Arsenico: differenze tra le versioni
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{{Nota disambigua|il singolo di [[Aiello (cantante)|Aiello]]|Arsenico (singolo)}}
{{C|Difficile che la temperatura di fusione sia più alta di quella di ebollizione: su Wiki EN dice "sublimation point", ma non so se sia corretto neanche quello|chimica|gennaio 2023}}
{{elemento chimico
|Nome = arsenico
|Serie_chimica = [[
|Nucleoni =
|Precedente = [[germanio]]
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|Simbolo = As
|Numero_atomico = 33
|Gruppo = [[
|Periodo = [[elementi del periodo 4|4]]
|Blocco = [[orbitale atomico|p]]
|Densità =
|Durezza = 3,
|Aspetto = Arsen 1a.jpg
|Didascalia = metallico grigio
|Spettro = Arsenic_spectrum_visible.png
|
|Raggio_atomico = {{Val|115
|Raggio_covalente = 119 pm
|Raggio_di_van_der_Waals = 185 pm
|Configurazione_elettronica = <nowiki>[</nowiki>[[argon|Ar]]<nowiki>]</nowiki>3[[orbitale atomico|d]]<sup>10</sup> 4[[orbitale atomico|s]]<sup>2</sup> 4p<sup>3</sup>
|Termine_spettroscopico = <sup>4</sup>S<sup>o</sup><sub>3/2</sub>
|Elettroni = 2, 8, 18, 5
|Numero_di_ossidazione = '''±3''', 5
|Struttura_cristallina = [[Sistema trigonale|romboedrica]] (α-As)
|Stato = solido
|Fusione =
|Ebollizione =
|Punto_critico =
|Punto_triplo =
|Volume_molare = {{
|Calore_di_evaporazione = {{Val|34,76
|Calore_di_fusione = 369,9 kJ/mol
|Tensione_di_vapore =
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|Numero_CAS = 7440-38-2
|Elettronegatività = 2,18 ([[Scala di Pauling]])
|Calore_specifico = 330 [[
|Conducibilità_elettrica = {{
|Conducibilità_termica = 50 [[
|Energia_1a_ionizzazione = 947,0 kJ/mol
|Energia_2a_ionizzazione =
|Energia_3a_ionizzazione =
|Energia_4a_ionizzazione =
|Energia_5a_ionizzazione =
|Energia_6a_ionizzazione =
|Isotopo_1 = <sup>75</sup>As
|NA_1 = '''100%'''
|TD_1 = As è stabile con 42 [[neutrone|neutroni]]
}}
L{{'}}'''arsenico''' è l'[[elemento chimico]] di [[numero atomico]] 33 e il suo simbolo è '''As'''. È il terzo elemento del [[Gruppo della tavola periodica|gruppo]] [[Gruppo dell'azoto|15]] (gruppo dell'[[azoto]]) del [[Tavola periodica degli elementi|sistema periodico]] ([[Elementi del periodo 4|4° periodo]]), fa parte del [[Blocco della tavola periodica|blocco]] ''p'' ed è un elemento di [[Elementi di post-transizione|post-transizione]]. È collocato tra il [[fosforo]] e l'[[antimonio]], ai quali in parte somiglia come comportamento chimico.<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Greenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|capitolo=13 Arsenic, Antimony and Bismuth|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref> Come per questi, le sue [[Valenza (chimica)|valenze]] principali sono 3 e 5 e gli stati di ossidazione vanno da -3 a +5.
Seppure raramente, l'arsenico si trova in forma [[Arsenico nativo|nativa]];<ref>{{Cita web|url=https://www.mindat.org/min-357.html|titolo=Arsenic}}</ref> tale forma e alcuni dei suoi composti o minerali, come l'[[orpimento]], furono noti fin dall'antichità.<ref>{{Cita web|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/arsenico|titolo=arsenico nell'Enciclopedia Treccani|lingua=it|accesso=17 marzo 2023}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Jörg|cognome=Matschullat|data=17 aprile 2000|titolo=Arsenic in the geosphere — a review|rivista=Science of The Total Environment|volume=249|numero=1|pp=297-312|lingua=en|accesso=17 marzo 2023|doi=10.1016/S0048-9697(99)00524-0|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969799005240}}</ref> L'elemento venne probabilmente isolato dall'ossido bianco (As<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) per la prima volta anteriormente all'anno 815 dall'[[Alchimia|alchimista]] [[persia]]no di [[lingua araba]] [[Jabir ibn Hayyan]]<ref>{{Cita libro|nome=Suzanne|cognome=Bell|titolo=Encyclopedia of Forensic Science|url=https://books.google.it/books?id=RIGXmHwL5zYC&pg=PT237&dq=%22arsenic%22+++%22arab%22+++%22jabir%22&redir_esc=y#v=onepage&q=%22arsenic%22%20+%20%22arab%22%20+%20%22jabir%22&f=false|accesso=17 marzo 2023|data=2008|editore=Infobase Publishing|lingua=en|ISBN=978-1-4381-1880-2}}</ref> e, con maggiore certezza, da [[Alberto Magno]] nel 1250.<ref>{{Cita libro|autore=Albertus Magnus|titolo=De Mineralibus|anno=1995|editore=Éditions du cerf|lingua=fr|p=443}}</ref>
L'arsenico è chimicamente un [[metalloide]] e si presenta in almeno tre forme [[allotropia (chimica)|allotropiche]]: grigia (arsenico grigio, o "metallico"), nera, e gialla (forma molecolare).
