementu. Dowiedzmy się, jak ChemSpider ID arszeniku.

Identyfikator arszeniku ChemSpider to 4514330.

Arsenowe formy alotropowe

Formy alotropowe to różne formy pierwiastka chemicznego. Istnieje również w tych formach w zależności od ich odpowiedniej stabilności. Wyjaśnijmy to.

Istnieje 3 inna alotropy arsenu możliwe na ziemi.

Nazwa alotropówStructure
Arsen szary (najbardziej stabilny)Rhomboedral
Czarny arsenRombowy
Żółty arsenCzworościenny
Różne alotropowe formy arsenu

Klasyfikacja chemiczna arsenu

W zależności od właściwości i pozycji w układzie okresowym dokonuje się klasyfikacji chemicznej pierwiastka. Omówmy to szczegółowo.

Arsen może być chemicznie sklasyfikowany jako pierwiastek z grupy azotu lub pniktogen elementem.

Stan arsenu w temperaturze pokojowej

Stan dowolnego związku może być ogólnie trzech typów. Są stałe, płynne i gazowe. Sprawdźmy, czy arsen jest ciałem stałym, cieczą czy gazem w temperaturze pokojowej.

Arsen jest dostępny w naturze jako stały związek, ponieważ ma znacznie wyższą temperaturę topnienia i sublimacji.

Czy arsen jest paramagnetyczny?

Paramagnetyzm dowolnego związku można określić na podstawie obecności lub nieobecności niesparowanych elektronów. Sprawdźmy, czy As jest paramagnetyczny, czy nie.

Arszenik jest paramagnetyczny związek, ponieważ ma w sumie 3 niesparowane elektrony na swoich orbitalach 4p, które są przyciągane przez zewnętrzne pole magnetyczne i wykazują słaby magnetyzm.

właściwości chemiczne arsenu
Niesparowane elektrony arsenu

Wnioski

Chociaż arszenik nie jest tak przyjaznym dla przyrody pierwiastkiem chemicznym, ma różne zastosowania jako pestycyd, herbicyd i środek owadobójczy. Niewiele bakterii wykorzystuje również arszenik do oddychania.

Przeczytaj Więcej Czy arszenik jest plastyczny, kruchy lub plastyczny?