ఆర్సెనిక్

ఆర్సెనిక్,  ₃₃As

సాధారణ ధర్మములు
ఉచ్ఛారణ	/ˈɑːrsənɪk/ (AR-sən-ik) as an adjective: /ɑːrˈsɛnɪk/ (ar-SEN-ik)
కనిపించే తీరు	metallic grey
ఆవర్తన పట్టికలో ఆర్సెనిక్
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium P ↑ As ↓ Sb జెర్మేనియం ← ఆర్సెనిక్ → సెలీనియం
పరమాణు సంఖ్య (Z)	33
గ్రూపు	గ్రూపు 15 (pnictogens)
పీరియడ్	పీరియడ్ 4
బ్లాక్	p-బ్లాక్
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం	[Ar] 4s2 3d10 4p3
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు	2, 8, 18, 5
భౌతిక ధర్మములు
STP వద్ద స్థితి	solid
ఉత్పతన స్థానం	887 K ​(615 °C, ​1137 °F)
సాంద్రత (గ.ఉ వద్ద)	5.727 g/cm3
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు	5.22 g/cm3
త్రిక బిందువు	1090 K, ​3628 kPa
సందిగ్ద బిందువు	1673 K, ? MPa
ద్రవీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)	(grey) 24.44 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)	? 34.76 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ	24.64 J/(mol·K)
బాష్ప పీడనం P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 553 596 646 706 781 874
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు	5, 3, 2, 1, -3 ​mildly acidic oxide
ఋణవిద్యుదాత్మకత	Pauling scale: 2.18
అయనీకరణ శక్తులు	(more)
పరమాణు వ్యాసార్థం	empirical: 119 pm
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం	119±4 pm
వాండర్‌వాల్ వ్యాసార్థం	185 pm
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణం	​trigonal
ఉష్ణ వాహకత	50.2 W/(m·K)
విద్యుత్ విశిష్ట నిరోధం	333 n Ω·m (at 20 °C)
అయస్కాంత క్రమం	diamagnetic
యంగ్ గుణకం	8 GPa
బల్క్ గుణకం	22 GPa
మోహ్స్ కఠినత్వం	3.5
బ్రినెల్ కఠినత్వం	1440 MPa
CAS సంఖ్య	7440-38-2
చరిత్ర
ఆవిష్కరణ	Early Bronze Age (2500 BC)
మొదటి సారి వేరుపరచుట	Albertus Magnus (1250)
ఆర్సెనిక్ ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోపు సమృద్ధి అర్ధ జీవితం (t1/2) క్షయం ఉత్పత్తి 73As syn 80.3 d ε 73Ge γ - 74As syn 17.78 d ε 74Ge β+ 74Ge γ - β− 74Se 75As 100% stable

మౌలిక సమాచారం

ఆర్సెనిక్ అనునది ఒక రసాయనిక మూలకం..ఆవర్తన పట్టికలో ఇది 15 వ సమూహం, p బ్ల్లాకు, 4 వ పెరియాడ్‌కు చెందినది. ఈ మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్య 33.మూలకంయొక్క రసాయనిక సంకేత అక్షరం As. ఈ మూలకం పలు ముడిఖనిజాలలలో, సాధారణంగాసల్ఫరు,, ఇతర లోహాల ఖనిజాలతో కలిసి లభిస్తుంది . కొన్ని సందర్భాలలో శుద్ధమై మూలక స్పటికంగా కుడా లభ్యం. ఆర్సెనిక్ ఒక ఉపధాతువు (metalloid) . ఇది పలు రూపాంతరములు (allotropes) గా కుడా ఉంటుంది.ఇందులో బూడిద రంగుది పారిశ్రామికంగా ఉపయోగకరమైనది.

