Мышьяк (As): степень окисления, валентность, строение атома
Мышьяк As — неметалл (по свойствам — полуметалл), № 33. Степени окисления: −3, +3, +5; валентность III, V. Электронная формула [Ar]3d¹⁰4s²4p³, электроны по уровням: 2, 8, 18, 5. M = 75 г/моль.
| Что | Значение |
|---|---|
| Степень окисления | −3, +3, +5высшая +5, низшая −3 подробнее |
| Валентность | III, Vпеременная подробнее |
| Электронная формула | 1s² |
| Строение атома | +33: 33 p⁺, 42 n⁰, 33 e⁻уровни 2, 8, 18, 5 подробнее |
| Молярная масса | 75 г/мольточнее 74,92 подробнее |
| Положение | 4-й период, VА группа, p-элемент |
| Характеристика | неметалл (по свойствам — полуметалл) подробнее |
| ЭО по Полингу | 2,18 таблица ЭО |
Какая степень окисления у мышьяка?
Высшая степень окисления мышьяка — +5, низшая — −3. Характерные значения: −3, +3, +5.
Мышьяк повторяет степени окисления фосфора: −3, +3 и +5. Соединения мышьяка(III) устойчивее, чем у фосфора, а мышьяковая кислота H3AsO4 — окислитель.
| Степень окисления | Примеры соединений |
|---|---|
| −3 | AsH3, Na3As, GaAs |
| +3 | As2O3, AsCl3, H3AsO3 |
| +5 | As2O5, H3AsO4, Na3AsO4 |
Задание 3 ЕГЭ: степень окисления и валентность
Какая валентность у мышьяка?
Валентность мышьяка — III, V (переменная).
| Валентность | Примеры соединений |
|---|---|
| III | AsH3, As2O3 |
| V | H3AsO4, As2O5 |
Строение атома мышьяка
Порядковый номер мышьяка — 33, поэтому заряд ядра +33: в ядре 33 протона и 42 нейтрона (у самого распространённого изотопа ⁷⁵As, массовое число 75).
Вокруг ядра — 33 электрона на четырёх энергетических уровнях: 2, 8, 18, 5. Число уровней равно номеру периода.
Внешний уровень — 4-й, на нём 5 электронов. Неспаренных электронов в основном состоянии — 3.
Схема: +33 As )2 )8 )18 )5
Задание 1 ЕГЭ: строение атома
Электронная формула мышьяка
1s²
Сокращённо, через остов благородного газа: [Ar]3d¹⁰4s²4p³. В порядке заполнения подуровней: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p³.
- As³⁻ (36 электронов) [Ar]3d¹⁰4s²4p⁶, как у криптона
Характеристика мышьяка
По плану: положение в таблице → строение атома → свойства → соединения.
Мышьяк — элемент № 33, 4-й период, VА группа, аналог азота и фосфора.
Электроны по уровням 2, 8, 18, 5; внешние электроны 4s²4p³ — три неспаренных.
Неметаллические свойства у мышьяка слабее, чем у фосфора: серый мышьяк проводит ток, а оксид As2O3 амфотерный с преобладанием кислотных свойств.
Соединения мышьяка ядовиты — «белый мышьяк» As2O3 известен как яд; арсенид галлия — полупроводник, а небольшие добавки мышьяка делают свинец твёрже.
Самая устойчивая модификация — серый металлический мышьяк: хрупкий, с металлическим блеском; при нагревании он возгоняется, не плавясь. Жёлтый мышьяк из молекул As4 неустойчив.
| Формула | Что это | M, г/моль |
|---|---|---|
| As2O3 | оксид мышьяка(III), белый мышьяк | 198 |
| AsH3 | арсин — ядовитый газ | 78 |
| H3AsO4 | мышьяковая кислота | 142 |
| GaAs | арсенид галлия | 145 |
Молярная масса мышьяка
M(As) = 75 г/моль
Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе Ar. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 75 г/моль. Точное значение по IUPAC — 74,92 г/моль.
Вопросы и ответы
Мышьяк — металл или неметалл?
В школьной классификации — неметалл VА группы: он образует кислотный оксид As2O5 и летучее водородное соединение AsH3. Но серый мышьяк блестит и проводит ток, поэтому его часто относят к полуметаллам.
Как обнаружить мышьяк?
Классический способ — проба Марша: соединения мышьяка восстанавливают цинком в кислоте до арсина AsH3, при нагревании трубки арсин разлагается, и на стекле оседает блестящее «мышьяковое зеркало». Так в XIX веке доказывали отравления.
Какая степень окисления мышьяка в GaAs?
−3: галлий +3, а мышьяк электроотрицательнее (2,18 против 1,81) и смещает к себе электронную плотность. В арсенате натрия Na3AsO4 мышьяк +5.
Как мышьяк встречается на ЕГЭ?
- Задание 1: строение атомаВнешние электроны мышьяка — 4s²4p³, неспаренных в основном состоянии 3: по таким признакам элемент выбирают из ряда.
- Задание 2: периодический законМышьяк — 4-й период, VА группа: по положению сравнивают радиус атома, электроотрицательность и металлические свойства с соседями.
- Задание 3: степень окисления и валентностьВысшая степень окисления мышьяка +5, низшая −3; валентность III, V.
- Задание 4: химическая связьС другими неметаллами образует ковалентные полярные связи.
Соседи мышьяка в таблице Менделеева
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Таблицы по теме
Источники
- ФИПИ: демоверсия, спецификация и кодификатор ЕГЭ 2027 по химии (проект) — задания 1–4: строение атома, периодический закон, степень окисления и валентность, химическая связь
- CIAAW (комиссия IUPAC по изотопам и атомным весам): стандартные атомные веса — атомные и молярные массы
- CIAAW: изотопный состав элементов — самый распространённый изотоп — число нейтронов
- NIST Atomic Spectra Database: основные состояния нейтральных атомов — электронные конфигурации, в том числе исключения с «провалом» электрона