Mishyak azot guruhining kimyoviy elementi (davriy jadvalning 15-guruhi). Bu mo'rt modda (a-arsenik) bo'lib, romboedr kristall panjarali metall nashrida. 600 ° C gacha qizdirilganda, sublimatlar sifatida. Bug 'sovutilganda yangi modifikatsiya paydo bo'ladi - sariq mishyak. 270°C dan yuqori haroratda barcha As shakllari qora mishyakga aylanadi.
Kashfiyot tarixi
Mishyak kimyoviy element sifatida tan olinishidan ancha oldin ma'lum bo'lgan. IV asrda. Miloddan avvalgi e. Aristotel hozir realgar yoki mishyak sulfid ekanligiga ishonilgan sandarak deb nomlangan moddani eslatib o'tgan. Va milodiy 1-asrda. e. yozuvchilar Pliniy Elder va Pedanius Dioscorides orpiment tasvirlangan - bo'yoq As2S3. XI asrda. n. e. "mishyak" ning uchta turi ajratilgan: oq (As4O6), sariq (As2 S 3) va qizil (A4S4). Elementning o'zi, ehtimol, birinchi marta 13-asrda Buyuk Albert tomonidan ajratilgan bo'lib, u mishyak, boshqa nomi As2S3 bo'lganida metallga o'xshash moddaning paydo bo'lishini ta'kidlagan. , sovun bilan isitilgan. Ammo bu tabiat olimi sof mishyak olganiga ishonch yo'q. Sof kimyoviy elementni izolyatsiya qilishning birinchi haqiqiy dalili1649 yil. Nemis farmatsevti Iogann Shreder mishyakni uning oksidini ko'mir ishtirokida qizdirish orqali tayyorladi. Keyinchalik frantsuz shifokori va kimyogari Nikolas Lemeri ushbu kimyoviy elementning oksidi, sovun va kaliy aralashmasini isitish orqali hosil bo'lishini kuzatdi. 18-asr boshlariga kelib, mishyak noyob yarim metall sifatida tanilgan edi.
tarqalishi
Yer qobig'ida mishyak kontsentratsiyasi past bo'lib, 1,5 ppm ni tashkil qiladi. U tuproq va minerallarda uchraydi va shamol va suv eroziyasi orqali havo, suv va tuproqqa tarqalishi mumkin. Bundan tashqari, element atmosferaga boshqa manbalardan kiradi. Vulqon otilishi natijasida havoga yiliga 3 ming tonnaga yaqin mishyak, mikroorganizmlar yiliga 20 ming tonna uchuvchi metilyarsin hosil qiladi, qazib olinadigan yoqilgʻining yonishi natijasida esa shu davrda 80 ming tonna ajralib chiqadi..
As o'lik zahar bo'lishiga qaramay, u ba'zi hayvonlar va ehtimol odamlarning ratsionining muhim qismidir, garchi kerakli doz kuniga 0,01 mg dan oshmasa.
Mishyakni suvda eruvchan yoki uchuvchi holatga aylantirish juda qiyin. Uning juda harakatchanligi, moddaning katta kontsentratsiyasi biron bir joyda paydo bo'lishi mumkin emasligini anglatadi. Bir tomondan, bu yaxshi, lekin boshqa tomondan, uning tarqalish qulayligi mishyak bilan ifloslanishning tobora ortib borayotgan muammoga aylanishiga sabab bo'lmoqda. Inson faoliyati tufayli, asosan, tog'-kon va eritish orqali, odatda harakatsiz kimyoviy element ko'chib o'tadi va hozir uni nafaqat joylarda topish mumkin.uning tabiiy konsentratsiyasi.
Yer qobig'idagi mishyak miqdori bir tonna uchun 5 g ni tashkil qiladi. Kosmosda uning kontsentratsiyasi har million kremniy atomiga 4 atom deb baholanadi. Ushbu element keng tarqalgan. Mahalliy davlatda oz miqdori mavjud. Qoida tariqasida, 90-98% tozaligi bilan mishyak hosilalari surma va kumush kabi metallar bilan birga topiladi. Ammo uning katta qismi 150 dan ortiq turli minerallar - sulfidlar, arsenidlar, sulfoarsenidlar va arsenitlar tarkibiga kiradi. Arsenopirit FeAsS eng keng tarqalgan As-tarkibli minerallardan biridir. Boshqa keng tarqalgan mishyak birikmalari realgar minerallari As4S4, orpiment As2S 3, lellingit FeAs2 va enargit Cu3AsS4. Arsenik oksidi ham keng tarqalgan. Ushbu moddaning katta qismi mis, qoʻrgʻoshin, kob alt va oltin rudalarini eritish natijasida hosil boʻlgan yon mahsulotdir.