L'arsenico grigio in condizioni ambiente è un [[semimetallo]];<ref name=":4" /> in quanto tale, il suo [[Banda proibita|intervallo di banda]] è nullo e quindi conduce l'elettricità anche allo [[zero assoluto]]. L'arsenico nero (come il fosforo nero) è invece un [[semiconduttore]], anche se il suo intervallo è piuttosto piccolo (0,3 eV) e di tipo diretto.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Caiping|cognome=Wang|nome2=Shouyan|cognome2=Bai|nome3=Chunxiang|cognome3=Zhao|data=1º gennaio 2021|titolo=Arsenic K4 crystal: A new stable direct-gap semiconductor allotrope|rivista=Solid State Communications|volume=323|p=114128|lingua=en|accesso=7 aprile 2023|doi=10.1016/j.ssc.2020.114128|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038109820306244}}</ref>
È usato in alcune [[lega (metallurgia)|leghe]] di importanza industriale, come quelle Pb-As nelle batterie di automobili e in munizioni.<ref name="onlinelibrary.wiley.com">{{Cita libro|titolo=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/14356007|accesso=7 aprile 2023|edizione=1|data=15 giugno 2000|editore=Wiley|lingua=en|ISBN=978-3-527-30385-4|doi=10.1002/14356007.a03_113.pub2}}</ref> È uno dei componenti essenziali della famiglia di [[Semiconduttore composto|semiconduttori III-V]], come l'[[arseniuro di gallio]], e anche come drogante di tipo n, ad esempio per [[Semiconduttore|semiconduttori]] basati sul silicio.<ref name="onlinelibrary.wiley.com" /> In passato i suoi [[composto chimico|composti]] hanno trovato impiego come [[Diserbante|erbicidi]]<ref>{{cita pubblicazione|doi = 10.1016/0006-3207(72)90043-2|titolo = Herbicides in war: Current status and future doubt|anno = 1972|cognome = Westing|nome = Arthur H.|rivista = Biological Conservation|volume = 4|numero = 5|p = 322|lingua = inglese}}</ref> ed [[insetticida|insetticidi]].
== Caratteristiche ==
=== Proprietà ===
[[File:SbAs lattice.png|thumb|left|Struttura cristallina dell'arsenico grigio]]
L'arsenico esiste in varie forme [[Allotropia (chimica)|allotropiche]], ma meno numerose di quelle del fosforo; le più importanti sono l'arsenico grigio (romboedrico), l'arsenico giallo (As<sub>4</sub>, molecolare), l'arsenico nero (ortorombico) e varie forme di arsenico amorfo.<ref name=":0">{{Cita libro|autore=A. F. Holleman|autore2=E. Wiberg|autore3=N. Wiberg|titolo=Anorganische Chemie|ed=103|anno=2016|editore=De Gruyter|pp=943-944|capitolo=XIV. Die Stickstoffgruppe (Pentele)|ISBN=978-3-11-026932-1}}</ref> La più comune è l'arsenico grigio (''α''-As), un solido cristallino di colore grigio acciaio, con lucentezza metallica; è però [[Fragilità|fragile]], a differenza di un tipico [[Metallo|solido metallico]] ma, in quanto semimetallico, è conduttore di corrente elettrica, sebbene parecchio meno dei comuni metalli.<ref name=":1" />
Questa è la forma [[termodinamica]]mente stabile dell'arsenico a temperatura e pressione ambiente ed è analoga a quelle parimenti stabili dell'antimonio e del [[bismuto]]; è anche simile, ma non analoga, a quella del [[Allotropi del fosforo|fosforo nero]] (o fosforo metallico), che è la più stabile per il fosforo.<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Geenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|p=482|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref>
L'arsenico molecolare (As<sub>4</sub>) è del tutto analogo al fosforo molecolare (P<sub>4</sub>), sebbene sia una fase meno stabile.
=== Strutture cristalline ===
Le forme non molecolari cristalline dell'arsenico sono principalmente due: As grigio e As nero; in entrambi i casi consistono in strati increspati di atomi As disposti sopra e sotto il piano medio dello strato. Ogni atomo di As in uno strato è legato a tre primi vicini nello stesso strato e, con legami più lunghi e più deboli, a tre altri atomi di As dello strato inferiore (o superiore). Queste strutture, pur somiglianti per molti aspetti, differiscono [[Topologia|topologicamente]]: una è [[Romboedro|romboedrica]], l'altra è [[ortorombica]].