చరిత్ర

పురాతన కాలం నుండే ఆర్సెనిక్ సల్పైడులు (ఆర్పిమెంట్:orpiment, రిఅల్గర్:realgar), ఆక్సైడులు మానవ వినియోగంలో ఉన్నట్లుగా తెలియ వచ్చుచున్నది. జోసిమోస్ (సిర్కా 300 సా.శ.) sandarach (realgar) నుండి ఆర్సెనిక్ అక్సైడును, దానినుండి ఆర్సెనిక్‌ను ఉత్పత్తి చెయ్యు పద్ధతిని వివరించాడు. ఆకాలంలో ఆర్సెనిక్ ను ప్రత్యర్థులను చంపుటకువిరివిగా వాడేవారు.ముఖ్యంగా పాలనలో ఉన్న వ్యక్తులను చంపుటకు వాడటం వలన దీనికి రాజుల విషం (poison of kings), విషరాజం (king of poisons) అని పిలేవారు. కంచుయుగంలో ఆర్సెనిక్‌ని కంచుకు దృఢత్వంకై, లోహతయారి సమయంలో కలిపేవారు.

• 1760 లో లూయిస్క్లాడ్ కాడేట్ డి గస్సికోర్ట్ (Louis Claude Cadet de Gassicourt) అను శాస్త్రవేత్త పొటాషియం అసిటేట్‌ను ఆర్సెనిక్ ట్రైఆక్సైడుతో చర్య జరిపించి కాడేట్ ఫ్యుమింగ్ లిక్విడ్ (Cadet's fuming liquid) అనుకార్బనిక లోహసమ్మేళనపదార్థాన్నిసృష్టించాడు.

ఉనికి-ఉత్పాదన

భూమి ఉపరితలంలో ఆర్సెనిక్ 1.5 ppm90.000 15 %) వరకు ఉండును.మన్నులోలో 1-10 ppm, సముద్ర జలంలో 1.6 ppb ఉండును. బ్రిటిష్ జియోలోజికల్ సర్వే,, సంయుక్త రాష్ట్రాల జియోలోజికల్ సర్వే ప్రకారం,2005 లో ఆర్సెనిక్ తెల్లఆర్సెనిక్ ఉత్పత్తిలో మొదటి స్థానంలో ఉండి, ప్రపంచంలో ఉత్పత్తిలో 50%వంతు ఉత్పత్తి చైనాదే. ఆర్సెనిక్‌ను ఉత్పత్తి చెయ్యు మిగిలిన దేశాలు చిలీ, పెరు, మొరోక్కోలు. ఆర్సెనిక్ ఉత్పత్తి వలన పరిసరాల కలుషితం కారణంగా అమెరికా, యూరోప్‌లు ఆర్సెనిక్ ఉత్పత్తిని నిలిపి వేసినవి. రాగి, సీసం లోహలను శుద్ధి కరించునపుడు ఆర్సెనిక్ ఉప ఉత్పత్తిగా జనించును. అర్సేనో పైరేట్‌ను గాలిలో కాల్చడం వలన ఆర్సెనిక్ (iii) ఆక్సైడ్ నేరుగా బాష్పశీలత చెంది, ఐరన్ ఆక్సైడ్ శేషంగా మిగులును. గాలి లేకుండగా కాల్చడం వలన లోహ ఆర్సెనిక్ జనించును

ఇలా ఏర్పడిన ఆర్సెనిక్‌ను వాక్యుమ్ (గాలి, పీడన రహిత వాతావరణం) లో లేదా హైడ్రోజన్ వాయు వాతావరణంలో కాల్చడం వలన సల్పరు, చాకోజనులు తొలగింపబడి ఆర్సెనిక్ ఏర్పడును. అలాగే కరిగించిన సీసం-ఆర్సెనిక్ మిశ్రమాన్ని స్వేదనక్రియకు లోను కావించడం చేతను ఆర్సెనిక్‌ను ఉత్పత్తి చెయ్యవచ్చును.