Tabiatda mishyakning faqat bitta barqaror izotopi mavjud - 75As. Sun'iy radioaktiv izotoplar orasida 76Yarimparchalanish davri 26,4 soatni tashkil qiladi. Mishyak-72, -74 va -76 tibbiy diagnostikada qo'llaniladi.
Sanoat ishlab chiqarishi va qoʻllanilishi
Metal mishyak arsenopiritni havosiz 650-700 °C gacha qizdirish orqali olinadi. Agar arsenopirit va boshqa metall rudalar kislorod bilan qizdirilsa, u bilan osonlikcha aralashib, oson sublimatsiyalangan As4O6, shuningdek, ma'lum kabi "oqmishyak". Oksid bug'i yig'iladi va kondensatsiyalanadi, keyin esa resublimatsiya orqali tozalanadi. Aksariyat As oq mishyakdan uglerodni kamaytirish natijasida hosil bo'ladi.
Metalik mishyakning jahon iste'moli nisbatan kichik - yiliga atigi bir necha yuz tonna. Iste'mol qilinadigan narsalarning aksariyati Shvetsiyadan keladi. Metalloid xossalari tufayli metallurgiyada ishlatiladi. Qo'rg'oshin otishni ishlab chiqarishda taxminan 1% mishyak ishlatiladi, chunki u eritilgan tomchining yumaloqligini yaxshilaydi. Qo'rg'oshin asosidagi qotishmalarning xususiyatlari, ular tarkibida taxminan 3% mishyak bo'lsa, termal va mexanik jihatdan yaxshilanadi. Qo'rg'oshin qotishmalarida bu kimyoviy elementning oz miqdori mavjudligi ularni batareyalar va kabel zirhlarida ishlatish uchun qattiqlashtiradi. Arsenikning kichik aralashmalari mis va guruchning korroziyaga chidamliligini va termal xususiyatlarini oshiradi. Sof shaklda kimyoviy element As bronza qoplamasi va pirotexnika uchun ishlatiladi. Yuqori darajada tozalangan mishyak yarimo'tkazgich texnologiyasida qo'llaniladi, bu erda u kremniy va germaniy bilan, shuningdek, diodlar, lazerlar va tranzistorlarda galliy arsenid (GaAs) shaklida qo'llaniladi.
Ulanishlar
Mishyakning valentligi 3 va 5 boʻlgani va u -3 dan +5 gacha boʻlgan oksidlanish darajalariga ega boʻlganligi sababli, element har xil turdagi birikmalar hosil qilishi mumkin. Tijoriy jihatdan eng muhimi uning oksidlari bo'lib, ularning asosiy shakllari As4O6 va2O5. Odatda oq mishyak deb nomlanuvchi mishyak oksidi mis, qoʻrgʻoshin va boshqa baʼzi metallar rudalarini, shuningdek, arsenopirit va sulfid rudalarini qovurish natijasida hosil boʻladigan qoʻshimcha mahsulotdir. Ko'pgina boshqa birikmalar uchun boshlang'ich materialdir. Bundan tashqari, u pestitsidlarda, shisha ishlab chiqarishda oqartiruvchi vosita sifatida va terilar uchun saqlovchi sifatida ishlatiladi. Mishyak pentoksidi oksidlovchi moddaning (masalan, nitrat kislotasi) oq mishyakga ta'sirida hosil bo'ladi. Bu insektitsidlar, gerbitsidlar va metall yopishtiruvchi moddalarning asosiy tarkibiy qismidir.
Arsin (AsH3), mishyak va vodoroddan tashkil topgan rangsiz zaharli gaz, yana bir ma'lum moddadir. Mishyak vodorodi deb ham ataladigan modda metall arsenidlarini gidrolizlash va kislota eritmalarida mishyak birikmalaridan metallarni qaytarish natijasida olinadi. U yarimo'tkazgichlarda dopant sifatida va harbiy zaharli gaz sifatida foydalanishni topdi. Qishloq xo'jaligida mishyak kislotasi (H3AsO4), qo'rg'oshin arsenat (PbHAsO44 4 ) va k altsiy arsenat [Ca3(AsO4)2
], ular tuproqni sterilizatsiya qilish va zararkunandalarga qarshi kurashda ishlatiladi.