'''Arsenico grigio'''
La struttura cristallina dell'arsenico grigio è romboedrica e consiste in strati sovrapposti di anelli esagonali di atomi di As nella [[conformazione]] ''a sedia'' (simile a quella del [[cicloesano]]), anelli che sono condensati in ''trans'' come nella [[Decalina|''trans''-decalina]].<ref name=":0" /><ref name=":3">{{Cita libro|autore=Ulrich Müller|titolo=Anorganische Strukturchemie|ed=6|anno=2008|editore=Vieweg+Teubner|lingua=de|pp=160-164|capitolo=11.3 Elemente der fünften Hauptgruppe|ISBN=978-3-8348-0626-0}}</ref><ref>Nella struttura simile del fosforo nero gli anelli esagonali sono invece condensati in ''cis'', come nella [[Decalina|''cis''-decalina]].</ref> All'interno di uno strato ogni atomo di As è legato direttamente ad altri tre e la distanza As–As è {{M|251,7|ul=pm}}, con un angolo As-As-As di 96,7° (109,5° idealmente nell'anello del cicloesano); inoltre, è meno fortemente legato a tre atomi As dello strato sottostante con distanze di {{M|312|ul=pm}}, valore che è decisamente inferiore al doppio del [[raggio di van der Waals]] di As, cioè 370 pm.<ref name=":1">{{Cita libro|autore=N. N. Geenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|pp=551-552|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref><ref name=":3" />
La relativa debolezza dei lunghi legami tra gli strati fa sì che l'arsenico grigio sia fragile e abbia una [[densità]] non elevata, {{M|5,78|ul=g/cm3}}, e che la sua [[durezza]] sia scarsa, 3,5 su [[Scala di Mohs|scala Mohs]].<ref name=":1" /> Per la razionalizzazione della situazione di legame dell'arsenico in questa struttura, e in alte similari ottenibili, come pure per le [[Forza di van der Waals|interazioni di van der Waals]] implicate nella struttura, risultano importanti i contributi di forme di ibridazione ''sd'' e ''pd''.<ref name=":4">{{Cita pubblicazione|nome=Akira|cognome=Yoshiasa|nome2=Makoto|cognome2=Tokuda|nome3=Masaaki|cognome3=Misawa|data=18 aprile 2019|titolo=Natural arsenic with a unique order structure: potential for new quantum materials|rivista=Scientific Reports|volume=9|numero=1|p=6275|lingua=en|accesso=18 marzo 2023|doi=10.1038/s41598-019-42561-8|url=https://www.nature.com/articles/s41598-019-42561-8}}</ref> Questa struttura romboedrica diviene la più stabile per il fosforo a partire da ~80 kbar di pressione.<ref name=":04">{{Cita libro|autore=Arnold F. Holleman|autore2=Egon Wiberg|autore3=Nils Wiberg|titolo=Anorganische Chemie|edizione=103|anno=2017|editore=De Gruyter|lingua=de|p=851|ISBN=978-3-11-026932-1}}</ref>
'''Arsenico nero'''
L'arsenico nero, detto così per analogia al fosforo nero (fase stabile per il fosforo), è invece una fase [[Metastabilità|metastabile]] per As. Si può ottenere, oltre che con l'ausilio di alte pressioni e temperature,<ref>{{Cita pubblicazione|nome=I.|cognome=Shirotani|data=1º maggio 1982|titolo=Growth of Large Single Crystals of Black Phosphorus at High Pressures and Temperatures, and its Electrical Properties|rivista=Molecular Crystals and Liquid Crystals|volume=86|numero=1|pp=203-211|accesso=7 aprile 2023|doi=10.1080/00268948208073686|url=https://doi.org/10.1080/00268948208073686}}</ref> riscaldando l'arsenico amorfo a temperature comprese tra 100 e 200 °C in presenza di vapori di [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Nikolas|cognome=Antonatos|nome2=Jan|cognome2=Luxa|nome3=Jiri|cognome3=Sturala|data=2020|titolo=Black arsenic: a new synthetic method by catalytic crystallization of arsenic glass|rivista=Nanoscale|volume=12|numero=9|pp=5397-5401|lingua=en|accesso=7 aprile 2023|doi=10.1039/C9NR09627B|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=C9NR09627B}}</ref> Si trova però anche in natura in forma del raro minerale [[arsenolamprite]].<ref>Il nome deriva dal greco λαμπρός (''lamprós''), che vuol dire brillante.</ref> Questa consiste in cristalli ortorombici grigio-bianchi, non trasparenti, fragili e con lucentezza metallica; la durezza (2 su scala Mohs) e la densità (variabile, 5,3 - 5,5 g/cm³) sono minori di quelle dell'arsenico grigio.<ref>{{Cita web|url=https://www.mindat.org/min-312.html|titolo=Arsenolamprite}}</ref> La struttura del cristallo (ortorombica) assomiglia a quella dell'arsenico grigio (romboedrica) in quanto consiste ancora in strati sovrapposti di anelli esagonali a sedia, ma questi anelli sono condensati in ''cis'', come nella ''cis''-decalina, analogamente a quanto accade nel fosforo nero.<ref name=":3" /> Dell'arsenolamprite esiste anche un'altra modificazione cristallina, nota come [[pararsenolamprite]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=S.|cognome=Matsubara|nome2=R.|cognome2=Miyawaki|nome3=M.|cognome3=Shimizu|data=2001-12|titolo=Pararsenolamprite, a new polymorph of native As, from the Mukuno mine, Oita Prefecture, Japan|rivista=Mineralogical Magazine|volume=65|numero=6|pp=807-812|lingua=en|accesso=7 aprile 2023|doi=10.1180/0026461016560011|url=https://www.cambridge.org/core/product/identifier/S0026461X00039906/type/journal_article}}</ref>
=== Strutture molecolari ===
Riscaldando l'arsenico grigio a pressione ambiente, esso a 614 ± 1 °C (887 ± 1 K) [[Sublimazione|sublima]], passando direttamente dallo stato [[solido]] a quello di [[vapore]]. Solo se l'arsenico viene sottoposto a una pressione di almeno 36,3 atm si raggiunge il [[punto di fusione]] a 817 °C (1090 K).<ref name=":2">{{Cita pubblicazione|nome=N. A.|cognome=Gokcen|data=1º febbraio 1989|titolo=The As (Arsenic) system|rivista=Bulletin of Alloy Phase Diagrams|volume=10|numero=1|pp=11-22|lingua=en|accesso=17 marzo 2023|doi=10.1007/BF02882166|url=https://doi.org/10.1007/BF02882166}}</ref> Allo stato di vapore l'arsenico forma molecole che sono tetraedri regolari {{chem|As|4}} ([[simmetria molecolare]] ''T''<sub>d</sub>)<ref>{{Cita web|url=https://cccbdb.nist.gov/exp1x.asp|titolo=CCCBDB Experimental Data page 1|sito=cccbdb.nist.gov|accesso=21 aprile 2023}}</ref> con distanze As–As di 243,5 pm e con angoli di legame che sono ovviamente di 60°,<ref name=":1" /> come per il [[fosforo bianco]], dove le distanze sono un po' più corte (221 pm<ref name=":12">{{Cita libro|autore=N. N. Geenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|url=|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|p=479|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref>) per il minor raggio covalente di P rispetto ad As.
