砷
arsenic
　　元素符號As，又名砒，灰色半金屬。在元素周期表中屬ⅤA族，原子序數33，原子量74.9216。砷有多種同素異形體，室溫下最穩定的形態是灰砷，屬體心立方晶體。常見化合價為＋3、＋5和－3。
　　公元前四世紀希臘人亞里士多德 (Aristotle)的著作中已提到可能是雄黃的物質，稱之為arsenikon,希臘文arsen為強烈的意思,說明當時的希臘人已知砷化物的強烈毒性。拉丁文arsenium和 arsenic正是由這一詞演變而來。中國古代文獻中稱劇毒的三氧化二砷為砒石,砒字來源于“貔”，是古書上說的一種兇猛的野獸。1250年,歐洲的馬格努斯(A.Magnus)用硫化砷與肥皂一起加熱，首次制得元素砷。
　　砷在自然界的分布很廣，大多以硫化物形式夾雜在銅、鉛、錫、鎳、鈷、鋅、金等礦中。常見的含砷礦物有斜方砷鐵礦(FeAs₂),雌黃(As₂S₃),輝鈷礦(CoAsS),雄黃(AsS)，砷黃鐵礦(又稱毒砂FeAsS),輝砷鎳礦(NiAsS)，硫砷銅礦(Cu₃AsS₄)等。砷的主要來源是冶煉金屬硫化物礦時的副產品。中國湖南、廣西、云南等省區均有三氧化二砷的生產。
　　性質和用途 砷在空氣中加熱至200℃時,出現明顯的磷光,溫度更高(400℃)時燃燒,呈藍色火焰,形成三氧化二砷(As₂O₃)煙霧，并放出持久的大蒜味。砷在613℃時升華。金屬砷不溶于水，但溶于硝酸和熱硫酸中。
　　金屬砷主要用作合金添加劑，例如用于生產印刷用合金、黃銅(冷凝器和蒸發器)、蓄電池柵板（硬化劑）、耐磨合金、高強度結構鋼以及耐海水腐蝕用鋼等。高純砷主要用于生產化合物半導體如砷化鎵、砷化銦、鎵砷磷、鎵鋁砷等以及用作半導體摻雜劑。這些材料廣泛用于制作二極管、發光二極管、隧道二極管、紅外線發射管、激光器以及太陽能電池等。砷的化合物用于制造農藥、防腐劑、染料、醫藥等。

　　近年來砷及其化合物的世界年產量 (以As2O3計)約5萬噸，其中金屬砷約千噸。美國砷產量最大,其次是墨西哥、法國、瑞典、秘魯、蘇聯、菲律賓等國。1980年美國市場砷的價格(As99％)為300美分/磅，三氧化二砷(95％)33.25美分/磅。
　　砷的制取 氧化砷的制取 通常是將含砷高(As0.3％以上) 的硫化物精礦在回轉窯、多膛爐或流態化爐內于600～700℃焙燒，砷以As₂O₃揮發,揮發率可達90～95％。含砷煙氣應在進入收塵器以前，迅速通過175～250℃溫度區，以免冷凝成玻璃砷而粘結堵塞管道。收集到的煙塵一般含As₂O₃1～30％,把它和煤、黃鐵礦或方鉛礦混合，在反射爐中于500～700℃焙燒,得到含As₂O₃90％的粗白砷。粗白砷在反射爐內再升華一次，得到 As₂O₃含量為99％的精白砷。它是砷產品中用量最大的。中國煉錫廠是將冶煉收集的砷塵，放在電熱回轉窯內，間接加熱至800℃，使As₂O₃揮發，在收塵器內回收。
　　金屬砷的制取 一般采用As₂O₃碳還原法。將白砷與焦炭混合，放入鋼罐內，用電爐或其他工業爐，加熱至700～800℃，使砷蒸發，冷凝回收，可得純度超過99％的金屬砷。
　　制取氧化砷和金屬砷的流程見圖。

　　高純砷的制備 半導體材料（如硅）所需的摻雜劑用砷，為99.999％的高純砷，而化合物半導體（如砷化鎵）則要求砷的純度達到 99.9999～99.99999％。中國制備高純砷的工藝流程為：粗砷─→氯化─→精餾─→三氯化砷氫還原。主要提純過程是精餾。特別是采用砷填料精餾塔，可有效地除去硫和硒等難除的雜質。
　　三氯化砷可在850～900℃，以氫氣還原成為金屬砷，其反應如下：

