Arsenik oksidasyon dereceleri: arsenik kimyasal özellikleri

Oksidasyon durumunu düşünmeden önceArsenik, periyodik tablodaki yerini ve yapının özelliklerini ortaya çıkaracağız. Ek olarak, bu kimyasal elementin temel fiziksel ve kimyasal özelliklerini adlandıralım.

PS'deki pozisyonu

Arsenik, kimyasal ana oksidasyon durumlarıözellikler, uygulama - tüm bunlar, Mendeleev'in periyodik sisteminde elementin konumuna bakarak öğrenilebilir. Arsenik beşinci grupta yer alır, ana alt grup, azot ailesinin bir üyesidir. 74.9216 nispi atomik kütleye sahiptir. Arseniklerin oksidasyonunun ana dereceleri, SS'de bulunduğu gruba tam olarak bağlıdır. Bu elemanın 33 seri numarası vardır. Enerji seviyelerinin sayısı, elementin bulunduğu dönemin sayısına karşılık gelir, dört eşittir.

Her birinde elektron düzenini düşününatomik kabuk. İlk enerji seviyesinde sadece iki bağlı elektron vardır, ikinci kabuk sekiz parçacık tarafından işgal edilir: 2s ve 6p. Üçüncü seviyede, onlardan ayrı olarak, on d-elektron vardır, yani, sadece 18 parçacık. Dış enerji seviyesi bir 2s-elektronun yanı sıra üç adet eşlenmemiş p elektronudur. Arsenik olası oksidasyon derecelerini belirleyen valans elektronlarının sayısıdır.

Tarih Sayfaları

Beş "simyasal" a atfedilen arseniktir.Ortaçağdan bilinen öğeler. İlginç bir nokta, dördünün beşinci PS grubunda olmasıdır. Bu günlerde kimse arsenik oksitlenme derecesini belirlemek, ancak bağlantı başarılı renk yaratarak ilaç üretimi için kullanılmıştır.

Taş Devri'nin Bronz Çağı tarafından değiştirilmesinden sonra, insanlarBu alaşımın özel karakteristiklerle nasıl yapılacağını öğrendi. Bu arsenik yüzde 7 ve teneke sadece yüzde 3 kadar içerdiği ortaya çıkıyor. Bilim adamları, yeşil olan malakit yerine ilk bronzlaşmada bakır-arsenik minerallerin yeşil sülfidlerini aldıklarına inanıyorlar.

Elde edilen alaşımın inanılmaz performansı onu antik ustalar arasında popüler hale getirdi. Özellikle maddeyi içeren doğal mineralleri araştırdılar.

Bileşiklerde arsenik oksidasyon dereceleriPozitif, daha yüksek değerlerine karşılık gelir. Arsenik içeren sülfürleri tanımlamak için mineral ısıtılır. Spesifik bir sarımsak kokusunun ortaya çıkması, bileşikte arsenik varlığının doğrulanmasıdır. Arsenik bronzun eritilmesinden yavaş yavaş reddedildi. Üretimin sona erdirilmesinin nedenleri arasında, bilim adamları işyerinde ustaların sürekli zehirlenmesini talep ediyorlar.

Doğal Mineraller

Bir mineral şeklinde, düşündüğümüz maddeeski çağlardan beri bilinmektedir. Örneğin, 3 arsenik oksidasyon durumu, antik Çin'de "maden tozu" olarak bilinen bir bileşikte ortaya çıkar. Aristoteles, arsenik sülfür olan mineral sandarakı tanımladı. Latin dilinden çevrilmiş, adı "altın boya" gibi geliyor. Sarı boya olarak o uzak zamanlarda kullanıldı.

Onbirinci yüzyılda simyacılarBu maddenin farklı çeşitleri. Bu türler tarafından temsil edilen bileşiklerde arsenik oksidasyon dereceleri grup sayısına karşılık gelir. AS4S4 (pararealgar) - beyaz arsenik Hexavalent oksit, sülfür adı verilen sarı ve kırmızı diyelim.

Beyaz varyant, safsızlıkların süblimasyonuyla elde edildi.arsenik dahil bakır cevherleri yakma işlemi. Gaz halindeki kondensasyon olarak arsenik oksit beyaz bir tortu halinde çökelir. Eski çağlardan beri zararlıları yok etmek için kullanılmıştır.