Per rapido raffreddamento del vapore si forma arsenico giallo (''β''-As), analogo al fosforo bianco (P<sub>4</sub>), un solido formato da molecole tetraedriche {{chem|As|4}} impaccate in una struttura cubica poco compatta: l'arsenico giallo ha densità {{M|1,97|ul=g/cm3}}, è molto solubile in [[solfuro di carbonio]] e da tale soluzione può venire ricristallizzato per raffreddamento in cristalli cubici di aspetto ceroso.<ref name=":0" /> Si tratta però di una [[Metastabilità|fase metastabile]], come nel caso del fosforo, ma anche più instabile: per esposizione alla [[luce]] o per riscaldamento, o anche a temperatura ambiente (molto lentamente in questo caso), si trasforma in arsenico grigio.<ref name="Gre97">{{cita libro|autore= N. N. Greenwood |autore2= A. Earnshaw |nome= |titolo=Chemistry of the elements |ed=2 |anno=1997 |editore=Butterworth-Heinemann |città=Oxford |lingua=en|id=ISBN 0-7506-3365-4 |cid= Gre97}}</ref><ref name="ullmanns">{{cita libro|autore-capitolo=S. C. Grund |autore-capitolo2= K. hanusch |titolo=[[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry]]|anno= 2002 |editore=Wiley-VCH |città=|lingua=en |doi= 10.1002/14356007.a03_113 |capitolo= Arsenic and Arsenic Compounds |cid=Ull02}}</ref>
Il vapore in [[Equilibrio chimico|equilibrio]] con il solido alla temperatura di sublimazione è costituito in massima parte di molecole As<sub>4</sub>: le specie As<sub>3</sub>, As<sub>2</sub> e As monoatomico derivanti dalla parziale dissociazione di As<sub>4</sub> ammontano insieme allo 0,19% soltanto; salendo di temperatura la dissociazione aumenta e a 1127 °C (1400 K) la percentuale di As<sub>4</sub> scende al 94%.<ref name=":2" />
La molecola biatomica As<sub>2</sub> (As≡As)<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Lu T. Xu|autore2=Thom H. Dunning, Jr.|anno=2016|titolo=Variations in the Nature of Triple Bonds: The N2, HCN, and HC2H Series|rivista=J. Phys. Chem. A|editore=ACS publications|volume=120|numero=26|pp=4526-4533|doi=10.1021/acs.jpca.6b03631}}</ref> è presente nel vapore di arsenico insieme a molecole As<sub>4</sub>; come atteso, il legame è un po' più lungo (210,26 pm)<ref>{{Cita web|url=https://cccbdb.nist.gov/exp2x.asp?casno=23878468&charge=0|titolo=CCCBDB listing of experimental data page 2|sito=cccbdb.nist.gov|accesso=18 marzo 2023}}</ref> dell'analogo del fosforo in P<sub>2</sub> (189,5 pm<ref name=":12" />).
== Isotopi ==
L'arsenico è il 51º elemento per abbondanza (1,8[[Parti per milione| ppm]]) sulla crosta terrestre.<ref>{{Cita libro|autore=N. N. Greenwood|autore2=A. Earnshaw|titolo=Chemistry of the Elements|ed=2|anno=1997|editore=Butterworth - Heinemann|p=548|ISBN=0-7506-3365-4}}</ref> Come anche il fosforo, che lo precede nello stesso [[Gruppo dell'azoto|gruppo 15]], è un elemento [[monoisotopico]]:<ref>{{Cita pubblicazione|nome=G.|cognome=Audi|nome2=O.|cognome2=Bersillon|nome3=J.|cognome3=Blachot|data=2003-12|titolo=The Nubase evaluation of nuclear and decay properties|rivista=Nuclear Physics A|volume=729|numero=1|pp=3-128|accesso=1º agosto 2024|doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001|url=https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001}}</ref> l'unico suo isotopo stabile è <sup>75</sup>As. Questo isotopo è anche l'unico presente in natura, per cui As è anche un [[elemento mononuclidico]]<ref>{{Cita libro|nome=Michael|cognome=Binnewies|nome2=Maik|cognome2=Finze|nome3=Manfred|cognome3=Jäckel|titolo=Allgemeine und anorganische Chemie|edizione=3., vollständig überarbeitete Auflage|collana=Lehrbuch|data=2016|editore=Springer Spektrum|p=18|ISBN=978-3-662-45066-6}}</ref> (come pure P e [[Bismuto|Bi]] nello stesso gruppo). Questa circostanza permette di conoscere la sua [[massa atomica]] con grande [[accuratezza]]: 74,921595±0,000006 u.<ref>{{Cita web|url=https://www.ciaaw.org/arsenic.htm|titolo=Atomic Weight of Arsenic {{!}} Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights|accesso=1º agosto 2024}}</ref> Questo isotopo <sup>75</sup>As è dotato di [[Spin|spin nucleare]] (3/2-), il che permette di usare la [[risonanza magnetica nucleare]] per i composti di arsenico (<sup>75</sup>As-RMN)<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Alexandra|cognome=Faucher|nome2=Victor V.|cognome2=Terskikh|nome3=Roderick E.|cognome3=Wasylishen|data=1º luglio 2014|titolo=Feasibility of arsenic and antimony NMR spectroscopy in solids: An investigation of some group 15 compounds|rivista=Solid State Nuclear Magnetic Resonance|volume=61-62|pp=54-61|lingua=en|accesso=7 aprile 2023|doi=10.1016/j.ssnmr.2014.05.005|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926204014000393}}</ref> ed anche per indagini strutturali su varie [[Fase (chimica)|fasi]] dell'arsenico stesso.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=T J|cognome=Bastow|data=18 gennaio 1999|titolo=Arsenic-75 NMR: Knight shifts in arsenic metal|rivista=Journal of Physics: Condensed Matter|volume=11|numero=2|pp=569-574|accesso=1º agosto 2024|doi=10.1088/0953-8984/11/2/019|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/11/2/019}}</ref>