Mishyak koʻplab organik birikmalar hosil qiluvchi kimyoviy element. HowOne (CH3)2As−As(CH3)2 , masalan, keng qo'llaniladigan qurituvchi (quritish vositasi) - kakodil kislotasini tayyorlashda ishlatiladi. Elementning murakkab organik birikmalari ma'lum kasalliklarni davolashda qo'llaniladi, masalan, amyoba dizenteriyasi,mikroorganizmlar keltirib chiqaradi.
Jismoniy xususiyatlar
Jismoniy xossalari jihatidan mishyak nima? Eng barqaror holatda, u past issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega, mo'rt, po'latsimon kulrang qattiq moddadir. As ning ba'zi shakllari metallga o'xshash bo'lsa-da, uni metall bo'lmaganlar deb tasniflash mishyakning aniqroq tavsifidir. Mishyakning boshqa turlari ham bor, lekin ular yaxshi oʻrganilmagan, ayniqsa sariq rangli metastabil shakli, As4 molekulalaridan iborat, oq fosfor P4. Arsenik 613 °C da sublimatsiyalanadi va taxminan 800 °C gacha dissotsiatsiyalanmaydigan As4 molekulalari kabi bug’ shaklida mavjud. As2 molekulalarga toʻliq dissotsiatsiya 1700 °C da sodir boʻladi.
Atomning tuzilishi va bog'lanish qobiliyati
Mishyakning elektron formulasi 1s22s22p63s23p63d104s24p 3 - azot va fosforga o'xshaydi, chunki uning tashqi qobig'ida beshta elektron bor, lekin oxirgi qavatda ikkita yoki sakkiz o'rniga 18 ta elektron bo'lishi bilan ulardan farq qiladi. Beshta 3d orbitalni to'ldirishda yadroga 10 ta musbat zaryadning qo'shilishi ko'pincha elektron bulutining umumiy pasayishiga va elementlarning elektron manfiyligining oshishiga olib keladi. Davriy jadvaldagi mishyakni ushbu naqshni aniq ko'rsatadigan boshqa guruhlar bilan solishtirish mumkin. Misol uchun, ruxning umumiy ekanligi qabul qilinadimagniydan va galyumdan alyuminiydan ko'ra ko'proq elektronegativdir. Biroq, keyingi guruhlarda bu farq torayadi va ko'pchilik kimyoviy dalillarning ko'pligiga qaramasdan, germaniy kremniydan ko'ra ko'proq elektronegativ ekanligiga qo'shilmaydi. Fosfordan mishyakga 8-18-elementli qobiqqa o'xshash o'tish elektronegativlikni oshirishi mumkin, ammo bu munozarali bo'lib qolmoqda.
As va P ning tashqi qobig’ining o’xshashligi shuni ko’rsatadiki, ular qo’shimcha bog’lanmagan elektron jufti ishtirokida har bir atomda 3 ta kovalent bog’ hosil qilishi mumkin. Shuning uchun oksidlanish darajasi nisbiy o'zaro elektronegativlikka qarab +3 yoki -3 bo'lishi kerak. Mishyakning tuzilishi, shuningdek, elementning 5 ta bog'lanish hosil qilishiga imkon beruvchi oktetni kengaytirish uchun tashqi d-orbitaldan foydalanish imkoniyati haqida gapiradi. U faqat ftor bilan reaksiyaga kirishganda amalga oshiriladi. As atomida kompleks birikmalar hosil bo'lishi uchun (elektron berish orqali) erkin elektron juftining mavjudligi fosfor va azotga qaraganda ancha kamroq aniqlanadi.
Mishyak quruq havoda barqaror, ammo nam havoda qora oksid bilan qoplanadi. Uning bugʻi oson yonib, As2O3 hosil qiladi. Erkin mishyak nima? Suv, ishqorlar va oksidlanmaydigan kislotalar deyarli ta'sir qilmaydi, lekin nitrat kislota bilan +5 holatga qadar oksidlanadi. Galogenlar, oltingugurt mishyak bilan reaksiyaga kirishadi va koʻplab metallar arsenidlarni hosil qiladi.
Analitik kimyo
Mishyak moddasini 25% taʼsirida choʻkmaga tushadigan sariq rangli oʻsimta sifatida sifat jihatidan aniqlash mumkin.xlorid kislota eritmasi. As izlari odatda uni arsinga aylantirish orqali aniqlanadi, uni Marsh testi yordamida aniqlash mumkin. Arsin termal parchalanib, tor nay ichida qora mishyak oynasini hosil qiladi. Gutzeit usuliga ko'ra, simob xlorid bilan singdirilgan zond, arsin ta'sirida, simob chiqishi tufayli qorayadi.