Onüçüncü yüzyılda, Büyük Albertbir metal madde elde edilir. Sarı arseniği sabunla ısıtdı. Etkileşimin sonucu olarak elde edilen madde, yedi metalin gezegenlerle "gizemli bağlantısını" doğrulamamıştır. Belki de tam olarak, antik simyacılar tarafından ortaya çıkan çelişki nedeniyle, arsenik “meşru” bir unsur olarak görülüyordu. O uzak zamanlarda bakırın beyaz bir renk verebilme kabiliyetinin bir araç olduğu için "ağartıcı Venüs" olduğu ortaya çıkmıştı.

Bireysel bir madde olarak, bukimyasal element sadece on yedinci yüzyılın ortasında tespit edilmiştir. Alman eczacı Johann Schröder, kömür oksitlerinin kimyasal olarak azaltılmasıyla onu izole etmeyi başardı. Bir süre sonra, Nichola Lemery potasyum, sabun, arsenik oksit ısınarak metali çıkarmayı başardı. 18. yüzyılda bu metal olağandışı bir "semimetal" olarak biliniyordu.

18. yüzyılın sonunda İsveçli kimyager K.V. Scheele, arsenik asitinin en yüksek oksidasyon derecesinin görüldüğü arsenik asit elde etmiştir: +5. Ondokuzuncu yüzyılda arsenik içeren organik maddeler tespit edildi.

Doğada olmak

Arsenik en yüksek ve en düşük oksidasyon derecesidoğal bileşiklerinde ortaya çıkar. Yerkabuğunda, bu elementin konsantrasyon yüzdesi ton başına 5 gramı geçmez. Birçok mineralde nikel, kobalt, bakır, demir ile eşzamanlı olarak bulunur.

Şu anda yaklaşık iki yüzdüşündüğümüz kimyasal elementi içeren çeşitli doğal mineraller. Daha yüksek ve daha düşük arsenik oksidasyonu gösterdiklerinden, farklı bir uygulamaya sahiptirler. Örneğin, antimon ile birlikte arsenik, negatif bir oksidasyon durumu sergiler. Bu metalin elektronegativitesi düşük olduğu göz önüne alındığında, arseniğin en düşük oksidasyonu -3'tür. Bu gösterge, arsenitlerin yanı sıra mineral almontit için de karakteristiktir.

bileşimin özgüllüğü verilen metallerin arsenik olan çoğu bileşikleri, kimyasal elementin bileşimin değiştirilmesiyle karakterize edilen bir intermetalik bileşiktir.

Arsenitlerin özellikleri

Arsenitler çeşitli içeriklerle karakterize edilir.Kristal örgülerin benzer yapısına sahip metaller. Bu mineraller metalik parlaklık ile karakterize edilirler, opaktırlar, hafif bir sertliğe sahiptirler.

Doğal arsenitlerin örnekleri olarak, aşağıdaki bileşikler düşünülebilir:

• piritine benzer lellingit;
• nikel, nikel kırmızı pirit olarak refere edilir;
• langisit;
• Oregon;
• sperrylite.

Bu elbette tam bir liste değilbenzer mineraller - şu anda yaklaşık yirmi beş bu tür bileşikler vardır. Doğada en yaygın olanları arasında arsenopirit denilen arsenopirit sayılabilir. Pirit içindeki sülfür atomlarının arsenik ile değiştirilmesiyle elde edilen bir üründür. En yüksek arsenik oksidasyonunun ortaya çıkmadığı bu tür bileşiklere sülfosalt denir.

Analogları kobalt parıltısını düşünüyor.gersdorfit, enargit ve aynı zamanda proustite. İkincisi, değerli damarların üst tabakasında bulunan önemli bir gümüş cevheridir. Sülfosfatların bileşimi, platin grubunun soy metallerini içerebilir. Bunlar arasında ilgi, orsit yanı sıra irarsite tarafından temsil edilir. Bileşiminde, organik ve inorganik sentezlerde mükemmel katalizörler olarak kullanılan nadir metaller bulunur.

Arsenik oksidasyonunun maksimum derecesiBu doğal sülfürler gösterilmektedir. Örneğin, portakal rengi-sarı bir dimorph bir arsenik sülfid (5) temsil eden. Geçen yüzyılın otuzlu yılında Verkhoyansk Range güneyindeki üyelik sülfit içeren orpiment, üç değerlikli arsenik, doğal yatakları bulunmuştur. tespit edilen kristallerin boyutu yaklaşık 60 uzunluğu santimetre ve 30 kg, tahmini ağırlık idi.