Si conoscono 33 nuclidi dell'arsenico, aventi [[numero di massa|numeri di massa]] compresi tra ''A'' = 60 e ''A'' = 92.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.75/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-75 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2 giugno 2023}}</ref>
=== Isotopi artificiali ===
Il <sup>71</sup>As (spin 5/2-) per il 72% dei casi decade per [[cattura elettronica]] (''ε'') e, nel restante 28%, per emissione di [[positrone]] (''β<sup>+</sup>'') per dare in ogni caso [[germanio]]-71,<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?As-71%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=1º agosto 2024}}</ref> l'[[Emivita (fisica)|emivita]] complessiva è di 2,720 giorni; le energie rilasciate sono: Q''<sub>ε</sub>'' = 2 013 keV e Q<sub>''β''+</sub> = 991,2 [[Elettronvolt|keV]]; il germanio-71 così prodotto è anch'esso [[Radioattività|radioattivo]] e decade a sua volta per cattura elettronica (''ε'') a [[Gallio (elemento chimico)|gallio]]-71, stabile, rilasciando 232,5 keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.71/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-71 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=22 aprile 2023}}</ref>
Il <sup>72</sup>As (spin 2-) per il 12% dei casi decade per cattura elettronica (''ε'') e, per il restante 88%, per emissione di [[positrone]] (''β<sup>+</sup>'') per dare in ogni caso [[germanio]]-72,<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?As-72%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=1º agosto 2024}}</ref> stabile; la sua emivita complessiva è di 1,088 giorni (26,11 ore); le energie rilasciate sono: Q''<sub>ε</sub>'' = 4 356 keV e Q<sub>''β''+</sub> = 3 334 keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.72/index.dm.prod.html|titolo=Isotope data for arsenic-72 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=1º agosto 2024}}</ref> L'uso di questo isotopo (e quello del <sup>74</sup>As), in vista delle loro adatte finestre di [[vita media]], è stato considerato utile per marcare [[Radiofarmaco|radiofarmaci]] da impiegarsi nella [[tomografia a emissione di positroni]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Jennewein|nome2=S. M.|cognome2=Qaim|nome3=A.|cognome3=Hermanne|data=1º settembre 2005|titolo=A new method for radiochemical separation of arsenic from irradiated germanium oxide|rivista=Applied Radiation and Isotopes|volume=63|numero=3|pp=343-351|lingua=en|accesso=6 aprile 2023|doi=10.1016/j.apradiso.2005.04.005|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804305001211}}</ref>
Il <sup>73</sup>As (spin 3/2-) è il radioisotopo più longevo dell'arsenico; decade per sola [[cattura elettronica]] (''ε'') per dare germanio-73, stabile, con emivita di 80,32 giorni, rilasciando 340,83 [[Elettronvolt|keV]].<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.73/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-73 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=6 aprile 2023}}</ref> L'arsenico-73 è impiegato per tracciare la distribuzione dell'arsenico nell'ambiente ed anche per studi [[Tossicologia|tossicologici]] sul suo assorbimento cellulare.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Fassbender|nome2=W.|cognome2=Taylor|nome3=D.|cognome3=Vieira|data=1º gennaio 2012|titolo=Proton beam simulation with MCNPX/CINDER'90: Germanium metal activation estimates below 30MeV relevant to the bulk production of arsenic radioisotopes|rivista=Applied Radiation and Isotopes|volume=70|numero=1|pp=72-75|lingua=en|accesso=6 aprile 2023|doi=10.1016/j.apradiso.2011.08.014|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804311004192}}</ref>
Il <sup>74</sup>As (spin 2-) è il secondo radioisotopo di As per longevità; presenta due modalità di [[Decadimento beta|decadimento ''β'']] di segno opposto: per il 66% decade ''ε/β<sup>+</sup>'', trasformandosi in germanio-74 (stabile) e, per il restante 34% decade ''β<sup>−</sup>'', trasformandosi in [[selenio]]-74 (stabile); nel primo modo (''ε/β<sup>+</sup>''), per il 56% dei casi decade per cattura elettronica (''ε'') e, per il restante 44%, per emissione di positrone (''β<sup>+</sup>'');<ref>{{Cita web|url=https://atom.kaeri.re.kr/cgi-bin/decay?As-74%20EC|titolo=Decay information|sito=atom.kaeri.re.kr|accesso=1º agosto 2024}}</ref><ref name=":5">{{Cita pubblicazione|nome=J.|cognome=Scobie|data=1º maggio 1957|titolo=Electron capture in arsenic 74 and arsenic 76|rivista=Nuclear Physics|volume=3|numero=3|pp=465-470|accesso=1º agosto 2024|doi=10.1016/0029-5582(57)90041-X|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002955825790041X}}</ref> le energie rilasciate sono: Q''<sub>ε</sub>'' = 2 562 keV, Q<sub>''β''+</sub> = 1 540 keV, Q<sub>''β''−</sub> = 1 353 keV; l'emivita complessiva è di 17,77 giorni.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.74/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-74 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=6 aprile 2023}}</ref> Questo isotopo può essere prodotto con la [[reazione nucleare]] <sup>72</sup>Ge + [[Deuterio|D]] → <sup>74</sup>As + [[Neutrone|n]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=John W.|cognome=Irvine|data=1942-08|titolo=Cyclotron Targets: Preparation and Radiochemical Separations. I. Arsenic and Germanium.|rivista=The Journal of Physical Chemistry|volume=46|numero=8|pp=910-914|lingua=en|accesso=6 aprile 2023|doi=10.1021/j150422a014|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j150422a014}}</ref>