上式在不同溫度下的平衡常數為34(750℃),120(900℃),252(1000℃)，431(1100℃)，因此反應可進行得很完全。產出的砷蒸氣在冷凝器內冷凝，控制適當的冷凝溫度和氫氣流量，可以制備具有金屬光澤的高純砷(99.9999～99.99999％)。
　　砷毒 所有可溶砷化物都有毒。砷和硫化砷是不溶物質，毒性小，但刺激皮膚。無機砷比有機砷毒性更大，三價砷比五價砷毒性大20倍。砷毒和鉛毒有相輔作用，一般這兩種金屬共存于同一生物中時，其毒性都會有所增加。生產中嚴禁用噴水來冷卻含砷的熱渣和把含砷廢渣露天堆放。要有嚴格的勞動保護措施。車間內空氣中的含砷量，一般規定為0.004毫克/米³。砷化氫是劇毒的氣體，在制備化合物半導體如鎵砷磷時，要防止砷化氫中毒。砷化氫在空氣中的最大容許濃度為0.05ppm。

砷

聲母:s

字頭:砷

四筆號碼:1667

注音:shēn

摘要:shen

筆畫:10畫

部首畫:05

部首:石部

釋義:非金屬元素，符號As。砷和砷的可溶性化合物有毒，可用以制合金、殺蟲劑等。舊稱砒（pī）。

部首查詢:05石部

砷

arsenic

　　一種化學元素 。 化學符號 As ，原子序數 33 ， 原子量74.92159，屬周期系ⅤA族 。古代羅馬人和希臘人都把雄黃（As2S2）稱為砷 ， 中國的煉丹 家則把雄黃和雌黃視為煉丹的必備藥劑 。1250 年德意志 A.馬格努斯用雄黃和肥皂共熱，制得砷 。砷在地殼中的含量為 5×10^-4％， 在自然界分布很廣，大多以硫化物的形式夾雜在銅 、鉛 、錫 、鎳 、鈷、鋅、金礦中，主要砷礦有斜方砷鐵礦（FeAs2）、雌黃（As₂S₃）、輝鈷礦（CoAsS）、雄黃（As₂S₂）、砷黃鐵礦( FeAsS )、輝砷鎳礦（NiAsS）、硫砷銅礦（Cu₃AsS₄）等。

　　砷有3種同素異形體：①灰砷 。在常溫下穩定 ，是脆的晶體，有金屬性，能傳熱和導電，密度5.727克／厘米³，在空氣中不易被氧化。②黃砷。淡黃色晶體，由灰砷的蒸氣迅速冷卻后形成，密度2.026克／厘米³，在室溫下暴露在空氣中即被氧化為As₄O₆，比灰砷不穩定 。 ③黑砷 。將砷化氫加熱而得，密度4.7克／厘米³，灰砷蒸氣緩慢冷卻也可得黑砷，它是無定形物質。砷的熔點817℃（2.8×106帕 )，613℃升華，在干燥的空氣中穩定，在潮濕的空氣中能生成黑色的氧化物薄膜，砷與水、非氧化性酸和堿不起作用，但能溶于硝酸和濃硫酸中。砷的氧化態為－3、＋3 、＋5 。砷的重要化合物有：①砷化氫（AsH₃）是無色、有大蒜味的劇毒氣體 。②砷的氧化物有As₄O₆和As₄O₁₀。③砷的含氧酸有亞砷酸（HAsO₂）和砷酸（H₃AsO₄）。砷及其化合物都有劇毒 ，從古至今，砒霜（氧化砷）一直被認為是能致人死命的毒藥。砷的制法為先將砷的硫化物礦氧化為氧化砷，然后再用碳還原，即可得到單質砷。高純度的砷是半導體材料硅的摻雜劑，提純方法是先將粗砷轉變為氯化砷，再通過精餾提純，最后用氫氣將三氯化砷還原為高純砷。砷主要用作合金添加劑，用于生產印刷用合金、黃銅、耐磨合金、耐海水腐蝕鋼。高純砷用于制造半導體硅和砷化鎵。三氧化二砷和砷酸鹽用作殺蟲劑和木材防腐劑。也用于玻璃和媒染劑生產。

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 下一頁