Arsenatların özellikleri

Arsenik olası oksidasyon dereceleri olabilirtuz örneğini düşünün. Böylece, arsenat olarak adlandırılan arsenik asit bileşikleri, bu metal için maksimum değeri gösterir: +5. Bu tür bileşiklerin bir örneği olarak, parlak pembe bir renge sahip olan eritrin veririz. Bu tuz kobalt rengi olarak adlandırılır, Co3 (AsO4) 2 * 8H formülüne sahiptir₂O. Aynı zamanda, (Ce, La, Nd) ArO biçimindeki kahverengimsi kırmızı gölgenin gazrolitini de dikkate almak mümkündür.₄.

İsveç'in merkezinde, LangbanaElli farklı arsenatın bulunduğu demir-manganez ocakları bulunmuştur. Bu bileşikler, düşük sıcaklıklarda arsenik asidin manganez hidroksit (2) ile etkileşimi ile oluşturulmuştur.

Arsenatlarda oksidasyon durumları nelerdirArsenik? Bu tuzların özellikleri, içlerindeki kükürtün varlığını doğrular. Endüstriyel uygulamaların olmamasına rağmen, estetik görünümleri, bunların mineralojik koleksiyonlar oluşturulmasında kullanılmasına izin verir.

İlginç bir hikaye kupfernikel, hangisinikel mineraline karşılık gelir. Ortaçağ Alman madencileri Nickel, dağın kötü ruhunu çağırdı ve "sahte bakır", "kupfernickel" olarak adlandırıldı. Ustalar bu mineralin bakır-kırmızı kristallerinin dışsal benzerliklerini bakır cevherleriyle ortaya çıkardılar. Elde edilen ürüne yeşil bir renk vermek için cam yapımında kullanıldılar. Yalnızca on sekizinci yüzyılın ortalarında, mineralog Axel Kronstedt bu mineralden nikeli çıkarmayı başardı.

Doğada konaklama özellikleri

Arsenik yüksek atalet ile karakterizedirbu yüzden doğal bir durumda bulunabilir. Kompozisyondaki benzer bir metal, esas olarak gümüş, demir, kobalt, nikel olacak şekilde yüzde iki ila on altılık kirliliğe sahiptir. Ülkemizde jeologlar Amur Bölgesi Transbaikalia'da yerli arsenik keşfettiler.

Kayalarda, minerallerde ve bitkilerde bulunabilir, bu yüzden haklı olarak her yerde bulunan eleman olarak adlandırılır.

Maksimum ve minimum derece nedirarsenik oksidasyonu? En yüksek değer, bu öğenin bulunduğu ve +5 olan grubun sayısına karşılık gelir. Bu, indirgeme özelliklerini sergileyen bileşikler için tipiktir. Bu eşsiz metalin daha fazla detayı daha sonra ele alınacaktır.

Dünyada, arsenik son derece dengesiz dağılmıştır. Bunun nedeni, litosferin oluşumunun yanı sıra tortul kayaçlar ve topraklarda meydana gelen desorpsiyon ve sorpsiyon süreçleridir.

Bu metalin suda mükemmel çözünürlüğü nedeniyle kolayca göç eder. Örneğin, nemli bir iklimde, toprağın dışında yıkanır, ardından yer altı suları ve nehirler ile birlikte hareket eder.

Fizyolojik eylem

Önemli miktarlarda arsenik,maden suları. Bu metalin içeriği için belirli standartlar vardır. İzin verilen değerler aşıldığında, insan vücuduna ciddi bir zarar verme tehlikesi doğar. Kimyasal çalışmalar sırasında arsenik doğal su içinde çeşitli formlarda bulunabilir. Arsenik oksidasyon durumları ne olmalı? Suda bulunan bileşiklerin özellikleri, metalin bir arsenik asit çözeltisi olarak varlığını teyit eder.

Canlı formda Arsenik 1 başına yaklaşık 6 mg içerirkg. Deniz yosununun bir kısmı, yukarıdaki maddeyi insan vücudu için tehlikeli olabileceği ölçüde biriktirebilir. Asya ülkelerinde bulunan türlerinin bazıları saf asit çözeltisinde çoğalabilirler. Sıçanların kontrol edilmesi için bir araç olarak kullanılırlar. İnsan beyin dokusunda, kaslarında olduğu gibi, bu metalin yeterli bir miktarı vardır. Ayrıca tırnak plakalarında bulunur, saçta birikir.

Fiziksel özellikleri

Arsenik gibi görünüyor gerçeğine rağmenMetal, aynı zamanda metalik olmayan özelliklere de sahiptir. Örneğin, asit oluşturan bir eleman olarak hareket eden sülfürik asitli tuzlar oluşturamaz. Arsenik, fosforu anımsatan çeşitli allotropik modifikasyonlarda bulunabilir. En istikrarlı olan, gri arsenik olan, ısıtıldığında, iyot gibi sublimes.