Il <sup>76</sup>As (spin 2-) mostra anch'esso due tipi di decadimento beta opposti, ma molto sbilanciati: per circa il 100% dei casi decade ''β<sup>−</sup>'' dando [[selenio]]-76 (stabile) e, per lo 0,02%, decade per cattura elettronica dando germanio-76(stabile); nel primo modo rilascia 2 963 keV e nel secondo 923,54 keV; l'emivita è di 1,094 giorni.<ref name=":5" /><ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.76/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-76 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=6 aprile 2023}}</ref>
Il <sup>77</sup>As (spin 3/2-) decade ''β<sup>−</sup>'' per dare selenio-77, stabile, con emivita di 1,618 giorni, rilasciando 683,02 keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.77/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-77 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=6 aprile 2023}}</ref>
Il <sup>78</sup>As (spin 2-) decade ''β<sup>−</sup>'' per dare selenio-78, stabile, con emivita di 1,5111 ore (90,67 minuti), rilasciando 4 209 keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.78/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-78 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2 giugno 2023}}</ref>
Il <sup>79</sup>As (spin 3/2-) decade ''β<sup>−</sup>'' per dare selenio-79, con emivita di 9,017 minuti, rilasciando 2 281 keV; il selenio-79 così prodotto è un isotopo debolmente [[Radioattività|radioattivo]] presente tra i prodotti di decadimento dell'uranio-235;<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Carole|cognome=Frechou|nome2=Sandrine|cognome2=Aguerre|nome3=Jean-Pierre|cognome3=Degros|data=15 maggio 2007|titolo=Improvement of a radiochemical separation for selenium 79: Applications to effluents and nuclear wastes|rivista=Talanta|volume=72|numero=3|pp=1166-1171|lingua=en|accesso=2 giugno 2023|doi=10.1016/j.talanta.2007.01.011|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914007000392}}</ref> decade a sua volta ''β<sup>−</sup>'' per dare [[bromo]]-79, stabile, con emivita di 295 218 anni, rilasciando 150,91 keV.<ref>{{Cita web|url=https://periodictable.com/Isotopes/033.79/index3.full.dm.html|titolo=Isotope data for arsenic-79 in the Periodic Table|sito=periodictable.com|accesso=2 giugno 2023}}</ref>
== Reattività ==
Dal punto di vista chimico l'arsenico è molto simile al [[fosforo]], suo omologo, al punto che lo sostituisce parzialmente in alcune reazioni biochimiche, da cui il suo effetto tossico. L'arsenico forma facilmente molecole covalenti con la maggior parte dei [[Non metallo|non metalli]]. L'arsenico è stabile all'aria asciutta, ma per esposizione all'umidità si ricopre di una patina color bronzo dorato che alla fine diventa uno strato superficiale nero. Per riscaldamento l'arsenico [[sublimazione|sublima]] a 615 °C, cioè diventa gassoso senza passare per la fase liquida. Riscaldato all'aria, l'arsenico si ossida a [[ossido arsenioso|{{chem|As|2|O|3}}]]; i fumi di questa reazione hanno un odore agliaceo. Bruciato in atmosfera di ossigeno forma {{chem|As|2|O|3}} e [[Pentossido di arsenico|{{chem|As|2|O|5}}]], che hanno la stessa struttura degli analoghi composti di fosforo. In atmosfera di fluoro l'arsenico brucia formando [[Pentafluoruro di arsenico|{{chem|AsF|5}}]].<ref name=Gre97/>
In acqua l'arsenico non viene intaccato da basi o acidi non ossidanti, ma con [[acido nitrico]] diluito forma [[acido arsenioso]] {{chem|H|3|AsO|3}} e con acido nitrico concentrato a caldo forma [[acido arsenico]] {{chem|H|3|AsO|4}}. Con acido solforico a caldo si forma {{chem|As|2|O|3}}. Con i metalli l'arsenico reagisce formando arseniuri, composti di difficile classificazione dato che possono dar luogo a svariate stechiometrie da {{chem|M|9|As}} a {{chem|M|3|As|7}} con strutture complesse. L'arsenico è situato nella [[tavola periodica degli elementi]] dopo che è stata completata la serie 3''d'' e quindi il suo massimo [[stato di ossidazione]] +5 è poco stabile (vedi [[effetto della coppia inerte]]). Questo fa sì che {{chem|As|2|O|5}} e {{chem|H|3|AsO|4}} siano forti ossidanti.<ref name=Gre97/>
== Applicazioni ==
;Agricoltura
L'[[arseniato di piombo]] è stato usato fino a buona parte del [[XX secolo]] come [[insetticida]] sugli [[Albero da frutto|alberi da frutto]], con gravi danni agli occhi, al sistema circolatorio, polmoni, soprattutto per i lavoratori che lo spargevano sulle colture senza opportuna protezione.