దేశం	2012 లో ఉత్పత్తి అయిన ఆర్సెనిక్ ఆక్సైట్ (AsO3) టన్నులు
చైనా	25,000
చిలీ	10, 000
మొరోక్కో	6, 000
రష్యా	1,5 00
బెల్జియం	1000
మిగిలవి	300
మొత్తం	44, 000

ఆవిష్కారం

క్రీ.పూ.4 శతాబ్దిలో గ్రీకు తత్వవేత్త ఆరిస్టాటిల్ దీనిని సాండరాక్ (sandarach) అనినామకరణం చేసాడు. తదుపరి కాలంలో అతని శిష్యుడు థియోప్రశ్టాస్ (Theophrastus) దీనిని అర్హెనికం (arhenicum) అని నామకరణం చేసాడు. సా.శ. 5 వ శతాబ్దిలో గ్రీకు చరిత్రకారుడు ఒలంపియోడొరస్, అర్సెనిక్ సల్ఫైడ్ను కాల్చి తెల్ల అర్సెనిక్‌ను తయారు చేసాడు (As₂O₃)

సా.శ.1250 లో అల్బెర్తుస్ మగ్నుస్ (Albertus Magnus) మొదటి సారిగా ఆర్సెనిక్ ట్రై సల్పైడ్ సమ్మేళనాన్ని సబ్బుతో కలిపి వేడి చెయ్యడం ద్వారా ఈ మూలకాన్నివేరు చేసినట్లు విశ్వసిస్తున్నారు. 1649 లో జోహాన్న్ స్క్రో డేర్ (Johann Schröde ) రెండు రకాలుగా ఆర్సెనిక్‌ను వేరు చెయ్యుపద్ధతులను ప్రకటించాడు.

పదోత్పత్తి

ఆర్సెనిక్ పదం సిరియాక్ పదం ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ (al) zarniqa, పెరిసియన్ పదం زرنيخ zarnikh, నుండి పుట్టినది, ఈ పదాల అర్థం పసుపు (పసిడి వర్ణం) ఈ పదం గ్రీకు భాషలో arsenikon (ἀρσενικόν,గా మారింది.మగ (male, virile) అని అర్థమున్న గ్రీకుతటస్థ పదం అర్సేనికోస్ (arsenikos (ἀρσενικός) సమానార్థకంగా మారింది. ఈ గ్రీకు పదం లాటినులో అర్సేనికం ( arsenicum) గా మారినది, ఫ్రెంచిలో ఆర్సెనిక్ (arsenic) అయ్యింది.ఇదే పదాన్ని ఆంగ్లములోకి తీసుకొనడం జరిగింది.

భౌతిక లక్షణములు

ఆర్సెనిక్ మూలకం యొక్క అతిసాదారణమైన అల్లోట్రోపులు (రూపాంతరాలు) బూడిద, పసుపు,, నలుపు రంగువి.ఇందులో బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్ అత్యధిక ముగా లభించును.బూడిద ఆర్సెనిక్ (α^-As) ఒకదానితో మరొకటిగా అనుసంధానం కలిగిన రెండు పొరల,6 వలయ నిర్మాణసౌష్టవం కలిగియుండును.బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్ పెలుసుగాను, తక్కువ మొహస్ (mohs) దృఢత్వ సూచికను (3.5) కలిగి యుండును.ఆర్సెనిక్ మూలకం సాంద్రత 5.73 గ్రాములు/సెం.మీ³. బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్ అర్ధ లోహం, కాని సెమికండక్టరుగా పనిచేయును.బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్ ఎక్కువ స్థిరమైన స్వరూపంకలిగి యుండును.

