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阅读 8194 次 历史版本 0个 创建者:旭日东升 (2011/9/8 17:53:16)  最新编辑:旭日东升 (2011/9/8 17:53:16)
拼音:shēn
英文:arsenic
同义词条:arsenic
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  砷 (英文:arsenic)是一个知名的化学元素,元素符号As,原子序 33。第一次有关砷的纪录是在1250年,由大阿尔伯特所完成。 原子量是74.92。它是一种以有毒著名的类金属,并有许多的同素异形体,黄色(分子结构,非金属)和几种黒、灰色的(类金属)是一部份常见的种类。三种有着不同晶格结构的类金属形式砷存在于自然界(严格地说是砷矿,和更为稀有的自然砷铋矿和辉砷矿),但更容易发现的形式是砷化物与砷酸盐化合物,总共有数百种的矿物是已被发现的。最为人所知的有三氧化二砷(俗称砒霜)。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与许多种的合金中。
 

历史


 
砷
          金属砷
  Arsenic这个字源自于波斯语Zarnikh,意思是"黄色的雌黄". Zarnikh 又源自于希腊语的arsenikon和一个类似的希腊字"arsenikos",意思是阳性的或有权势的。砷化合物(雄黄、雌黄)在远古即被人所认识与使用。由于砷中毒的症状模糊不清,因此曾经被大量用于谋杀,直到马希氏实验,一个很准确测知砷存在的实验,出现为止。(另一种比较不敏锐但较为普遍的测试是赖因什测验。)由于砷被统治阶层使用于互相谋杀与它的隐密性,砷也被称作"国王用的毒药"和"毒药之王"。

  在青铜器时代,砷通常是掺杂在青铜里,这样可以使合金更为坚硬。(此种合金也称作"含砷青铜"。)大阿尔伯特(1193–1280)被认为是在1250年第一个分离出此种元素的欧洲人,方法是把肥皂与三硫化二砷共热。 1649年,Johann Schr?der发表了两种制备砷的方法。

  砷的炼金术符号卡戴特的发烟液体 (不纯的二甲基砷),第一个有机金属化合物,被卡戴特利用乙酸钾与三氧化二砷的反应合成出来。

  在维多利亚时代,"砷" (无色晶体,可溶于水的白色三氧化二砷)与醋和白垩石混和之后,然后给女人吃,使她们的皮肤更白,以表明她们并没有在田里工作。砷也被女性涂抹在她们的脸与手臂上以"加强她们的肤色"。一次在食物中掺杂了砷的意外导致了1858年的布拉福甜品中毒事件,导致了20人左右死亡,以及约200人因此生病。
 

化学性质


 
砷
              砷
  砷的化学性质与和他同一族的元素相近。就像磷一样,它可以化合出无色、无臭、结晶型的氧化物三氧化二砷与五氧化二砷,这两种化合物皆可潮解且在水中的溶解度极高并生成酸性化合物。砷酸是一种弱酸。它也像磷一样可以产生一种不稳定的气态化合物,砷化氢 (AsH3)。它们之间的相似性非常的高,以至于砷有时候会取代磷进行生化反应,导致砷中毒。但是,在剂量不至于中毒的情况下,可溶解的砷化合物被用作兴奋剂,并且曾经在18世纪时以很少的剂量当作药品来使用。

  当在空气中加热时,砷被氧化成三氧化二砷,在反应中产生的蒸汽,有种很类似蒜的气味。此种蒸气可以在用槌子敲打砷黄铁矿的时候被发现。砷(和一些砷化合物)在一大气压下加热会升华,直接从固体成为气体,跳过液体这一阶段。液态出现在20大气压或以上,这也说明了为什么它的熔点会高于沸点。
 

用途

简介

 
砷中毒
           砷中毒
  木材处理砷对昆虫、细菌与蕈类有极大的毒性,使得它成为处理木材的理想物质,全世界使用的铬酸铜砷,缩写为CCA,又称防腐盐,自1950年代将之工业化生产后,是砷的消耗中,比例占最大的。但由于砷造成的环境问题,大部分的国家已将其禁用,最先禁用的国家是欧盟美国,在2004年实施。

  在2002年,19600公吨的砷化合物中的九成都拿来处理木材,在2007年,仍有5280公吨的化合物中的一半被拿来处理木材。在欧盟,根据美国环境保护局的网站,自2003年12月31日,用CCA处理的木材不再被用来建造居住或公共用建筑,而改由ACQ、硼酸盐、铜唑类、环克座与普克利之类的替代处理方法。

  虽然被停用了,使用砷处理过的木材的处理问题是大众最关注的议题之一,大部分比较旧的而被处理过的木材是使用CCA处理的,用CCA处理的木材仍在大部份的国家被广泛使用,并且曾在20世纪后半被大量的当作建材使用。虽然大部分的国家在一些研究显示砷可能从木材中泄漏而进入附近的土壤中(例如从游乐器材中)后将其禁用,这种风险也存在于燃烧用CCA处理的木材中,直接或间接的摄取到燃烧CCA木材的灰烬造成了许多动物的死亡与一些人严重的中毒。人类的致死剂量约20 克的灰烬。一些建地或拆除地里的CCA木材可能不慎的被燃烧。废弃的CCA木材的处理法并没有全世界一致的标准,而有些人对现在通行的掩埋法有意见。
 