In passato è stato usato anche per altri insetticidi e [[Prodotto fitosanitario|fitofarmaci]] [[agricoltura|agricoli]].<ref>{{cita web|url=http://www.depurazioneacquearrigoni.it/arsenico/utilizzo.html|titolo=Cosa è l'arsenico, l'impiego, curiosità storiche}}</ref>
;Cosmetica
Nell'età vittoriana l'arsenico, la cui tossicità era ignorata, veniva usato come cosmetico, per conferire alla carnagione il cosiddetto "pallore da arsenico"<ref name=Cervellati/>.
;Costruzioni
L'applicazione di maggiore pericolo per l'essere umano è probabilmente quella del legno trattato con [[arsenocromato di rame]] ("CCA" o "[[Tanalith]]" e la maggior parte del vecchio legno "trattato a pressione"). Il legname CCA è ancora in circolazione e in uso in molti paesi ed è stato usato in modo massiccio durante la prima metà del [[XX secolo]] per strutture portanti e rivestimenti esterni di edifici in legno, dove c'era il pericolo di marcescenza o di attacchi di insetti.
Anche se questo tipo di trattamento del legno è stato proibito nella maggior parte delle nazioni dopo la comparsa di studi che dimostravano il lento rilascio di arsenico nel terreno circostante da parte del legno CCA, il rischio più grave è la combustione di legno CCA, che concentra i composti di arsenico nelle ceneri: ci sono stati casi di avvelenamento da arsenico di animali e di esseri umani per ingestione di ceneri di legno CCA. La dose letale per un uomo è di 20 grammi di cenere, circa un cucchiaio.
L'arsenico è un potente veleno incolore e inodore che, assunto a piccole dosi, provoca crampi alle braccia e alle gambe e infine la morte. Lo 0,8 percentuale viene considerato tollerabile da un organismo normale. Inoltre, questo veleno blocca il processo di deterioramento dei tessuti e quindi il corpo rimane intatto, come mummificato.
Tuttavia il legno CCA recuperato da costruzioni demolite continua ad essere bruciato, per ignoranza, in fuochi domestici o commerciali; lo smaltimento sicuro di legno CCA continua ad essere poco praticato e ci sono preoccupazioni in alcune zone massicciamente edificate con legno trattato all'arsenico per la futura demolizione delle costruzioni.
;Medicinali
Un [[3-carbamino-4-ossifenilarsinato di trietanolammina|arsenobenzolo]] è stato fondamentale nel debellare la [[sifilide]]<ref name=Cervellati>Rinaldo Cervellati, ''[https://www.soc.chim.it/sites/default/files/cns/pdf/2019-5.pdf _fra storia e leggenda]'', Gruppo Nazionale di Fondamenti e Storia della Chimica.</ref>.
L'[[ossido arsenioso]] è stato impiegato per la cura della [[leucemia promielocitica acuta]] in associazione alla terapia con l'acido ''trans''-retinoico<ref name='ITOM'>{{Cita pubblicazione |cognome=Gibaud |nome=Stéphane |cognome2=Jaouen |nome2=Gérard |titolo=Arsenic - based drugs: from Fowler's solution to modern anticancer chemotherapy |url=https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-13185-1_1 |rivista={{Cita web|url=https://www.springer.com/series/3418|titolo=Topics in Organometallic Chemistry}} |anno=2010 |volume=32 |pp=1-20 |doi= 10.1007/978-3-642-13185-1_1}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Laura|cognome=Cicconi|nome2=Marialaura|cognome2=Bisegna|nome3=Carmelo|cognome3=Gurnari|data=2024-09-14|titolo=Leucocytosis during induction therapy with all‐ trans ‐retinoic acid and arsenic trioxide in acute promyelocytic leukaemia predicts differentiation syndrome and treatment‐related complications|rivista=British Journal of Haematology|lingua=en|accesso=2024-10-06|doi=10.1111/bjh.19759|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/bjh.19759}}</ref>.
; Altri usi:
* L'[[arseniuro di gallio]] (GaAs) è un importante [[semiconduttore]] usato nei [[Circuito integrato|circuiti integrati]] e nei [[Modulo fotovoltaico|pannelli fotovoltaici]]. I circuiti realizzati in arseniuro di gallio sono molto più veloci, ma molto più costosi, di quelli realizzati in [[silicio]]. A differenza del silicio, possono essere utilizzati nei diodi laser e nei [[LED]] per convertire direttamente l'[[elettricità]] in [[luce]].
* Il triossido di diarsenico è impiegato in [[Australia]] come agente per la disinfestazione delle case dalle [[Isoptera|termiti]].
* È usato anche nella realizzazione di [[fuochi d'artificio]].
* Ci sono resoconti sull'uso di [[arseniato di rame]] nel [[XIX secolo]] come colorante per dolciumi.