పసుపు రంగు ఆర్సెనిక్ మైనంలా మృదువుగా, టెట్రా ఫాస్పరస్ (P 4) వలె అణునిర్మాణం కలిగి ఉండును. రెండింటి అణునిర్మాణంలో 4 పరమాణువులు ఉండి, పరమాణువులు చతుర్భుజి సౌష్టంతో ప్రతి పరమాణువు మరో మూడు పరమాణువులతో ఎకబంధం కలిగి యుండును.అస్థిరమైన ఈ పసుపురంగు ఆర్సెనిక్ బహు, అతిత్వరగా బాష్పశీలత చెందు /, ఆవిరయ్యే (volatile) గుణంకల్గిన, తక్కువ సాంద్రత కల్గిన, విషపూరిత మైన మూలకం. ఆర్సెనిక్-4 యొక్క ఆవిరులను వేగంగా /తక్కువ సమయంలో చలార్చడం వలన పసుపురంగు ఆర్సెనిక్ ఏర్పడును.కాంతి సమక్షంలో పసుపు ఆర్సెనిక్ బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్‌గా రుపాతరం పొందును.పచ్చ ఆర్సెనిక్ యొక్క సాంద్రత 1.97 గ్రాములు/సెం.మీ³.నలుపు ఆర్సెనిక్ అణునిర్మాణంలో ఎర్ర భాస్వరాన్ని పోలి యుండును.బూడిదరంగు ఆర్సెనిక్ ఆవిరులను 100-220^౦ Cవద్ద చల్లపరచడం వలన నల్ల ఆర్సెనిక్‌ను ఉత్పత్తి చెయ్యవచ్చును.నల్ల ఆర్సెనిక్ తళతళలాడుచు,, పెళుసుగా ఉండును. ఇదికూడా అధమ విద్యుత్తు వాహకం.

రసాయనిక గుణాలు

ఆర్సెనిక్‌ను గాలిలో వేడిచేసిన ఆక్సీకరణ వలన ఆర్సెనిక్ ట్రై ఆక్సైడ్ ఏర్పడును. ఈ రసాయనిక చర్యా సమయంలో వెలువడు ఆవిరులు వెల్లుల్లి వాసన పోలిఉండును. ఆర్సెనిక్ మూలకాన్ని వాతావరణ పీడనం వద్ద వేడి చేసిన 614Cవద్ద ద్రవ రూపంలోకి మార్పుచెందకుండ, నేరుగా వాయురూపంపొందును.ఆర్సెనిక్ యొక్క ట్రిపుల్ పాయింట్ (triple point)3.63 MPa, 1,090K (820 °C). ఏదేని పదార్థం యొక్క ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితులు, ఏఉష్ణోగ్రత, పీడనంవద్ద ఏకకాలమందు వుండునో ఆవిలువలను ఆపదార్థం యొక్క ట్రిపుల్ పాయింట్ అంటారు. ఆర్సెనిక్ గాఢ నత్రికామ్లంతో చర్య వలన ఆర్సెనిక్ ఆమ్లం, సజల నత్రికామ్లంతో చర్య వలన అర్సేనియాస్ ఆమ్లంఏర్పడును. అలాగే గాడ సల్ప్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్య చెందటం వలన ఆర్సెనిక్ ట్రై ఆక్సైడ్ ఏర్పడును.

ఐసోటోపులు

స్వాభావికంగా ఆర్సెనిక్, ⁷⁵As అను ఒక స్థిర ఐసోటోపును కలిగియున్నది.కావున ఆర్సెనిక్ ఒంటరి ఐసోటోపు ఉన్న మూలకం (monoisotopic element).2003 నాటికి 60నుండి 92 మధ్య పరమాణు ద్రవ్యరాశి కలిగిన 33 రేడియో ఐసోటోపులను వృద్ధి చెయ్యడం జరిగింది. ఈ రేడియో ఐసోటోపులలో ఎక్కువ స్థిరమైనది 80.30 రోజుల అర్ధ జీవితకాలాన్ని కలిగిన ⁷³As.మిగిలిన రేడియో ఐసోటోపులలో ⁷¹As =65.30 గంటలు, ⁷²As =26 .0 గంటలు, ⁷⁴ As =17.77 రోజులు, ⁷⁶As=1.0942 రోజులు, ⁷⁷ As 38.83 గంటలు అర్ధజీవితాన్ని కలిగియున్నవి. మిగిలిన రేడియో ఐసోటోపులు ఒకరోజుకన్న తక్కువ అర్ధ జీవితకాలాన్ని కలిగినవే.స్థిర ⁷⁵Asకన్న తేలికైన ఐసోటోపులుβ⁺ క్షీణత వలనను, బరువైన ఐసోటోపులు β⁻ క్షీణత వలన క్షయించును.

పరమాణు భారం 66-84 కలిగినవి, కనీసం 10 పరమాణు ఐసోమరులు గుర్తింపబడినవి. ఇందులో ఎక్కువ స్థిరమైన ^68mAs ఐసోమరు యొక్క అర్ధ జీవితం 111 సెకండులు.

