화학 원소 비소의 원자 번호는 33이고 기호는 문자 As입니다. 수많은 광물에는 비소가 포함되어 있으며 순수한 원소 결정으로도 발견될 수 있습니다. 종종 유황과 금속에서 볼 수 있습니다. 준금속에는 비소가 포함되어 있습니다. 그것은 여러 동소체를 가지고 있지만 금속성 외관을 가진 회색 형태는 산업에 중요한 유일한 형태입니다.
비소는 주로 납 금속에 사용됩니다. (예: 자동차 배터리 및 탄약). 반도체 전기 장치의 일반적인 n형 첨가제는 비소입니다. 또한 반도체 III-V 복합 갈륨 비소의 일부입니다. 살충제, 공학 목재 제품, 제초제 및 살충제는 모두 비소와 그 부산물, 특히 삼산화물로 만들어집니다.
비소와 그 화합물의 독성이 점차 이해됨에 따라 이러한 용도는 감소하고 있습니다.
몇몇 미생물 종은 비소 화합물의 호흡 대사 산물을 이용하는 능력이 있습니다. 쥐, 햄스터, 염소, 닭 및 기타 종의 식단에는 미량의 비소가 필요합니다. 포유류 대사의 일부인 것으로 알려져 있지 않습니다. 그러나 복잡한 생명체는 양이 과도하면 비소에 중독될 수 있습니다. 전 세계 수백만 명의 사람들이 지하수의 비소 오염 문제로 인해 영향을 받고 있습니다.
미국 환경 보호국(EPA)에 따르면 모든 형태의 비소는 인간의 건강에 중대한 위협이 됩니다. 비소는 2001년 미국 독성 물질 및 질병 등록 기관에서 발표한 슈퍼펀드 사이트의 유해 물질 우선 순위 목록에서 XNUMX위를 차지했습니다. 그룹 A 발암 물질 중 하나는 비소입니다.
비소 원소의 물리적 특성
회색, 금색, 검은색은 비소 원소의 가장 흔한 세 가지 동소체입니다. 회색이 가장 일반적입니다. 회색 비소의 이중층 구조(-As, 공간군 R3m No. 166)는 수많은 서로 맞물리는 주름 장식이 달린 3,5원 고리로 구성되어 있습니다. 회색 비소는 모스 경도가 XNUMX로 낮고 층간 결합력이 좋지 않아 잘 부서진다.
동일한 이중층에 있는 세 개의 원자는 다음 세 개의 원자보다 약간 더 가깝고 가장 가까운 이웃과 가장 가까운 이웃 사이에 왜곡된 팔면체 복합체를 형성합니다. 엄격한 규제로 5,73g/cm3 고밀도이다. 회색 비소는 비정질일 때 밴드갭이 1.2~1.4eV인 반도체로 변하는 반금속이다. 또한 회색 비소는 가장 저항력이 강한 균주입니다. 황색 비소는 가단성이며 사인(P4)과 유사한 밀랍입니다.
네 개의 원자 각각은 단일 결합에 의해 다른 세 개의 원자 각각에 부착되어 있으며 둘 다 사면체 구조로 배열되어 있습니다. 분자 특성으로 인해 이 불안정한 동소체는 가장 휘발성이 높고 가장 두껍고 독성이 있습니다.
비소 증기(As4)는 급속히 냉각되어 고체 금 비소를 형성합니다. 빛은 그것을 무색의 비소로 빠르게 전환시킵니다. 노란색 변종의 밀도는 1,97g/cm3'유형. 흑린과 흑비소는 구조적 유사성을 공유합니다. 무정형 비소는 수은 증기가 있을 때 결정화되고 약 100~220°C의 온도에서 침전되어 흑색 비소를 생성할 수 있습니다. 부서지기 쉽고 반투명합니다. 또한 검은색 비소는 나쁜 전기 운반체입니다. 비소는 삼중점이 3,628MPa(35,81atm)이기 때문에 상압에서 녹는점이 없으며 대신 887K(615°C)에서 고체에서 증기로 변합니다.
비소 원소의 동위원소
비소는 단일동위원소 물질이며 자연계에 안정한 동위원소는 75As 단 하나뿐입니다. 2003년에는 원자 질량이 60에서 92에 이르는 최소 33개의 방사성 동위원소도 생성되었습니다. 반감기가 80,30일인 73A가 가장 안정적입니다. 71A(t1/2=65.30시간), 72A(t1/2=26.0시간), 74A(t1/2=17.77일), 76A(t1/2=1.0942일), 77A(t1/2=38.83시간) 제외 , 다른 모든 원자는 반감기가 하루 미만입니다. 일부 샘플에서 안정한 75A보다 가벼운 동위원소는 +붕괴로 붕괴하는 경향이 있는 반면, 무거운 동위원소는 붕괴로 붕괴하는 경향이 있습니다.
원자 질량이 66에서 84까지인 최소 10개의 핵 이성질체가 보고되었습니다. 비소 이성질체의 가장 긴 반감기인 68mAs도 가장 안전합니다.
원소 비소의 화학
비소는 더 가벼운 인과 비슷한 전기 음성도 및 이온화 에너지를 갖기 때문에 대부분의 비금속과 쉽게 공유 분자를 형성합니다. 비소는 건조한 공기에서 안정적이지만 습기에 노출되면 황금색 청동 변색을 일으켜 결국 검은색 표면층으로 변합니다. 비소가 공기 중에서 가열되면 삼산화비소로 산화됩니다. 생성된 증기는 마늘 냄새가 납니다. 이 냄새는 arsenopyrite와 같은 아비산염 광물을 망치로 치면 알 수 있습니다.
더 잘 알려진 인 화합물과 동일한 구조를 공유하는 삼산화비소와 오산화비소는 산소 속에서 연소될 때 생성됩니다. 오불화 비소는 불소에서 연소될 때 형성됩니다. 대기압에서 가열하면 비소(및 일부 그 화합물)가 승화하여 887K(614°C)의 액체 상태에서 직접 기체로 변합니다. 삼중점은 1.090K(820°C) 및 3,63MPa입니다. 비소는 진한 황산, 진한 질산 및 약한 질산과 반응하여 비산, 비산 및 삼산화비소를 생성하지만 물, 알칼리 또는 비산화성 산과는 반응하지 않습니다.
아비산염은 비소가 금속과 반응할 때 형성됩니다. 그러나 As3 이온을 포함하는 음이온의 형성이 매우 흡열적이기 때문에 그룹 1 아비산염조차도 금속간 특성을 나타냅니다. 비소는 +5족 산화 상태에서 수직 이웃인 인 및 안티몬보다 훨씬 덜 안정적이며, 그 결과 오산화비소 및 비산은 강력한 산화제입니다. 비소는 또한 3d transition 시리즈를 따르는 게르마늄, 셀레늄 및 브롬과 이 속성을 공유합니다.
출처 : Wikipedia
Günceleme: 03/04/2023 11:32