药物

  阿斯凡纳明(胂凡钠明)在18、19、20世纪,一部份的砷化合物被当作药物使用,包括阿斯凡纳明(被保罗·埃尔利希使用)与三氧化二砷(被汤玛士·弗勒所使用)。 阿斯凡纳明与新砷凡纳明曾是梅毒与锥虫病的药方,但后来被抗生素所取代。 三氧化二砷500年被应用于各种领域,但最主要是用于治疗癌症。在2000年,美国食品药品监督管理局同意把此种化合物开给得急性早幼粒细胞白血病并对维A酸有抗药性的病人。它也被弗勒用来治疗牛皮癣。最近有针对砷-74(一个正子发射者)的研究,使用这种同位素的好处是,在正电子发射计算机断层扫描时它的讯号比原先使用的碘-124清楚,因为碘倾向于往甲状腺聚集,导致不少的噪声。

颜料

  醋酸亚砷酸铜曾被用来当作绿色颜料,并有许多不同的俗名。包括'巴黎绿'与'宝石绿',它导致了不少的砷中毒。舍勒绿一种亚砷酸铜,曾在十九世纪用来当作在甜品内的食用色素。
 

军事

  第一次世界大战后,美国储存了20,000 吨的路易氏剂,一种含砷的化学武器,是其中的糜烂剂并会刺激肺。这些存货在1950年代后被用漂白剂无效化并被倒入墨西哥湾。

  在越南战争期间,美军曾使用蓝色枯叶剂(二甲砷酸)作为彩虹除草剂的一种,防止北越得到珍贵的粮食作物。
 

其他用途

 
砷污染
             砷污染
  许多种农业用杀虫剂、去籽剂与毒药。例如砷酸氢铅曾于20世纪当作果树用杀虫剂。它的使用有时候会导致使用喷雾剂的人的脑受损,近半个世纪以来,甲基砷酸钠(MSMA)与甲基砷酸二钠(DSMA),比较不毒的有机砷化物取代了砷酸盐在农业的角色。

  在动物的饲料里,特别在美国是防治疾病与刺激生长的一个方法。一个例子是在1995年至2000年,洛克沙砷曾占了嫩鸡幼年与成长饲料中的69.8%与73.9%。

  砷化镓是一种重要的半导体材料,使用在集成电路中,使用这种材料的集成电路速度比用硅的快的多(但也比用硅的贵的多)。不像砷,它是使用直接迁移,所以可以用在雷射二极管与LED中,把电能直接转成光能。在硅半导体中,砷也常被使用做为形成n型半导体时掺杂的元素之一。

  也被用在表面镀铜与烟火制造。

  接近2%的砷被用来制造铅合金,用于铅弹与子弹。

  少量的砷备加入黄铜,使之可以抵抗脱锌,这种等级的黄铜被用来制造水管配线。
 

安全性


  砷与它的许多化合物为超强的毒药,砷会经由许多机制干扰ATP的合成,在三羧酸循环中,砷会阻碍丙酮酸脱氢酶,并借由与其竞争磷酸根来分离氧化磷酸化,造成与能量相关的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸还原、粒线体呼吸作用与ATP合成被干扰。过氧化氢的生产量也会增加,可能会导致它产生出活性强的氧化合物与有氧化力的化合物。这些新陈代谢的干扰会由细胞坏死,非细胞凋亡导致多重器官衰竭导致死亡。解剖的话会发现许多砖红色的黏膜,产生的原因是严重出血。虽然砷会导致中毒,但它也可以当作保护的角色。

  在欧盟,en:directive 67/548/EEC将元素砷与其化合物被归类于"有毒的"与"对环境有危害的" 国际癌症研究机构(IARC)将砷与其化合物归类于第一类致癌物质,而欧盟也将三氧化二砷、五氧化二砷与砷酸盐归类于第一类致癌物质。 砷出现在饮用水里会导致砷中毒,其中最常见的是砷酸盐[HAsO42? ; As(V)]与亚砷酸[H3AsO3 ; As(III)]。砷有能力自由的在+3氧化态与+5氧化态来回转换,导致他在自然界中的来源更多。根据克罗、各罗尼克、玛拉伤与纽曼,了解什么可以促进+3价砷氧化或限制+5价砷还原对在被污染的地方使用生物降解法有很大的帮助。研究氧化三价砷的化学无机自营菌与异营的五价砷还原菌可以帮助了解砷的氧化还原。

  治疗慢性砷中毒的技术已经十分成熟,开药的第一天,英国的抗路易氏剂(重金属结合剂)会以5至300毫克每公斤的剂量,每四小时服用一次开给病人,第二天则是相同的剂量,但是改成每六小时服用一次,接下来的八天则是每八小时服用一次。

    词条分类[我来完善]

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