సమ్మేళనాలు

ఆర్సెనిక్ సమ్మేళనాలు, ఇదే మూలకాల సమూహానికి చెందిన భాస్వరం సమ్మేళనాలను అన్ని విధాల పోలి యున్నవి. ఆర్సెనిక్ యొక్క ఆక్సీకరణ స్థాయి అర్సేనాయిడ్స్ అయినచో ^-3స్థాయిలో, అర్సేనైటులు, అర్సనేటులు (iii, ఆర్గానో ఆర్సెనిక్ సంమేలనాలలో ⁺3 ఆక్సీకరణ స్థాయిని ప్రదర్శించును..+3 ఆక్సీకరణ స్థితిలో ఆర్బిటాల్ లో ఒంటరి ఎలక్ట్రాన్ జతను కలిగినందున ఆర్సెనిక్ అణువు పిరమిడాల్ అనుసౌష్టవాన్ని ప్రదర్సించును.

ఆర్సెనిక్ యొక్క సల్ఫరు సమ్మేళనాలు పలురకాలు ఉన్నాయి.వాటిలో ఒర్పిమేమ్ట్ (As₂S₃), రియల్ గర్ (As₄S₄) లను మొదట్లో చిత్రకళకు చెందిన రంగులలో వాడేవారు.

నిరింద్రియ సమ్మేళనాలు

ఆర్సెనిక్ రంగు, వాసనలేని స్పటిక అక్సైడులను (As2O3 (తెల్ల ఆర్సెనిక్), As2O5) ఏర్పరచును.ఇవి నీటి/జల ఆకర్షణ కలిగినవి (hygroscopic) కావున నీటిలోకరిగి ఆమ్ల ద్రావాణాలను ఏర్పరచును. ఆర్సెనిక్ (v) ఆమ్లం బలహీన ఆమ్లం.ఈ ఆమ్లం యొక్క లవణాలను అర్సేనేటులు అంటారు. ఈ లవణాలే, నీటిలో కరగడం వలన భూగర్భ జలాలు ఆర్సెనిక్ వలన కలుషితం చెందుచున్నాయి. కృత్తిమంగా ఉత్పత్తి చేసి వ్యవసాయ భూములలో క్రిమి, కీటక నాశినులుగా వాడుచున్న పారిస్ గ్రీన్ (కాపర్ (ఈ) అసేటో అర్సినేట్, కాల్షియం అర్సినేట్, లెడ్ హైడ్రోజన్ అర్సిలేట్ అనునవి భూగర్భ జలాలను విషపూరితం చేస్తునాయి.

ఉపయోగాలు

ఆర్సెనిక్‌ను రాగి, సీసం లోహాలమిశ్రమ దాతువులను దృఢపరచుటకై, (ఉదాహరణకు కారు బ్యాటరిలలో), అలాగే ఆర్సెనిక్‌ను సెమికండక్టరు ఎలాక్ట్రోనిక్ పరికారలో ఆర్సెనిక్‌ను n-రకపు డుపాంట్ గా ఉపయోగించెదరు.ఆర్సెనిక్‌ను,, దీని సమ్మేళనాలను కీటకనాశని (pesticide), క్రిమి సంహారిణి (insecticide), గుల్మనాశని (herbicide) గాను ఉపయోగిస్తారు.కాని ప్రస్తుతం వీటి వాడకం తగ్గించారు. కొన్ని రకాల బాక్టీరియాలు ఆర్సెనిక్ సమ్మేళనాలను శ్వాస సంబంధిత జీవక్రియానిరోధకం (respiratory metabolites) గా ఉపయోగించు కుంటాయి.

అర్సెనిక్ విషపూరితమైనప్పటికి, దేహధర్మశాస్త్రము రీత్యా దీని అవసరం ఉంది.దేహ వ్యవస్థలో 0.00001% కలిగి ఉండటం వలన దేహ పెరుగుదలకు, ఆరోగ్యకరమైన నాడి వ్యవస్థకు ఉపయోగకరం.