关于"砷'的一些问题

砷

用于制造硬质合金；黄铜中含有微量砷时可以防止脱锌；砷的化合物可用于杀虫及医疗。砷和它的可溶性化合物都有毒。

砷在地壳中含量并不大，但是它在自然界中到处都有。砷在地壳中有时以游离状态存在，不过主要是以硫化物矿的形式存在如雌黄（As2S3）、雄黄（As2S2）和砷黄铁矿（FeAsS）。无论何种金属硫化物矿石中都含有一定量砷的硫化物。因此人们很早就认识到砷和它的化合物。

经过分析，在我国商代时期的一些铜器中有砷，有的多达4%。铜砷合金中含砷约10%时呈现白色，有锡时含砷少一些，也可得银白色的铜。我国古代劳动人民创造了白铜。

砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和沙虫剂、灭鼠药。硫化合物具有强烈毒性，今天砷的拉丁名称 arsenium和元素符号As正是由这一词演变而来。

1世纪希腊医生第奥斯科里底斯叙述烧砷的硫化物以制取三氧化二砷，用于医药中。三氧化二砷在我国古代文献中称为砒石或砒霜。小剂量砒霜作为药用在我国医药书籍中最早出现在公元973年宋朝人编辑的《开宝本草》中。

西方化学史学家们一致认为从砷化合物中分离出单质砷的是13世纪德国炼金家阿尔伯特·马格努斯，他是用肥皂与雌黄共同加热获得单质砷的。比中国的葛洪大概晚了900年。

到18世纪，瑞典化学家、矿物学家布兰特阐明砷和三氧化二砷以及其他砷化合物之间的关系。拉瓦锡证实了布兰特的研究成果，认为砷是一种化学元素。

砷，又名砒，是一种广泛分布于自然界的一种金属。在土壤、水、矿物、植物中都能检测出微量的砷。正常人体组织中也含有微量的砷。本来金属砷因不溶解于水，是没有毒性的，但是，砷化物，特别是三氧化二砷，却是剧毒的。通常说的砷中毒，实际上是砷化物，主要是三氧化二砷中毒。三氧化二砷，又名砒霜。纯砒霜，色白，无味，易溶于水，溶解度可高达30％。砷及其化合物在工农业中有着广泛的用途。农业上常用它们杀虫、毒鼠和灭钉螺；工业生产中砒及其化合物也常用于毛皮生产中消毒、防腐、脱毛；玻璃工业中用于脱色剂。在造福人类的同时，砒霜也给人类带来了一些灾难。日常生活中，砒霜常用于他杀或自杀，也有由砒霜引起灾难事故的。

砷进入人体内被吸收后，破坏了细胞的氧化还原能力，影响细胞正常代谢，引起组织损害和机体障碍，可直接引起中毒死亡。如果将砷作用于人体局部，最初有刺激症状，久之出现组织坏死。砷对粘膜具有刺激作用，可直接损害毛细血管。经粘膜(包括阴道)或皮肤吸收的砷及化合物，主要沉积在毛发、指甲、骨、肝和肾等器官。砷与毛发、指甲皮肤的角化组织有亲和力，无论是慢性砷中毒或急性砷中毒，只要其中毒后尚存活1周以上，便可从毛发中发现较多含量的砷。砷中毒一般都是由口服引起的。砷急性中毒的症状有两种类型，即麻痹型和胃肠型。其中尤以胃肠型较为常见。大量砷化物进入体内，可以麻痹中枢神经，出现四肢疼痛性痉挛，意识模糊、谵妄、昏迷、脉搏速弱、血压下降、呼吸困难，数小时内因毒物抑制中枢神经而死亡。在这种情况下，胃肠道的症状来不及出现或者症状很轻微。这就是麻痹型的症状。在实际生活中这种症状比较常见。砷中毒呈胃肠型症状者，在服毒1～2小时，甚至15～30分钟，即发生剧烈的恶心、呕吐、腹痛、腹泻，酷似霍乱或重症胃肠炎，大便也成水样并带血，可伴脱水和休克。一般中毒者在一两天内即可死亡。这是日常生活中常见的砷中毒症状。此外，吸入砷化氢气体也可发生急性中毒，其主要表现为溶血。

常人服入三氧化二砷0.01～0.05g，即可中毒，出现中毒症状；服入0.06～0.2g，即可致死；在含砷化氢为1mg/升的空气中，呼吸5～10分钟，可发生致命性中毒。

常人接触砷数周后，即可发生慢性中毒。其症状表观为头痛、失眠、食欲不振、消化不良、体重减轻、多发性神经炎，出现知觉麻痹、运动神经麻癣、视神经萎缩，手掌、足角化层增厚等。

砷中毒死亡者尸体皮肤呈脱水状，口唇、指甲明显青紫。如果进行尸体解剖，则可以见到内脏器官充血、点状出血极为明显；心血不凝，颜色深红色，左心室内膜下点状出血；小肠内容物为淡黄色稀便或米汤样液，杂有黄色沉淀物(硫化砷)。迁延几天死亡的人，心、肝肾等脂肪变性或坏死，有的甚至发展成为急性黄色肝萎缩。

法医工作者在检验怀疑砷中毒死亡案件时，要注意提取呕吐物、指甲、骨骼为化验检材。

半导体采用的元素材料一般为外层电子数为4的元素（如硅和锗），这些元素的原子的导电性不稳定，外层电子很容易离开原子核的引力范围，成为自由电子，同时在原子内部留下呈现正电性的原子结构。

如果在硅基体中掺入少量的价电子数为3的元素（如硼），当硼和硅形成共价键的时候，因为硼的外层电子不足以完全填补硅原子的空轨道，必然要吸收一个多余的自由电子来成键，于是在半导体内部形成一个“空壳”，这个空壳呈现出正电性。硅和硼的这种混合物被称为P型半导体(Positive Semiconduct)。

如果硅基体中掺入少量的价电子数为5的元素（如磷），当磷和硅形成共价键的时候，因为磷的外层电子在完全填补硅原子的空轨道还有富余，必然会脱离原子核成为自由电子，于是在半导体内部呈现出负电性。硅和磷的这种混合物被称为N型半导体(Negative Semiconduct)。

P型和N型半导体是二极管和三极管制作的基础。

砷作为外层电子数为5的元素，它和锗的组合将会产生N型半导体。但是考虑到原料成本因素，通常半导体工业都会选择磷而非砷作为N型半导体的制作原料。

目前，金属砷主要作为合金材料应用到铜和铅的合金中。此外，砷也被当作掺杂材料应用到一些半导体材料，如N型半导体材料等。而随着人们健康和环保意识的增强，砷在杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、农药等方面的用量正在逐渐降低。

譬如，因为砷具有半金属性，因而也被用作合金材料。例如，在铅中加入2%的砷构成的砷铅合金在军事工业中用以制造子d头、军用毒药和烟火。在铜中添加0.15%-0.5%的砷制成的砷铜合金可以显著降低铜的导热性和导电性，提高含氧铜的加工塑性，常用于生产火车燃烧室的支撑螺旋杆及高温还原气氛中的零部件。

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