Elektriksel iletkenliğe göre, bu değişiklikBakır verir, ancak civa aşar. Arsenik buharını soğuduğunda, sarı fosfor gibi sarı bir tonun yumuşak şeffaf bir maddesini alabilirsiniz. Isıtma sürecinde bu kimyasal elementin başka bir allotropik modifikasyonuna dönüşür.

Bir cam üzerine arsenik buharları yayarken, bir ayna filminin görünümünü gözlemleyebilir.

Arsenik bileşikleri

Yüksek oksitde arsenik oksidasyon derecesi+5, yani, daha yüksek valansına karşılık gelir. Ama nemli havada belirli bir metalin buharlarının süblimasyonunda, arsenik anhidrit As2O'nun siyah bir filmi₃. Bu formda, esas olarak, bu elementin bir oksiti vardır. Bu oksit amfoterik kimyasal özellikler gösterir.

Oksidasyon işleminde arsenik oksidasyon derecesinin +5 değerini gösterdiği daha yüksek bir okside dönüştürülür.

Saf metal, orto-arsenik asit H'ye seyreltik nitrik asitle oksitlenir.₃ASO₃3 değerlik bir değere sahiptir. Kimyasal özelliklerine göre, borik aside benzer bir orta mukavemet asidi olarak kabul edilir. Tuzlar parlak iyileşme özellikleri gösteren arsenitler olarak kabul edilir.

Klorürde, metal +3 oksidasyon durumuna sahiptir.Tipik bir metal eleman olarak davranır. Aktif metaller ile etkileşim sırasında oluşan tuzlu arsenitler, sulu hidrolize tabi tutulur. Örneğin, arsin (AsH₃) Toksik, renksiz bir gazdır, kokusuzdur.

Organometalik bileşikler

Arsenik çeşitli şekillendirme yapabilirorganometalik bileşikler. Örneğin, 18. yüzyılın sonunda, arsenik oksit (3) potasyum asetat ile damıtılarak, hoş olmayan bir kokuya sahip bir sigara sıvısı elde edildi. Elde edilen ürün alarsin olarak adlandırıldı. Daha sonraki çalışmalarda, arsenik içerdiği tespit edildi.

On dokuzuncu yüzyılın sonunda sentezlendiaromatik arsinler. Reaksiyon arsenik triklorür karışımı ve metalik sodyum ile bir aril halojenür etkisi altında gerçekleştirildi. Bu ürünlerin bir bölümü antimikrobiyal özelliklere göstermiştir. Bugüne kadar, on arsenik, organik madde binlerce sentezi.

Arsenik uygulaması

Tüm kıyılmış metallerin yarısından fazlasıçeşitli bileşikler formunda kullanılır. Saf haliyle pratik olarak kullanılmamaktadır. Az miktarda, yatak alaşımlarına enjekte edilir. Bu tür katkı maddeleri bitmiş ürünün sertliği üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir, bu nedenle elektrik kabloları ve bataryaların üretiminde talep edilirler.

Minimum arsenik dozları artmaya katkıda bulunurkorozyon direnci, pirinç ve bakırın termal performansını artırır. Bu eleman ek kirlilik içermiyorsa, yarı iletken cihazların üretiminde talep edilir. Bunları oluşturmak için arsenik germanyum veya silikon ile kaynaştırılır.

Ek olarak, mükemmel bir alaşımdırçelikler oluştururken katkı maddesi. Değerli bir nozul olarak, demir dışı metalurjide arsenik de gereklidir. Alaşımdaki düşük içeriğiyle bile, üretilen ürünün mukavemetini önemli ölçüde iyileştirmek mümkündür. Arsenik, döküm sırasında bakırın akışkanlığını arttırır ve bir tel elde edilmesini kolaylaştırır.

Bu geçiş metalinin üretim üzerinde belirli bir olumsuz etkisi de vardır. Cevherdeki varlığı süreci zararlı üretime dönüştürür.

Çeşitli arsenik bileşikler arasındaüç değerlikli oksidini temsil eder. Şu anda cam eşyalarda kullanılmaktadır. Antiseptik olarak +5 göstergesi olan tuzlar talep edilmektedir. Bu geçiş elemanı, proses ortamına bağlı olarak çift özellik sergilediğinden, modern kimyasal üretimde en çok talep edilenlerden biridir.