原子序数 33 · 类金属
砷 As
别名: Arsenic
砷是一种外观呈灰色金属光泽的类金属,它的名字几乎成了毒药的代名词。然而它也是高速半导体的成分,还是治疗某种白血病的有效药物的基础。如今,地下水中的砷是全世界饮用水面临的最严重的化学威胁之一。
主要性质
| 原子序数 | 33 |
|---|---|
| 原子量 | 74.922 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 类金属 |
| 族 | 15 |
| 周期 | 4 |
| 区 | p |
| 物态(25 °C,1 atm) | 固态 |
| 熔点 | 1090 K (816.9 °C) (1 atm 下升华) |
| 沸点 | 887 K (613.9 °C) |
| 密度 | 5.776 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | 2.18 |
| 原子半径(范德华半径) | 185 pm |
| 第一电离能 | 9.815 eV |
| 电子亲和能 | 0.81 eV |
| 氧化态 | +5, +3, -3 |
| 发现 | 古代 |
电子排布
- 简写
- [Ar]4s2 3d10 4p3
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 18 · 5
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
砷的化合物在古代就已为人所知。黄色的雌黄和红色的雄黄被用作颜料和药物,在希腊和罗马的著作中都有记载。中世纪学者大阿尔伯特常被认为在13世纪前后分离出了这种元素,但究竟是谁最早制得它并不确定。
三氧化二砷无色无味,这使它从中世纪到19世纪一直是臭名昭著的毒药。1836年,英国化学家詹姆斯·马什设计出一种灵敏度极高的检测方法,能发现组织中极微量的砷,这是法医毒理学的一座里程碑。
1910年,保罗·埃尔利希推出了治疗梅毒的含砷化合物“撒尔佛散”(606)。它被视为第一种为攻击特定病原体而设计的现代合成药物,开启了化学疗法的时代。
名称由来
英语名称经由拉丁语arsenicum追溯到希腊语arsenikon,一般认为它与指黄色矿物雌黄的波斯语zarnikh有关。元素符号 As 来自拉丁语形式。中文“砷”以石字旁加“申”字,取其读音;三氧化二砷在中国古称“砒霜”,是著名的毒药。
主要用途
- 半导体:砷化镓和砷化铟镓用于射频芯片、激光二极管和红外器件,砷也是硅中常用的n型掺杂剂。
- 合金:少量的砷能使铅变硬,历史上曾用于电池板栅和铅弹。
- 医学:三氧化二砷是治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的标准药物。
- 木材防腐:铬化砷酸铜(CCA)曾保护木材达数十年之久,但如今许多国家限制其用于住宅。
同位素
砷只有一种稳定同位素砷-75,因此天然砷是单一同位素元素,其原子量被测得非常精确。人工可以制造多种放射性同位素,但除了用作研究示踪剂之外,几乎没有日常用途。
日常生活中
砷会自然地从岩石中溶出、进入地下水。孟加拉国和印度西孟加拉邦的管井受到砷污染,致使数千万人暴露其中,常被称为史上规模最大的群体中毒事件之一。世界卫生组织建议饮用水中砷的准则值为每升10微克。
水稻从淹水稻田中吸收的砷比大多数作物都多,因此大米制品中含有少量砷;淘洗大米并用大量的水煮饭,可以在一定程度上降低含量。海产品和海藻中的砷大多是毒性低得多的有机形态。
19世纪,舍勒绿和巴黎绿等含砷绿色颜料被用来给墙纸、织物甚至糖果着色,许多疾病案例被归咎于它们。
小知识
- 在常压下,灰砷不会熔化,而是在约615 °C时直接升华为蒸气。
- 加热的砷会散发出一种类似大蒜的气味。
- 由于砷的熔点(约1,090 K)高于其升华点,液态砷只能在加压条件下存在。
同族元素 (15)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。