Mishyakning toksikologik xususiyatlari
Element va uning hosilalarining toksikligi juda zaharli arsin va uning organik hosilalaridan tortib, nisbatan inert bo'lgan oddiy Asgacha bo'lgan keng diapazonda o'zgarib turadi. Uning organik birikmalaridan kimyoviy jangovar vositalar (lyuzit), vesikant va defoliant (5% kakodil kislota va 26% natriy tuzining suvli aralashmasi asosidagi Agent Blue) foydalanish bizga mishyak nima ekanligini aytib beradi.
Umuman olganda, bu kimyoviy elementning hosilalari terini bezovta qiladi va dermatitga olib keladi. Bundan tashqari, mishyak o'z ichiga olgan changdan nafas olish yo'li bilan himoya qilish tavsiya etiladi, ammo ko'pincha zaharlanish u yutilganda sodir bo'ladi. Sakkiz soatlik ish kuni uchun changdagi As ning ruxsat etilgan maksimal konsentratsiyasi 0,5 mg/m3. Arsin uchun doz 0,05 ppm ga kamayadi. Ushbu kimyoviy elementning birikmalarini gerbitsid va pestitsid sifatida ishlatishdan tashqari, farmakologiyada mishyakdan foydalanish sifilisga qarshi birinchi muvaffaqiyatli dori bo'lgan salvarsanni olish imkonini berdi.
Sog'likka ta'sir
Mishyak eng zaharli elementlardan biridir. Berilgan kimyoviy moddaning noorganik birikmalariModdalar tabiiy ravishda oz miqdorda bo'ladi. Odamlar mishyak bilan oziq-ovqat, suv va havo orqali ta'sir qilishi mumkin. Ta'sir qilish terining ifloslangan tuproq yoki suv bilan aloqasi orqali ham sodir bo'lishi mumkin.
Oziq-ovqatlarda mishyak miqdori ancha past. Biroq, baliq va dengiz mahsulotlarining darajasi juda yuqori bo'lishi mumkin, chunki ular kimyoviy moddalarni o'zlari yashaydigan suvdan o'zlashtiradi. Baliqdagi noorganik mishyakning katta miqdori inson salomatligi uchun xavf tug'dirishi mumkin.
Madda bilan ishlaydigan, u bilan ishlov berilgan yog'ochdan qurilgan uylarda va o'tmishda pestitsidlar ishlatilgan qishloq xo'jaligi erlarida yashaydigan odamlar ham moddaga ta'sir qiladi.
Noorganik mishyak odamlarda turli xil sog'liqqa ta'sir ko'rsatishi mumkin, masalan, oshqozon va ichakning tirnash xususiyati, qizil va oq qon hujayralari ishlab chiqarilishining kamayishi, terining o'zgarishi va o'pkaning tirnash xususiyati. Ushbu moddani katta miqdorda iste'mol qilish saraton, ayniqsa teri, o'pka, jigar va limfa tizimi saratoni rivojlanish ehtimolini oshirishi mumkin, deb ishoniladi.
Noorganik mishyakning juda yuqori konsentratsiyasi ayollarda bepushtlik va homila tushishiga, dermatitga, infektsiyalarga qarshilikning pasayishiga, yurak muammolariga va miya shikastlanishiga olib keladi. Bundan tashqari, bu kimyoviy element DNKga zarar etkazishi mumkin.
Oq mishyakning halokatli dozasi 100 mg.
Elementning organik birikmalari saraton yoki genetik kodga zarar keltirmaydi, lekin yuqori dozalardaasab kasalliklari yoki qorin og'rig'i kabi inson salomatligiga zarar etkazish.
Xususiyatlar
Mishyakning asosiy kimyoviy va fizik xossalari quyidagilardan iborat:
- Atom raqami - 33.
- Atom vazni 74,9216.
- Kulrang qolipning erish nuqtasi 36 atmosfera bosimida 814 °C.
- Kulrang zichlik 5,73g/sm3 14°C da.
- Sariq mogʻor zichligi 2,03 g/sm3 18°C da.
- Mishyakning elektron formulasi 1s22s22p63s23p63d104s24p 3 .
- Oksidlanish holatlari – -3, +3, +5.
- Mishyak valentligi 3, 5.
