元素的基本信息
元素符号:As
原子序数:33
中文名称及拼音:砷 shēn
英文名称:Arsenic
相对原子质量:74.922
原子核外电子排布式:[Ar]3d104s24p3
重要的同位素及其天然丰度:75As 100%
常见的同素异形体:黄砷,灰砷,黑砷
地壳中的含量(mg·kg-1):1.8
海洋中的含量(mg·L-1):3.7×10-3
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):
人体中含量占体重百分数(%):
常见氧化态:-3,0,+3,+5
元素电负性:2.01
原子半径(pm):121(单键),111(双键)
离子半径(pm):222(As3-,CN=6),58(As3+,CN=6),
33.5(As5+,CN=4),46(As5+,CN=6)
元素第一电离能(kJ·mol-1):944.46
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):77.574
单质的基本物理量
化学式:As
熔点(°C):817
沸点(°C):616(升华点)
密度(g·cm-3):1.97(黄砷),4.9(黑砷),
5.75(灰砷)
比热容298.15K(mol-1·K-1):24.6(灰砷)
熔化热(kJ·mol-1):24.44(灰砷)
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):302.5±13
单质的热力学数据
化学式:As
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s,灰砷),302.5(g,灰砷)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(s,灰砷),261.0(g,灰砷)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
35.1(s,灰砷),174.2(g,灰砷)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:雄黄、雌黄、砒霜、砷镍矿、砷锑矿,自然界中能找到极少量的砷的晶体。
常见存在形式的化学式:As4S4,As2S3,As2O3,NiAs3,SbAs,As
主要存在地:智利、美国、加拿大、墨西哥、菲律宾。我国的砷资源相对集中,主要分布在中南及西部地区。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
As + 3H+ + 3e ⇌ AsH3 -0.608
As2O3 + 6H+ + 6e ⇌ 2As + 3H2O 0.234
HAsO2 + 3H+ + 3e ⇌ As + 2H2O 0.248
AsO-2 + 2H2O + 3e ⇌ As + 4OH -0.68
H3AsO4 + 2H+ + 2e ⇌ HAsO2 + 2H2O 0.560
AsO3-4 + 2H2O + 2e ⇌ AsO-2 + 4OH -0.71

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
As3+ S2- 2.1×10-22

元素发现简史
发现时间、发现者:

1250年 德国炼金术士马格努斯(Albert Magnus)

命名时间、命名者:

不详

命名的意思:

一说源于波斯语zarnikh和叙利亚语zarniqa(黄色);另一说源于希腊语arsenikon,这是一种民间词源,是希腊语arsenikos的中性形式,表示“有毒”“强烈”,最后引入到法语和英语中,元素符号也源于此。

发现简史:

砷的硫化物和氧化物在两千多年前就引起了人们的兴趣。人们把黄色的硫化砷在空气中煅烧便可制备氧化砷,即中国古代有名的毒药“砒霜”。早在青铜器时代,人们便会使用一些含砷的青铜合金,因为砷的加入会使青铜合金变得更硬。另外,人们常利用砷化合物的毒性做杀虫剂等。

公元四世纪,中国东晋道教学者、著名炼丹家、医药学家葛洪(自号抱朴子)在其著作中曾记载过用有机物还原氧化砷的方法制备砷单质。而阿拉伯的炼金术士哈扬(Jabir ibn Hayyan)于公元815年前在其著作中曾提到砷的分离方法。但欧洲学者普遍认为最早从砷的化合物中提取出砷单质的是德国炼金术士马格努斯(Albert Magnus),他于1250年通过加热肥皂和硫化砷的混合物,分离出砷的单质。

参考文献
[1] [2019-08-02]. https://en.wikipedia.org/wiki/Arsenic#History.
[2] [2019-08-02]. https://www.rsc.org/periodic-table/element/33/Arsenic.