== Storia ==
[[File:Arsenic symbol.svg|left|thumb|Simbolo alchemico dell'arsenico|74x74px]]
La parola arsenico è un prestito dal [[Lingua persiana|persiano]] زرنيخ (''Zarnik''), che vuol dire "ornamento giallo"; ''Zarnik'', per il tramite del [[Lingua siriaca|siriaco]] ܠܐ ܙܐܦܢܝܐ ''(al) zarnika'', venne adottato nel [[lingua greca|greco]] antico nella forma ἀρσενικόν (''arsenikón''). L'arsenico era dunque conosciuto e utilizzato in [[Persia]] e in altri luoghi fin dai tempi antichi. Poiché i sintomi dell'avvelenamento da arsenico erano mal definiti, veniva usato spesso per [[omicidio|omicidi]], fino all'ideazione del [[
Il primo a isolare l'arsenico elementare fu [[Jabir ibn Hayyan]], prima dell'815 d.C. [[Alberto Magno]] nel [[1250]] isolò l'elemento dal [[Orpimento|trisolfuro arsenioso]], riscaldandolo insieme al sapone. Nel [[1649]] [[Johann Schroeder]], il medico e farmacologo tedesco, fu la prima persona a riconoscere l'arsenico come [[elemento chimico]] a parte; pubblicò due diversi modi per preparare arsenico<ref name=Cervellati/>.
È stato dimostrato che il corpo umano può sviluppare una tolleranza all'arsenico assumendone piccole quantità per periodi prolungati. Si racconta a tale proposito che [[Mitridate VI del Ponto]]<ref>{{cita news |url = https://www.wired.co.uk/article/genetic-immunity-to-arsenic |data=17 ottobre 2012 |pubblicazione=Wired |titolo=Humans can develop a genetic tolerance for arsenic |lingua=en |autore=Ian Steadman |accesso=20 luglio 2017}}</ref> abbia ideato e seguito tale pratica, che per tale motivo è detta "[[mitridatismo]]". Molto più recentemente, si dice che anche [[Grigorij Efimovič Rasputin|Rasputin]]<ref>{{cita libro |titolo=Metal Toxicity and Tolerance in Plants and Animals |autore=V. P. Singh |editore=Sarup & Sons |anno=2008 |isbn=978-81-7625-587-5 |p=146 |url=https://books.google.co.uk/books?id=LhJxLkQNtB8C&pg=PA146|lingua=en}}</ref> assumesse regolarmente piccole dosi di arsenico per proteggersi da possibili avvelenamenti.
Nel 1998 è stato stimato che in [[Bangladesh]] circa 57 milioni di persone bevano acqua da pozzi con concentrazioni di arsenico al di sopra dei limiti massimi di 50 [[parti per miliardo]] stabiliti dall'organizzazione mondiale per la sanità, con conseguenze anche mortali;<ref>{{en}} [http://www.bicn.com/acic/resources/infobank/nature98-01/nature98-01.htm Arsenic Poisoning of Bangladesh Groundwater]</ref> questo arsenico è di origine naturale e viene rilasciato dai sedimenti nelle acque di falda a causa delle condizioni [[anossia|anossiche]] del sottosuolo. Queste acque sotterranee hanno cominciato ad essere utilizzate dopo l'avvio da parte di organizzazioni non governative occidentali di un grande programma di pozzi per ricavare acqua potabile, in modo da evitare l'uso di acque di superficie contaminate da batteri, ma i controlli sull'acqua di falda per l'arsenico non furono mai effettuati. Si pensa che molti altri paesi del sudest asiatico, come [[Vietnam]], [[Cambogia]] e [[Tibet]], abbiano ambienti geologici sotterranei tali da provocare la stessa alta concentrazione di arsenico nelle acque sotterranee. Seppure in percentuali molto inferiori anche in Europa le norme e le soluzioni per la riduzione di arsenico nell'acqua si rendono necessarie.<ref>{{Cita web|url=http://www.acqua-depurazione.it/Direttiva-98-83-CE_Normativa.php|titolo=Normativa Direttiva-98-83-CE}}</ref>
== Disponibilità ==
L'[[arsenopirite]], nota anche come mispickel ([[ferro|Fe]][[zolfo|S]]As), è il più comune [[minerale]] di arsenico, da cui l'elemento si ricava per [[arrostimento]]: il calore fa sublimare l'arsenico, lasciando come residuo solido il solfuro ferroso. La società [[Rumianca]], di [[Riccardo Gualino]], nello stabilimento di [[Carrara]] [[Avenza]] fondò la sua fortuna commerciale nella lavorazione delle piriti arseniose, come precursori di prodotti da usare nell'industria bellica e negli antiparassitari.
I composti più importanti dell'arsenico sono l'arsenico bianco (il suo solfuro), il ''[[verde di Parigi]]'' (acetoarsenito di [[rame]] [Cu<sub>2</sub>(AcO)(AsO<sub>3</sub>)]) e l'
Oltre
== Precauzioni ed effetti sulla salute ==
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|simbolo1=molto tossico
|simbolo2=pericoloso in ambiente
|simbolo3=nocivo
|frasiR=23/25|frasiS=1/2-20/21-28-45
|frasiH={{FrasiH|
|consigliP={{ConsigliP|102|270|302+352|309+311|501}}<ref>Smaltire come rifiuto pericoloso. Non disperdere nell'ambiente.</ref><ref>scheda dell'arsenico su
}}
L'arsenico e molti dei suoi composti sono veleni particolarmente potenti. L'arsenico uccide danneggiando in modo gravissimo il sistema digestivo ed il sistema
* riduce le difese antiossidanti dell'organismo, dato che l'arsenico ha un'elevata affinità per i gruppi sulfidrilici delle proteine e di metaboliti endogeni come il [[glutatione]];
* provoca
* interferisce pesantemente con i meccanismi endocrini regolati dagli [[Estrogeno|estrogeni]],
* può attaccare direttamente i filamenti di [[DNA]] e provocarne lesioni combinate di vario tipo.{{senza fonte}}
==
<references/>
== Bibliografia ==
* {{cita libro
* {{cita libro
== Voci correlate ==
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== Altri progetti ==
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== Collegamenti esterni ==
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[[Categoria:
[[Categoria:Veleni]]
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