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비소(arsenic)

작성일 2010-08-18

원소기호 As, 원자번호 33, 원자량 74.9216, 지각 중의 존재도 1.8ppm(51위), 안정핵종 존재비 As 100%, 녹는점 81.7℃(27atm), 승화점 613℃, 비중 5.73, 전자배치 [Ar] 3d 4s 4p, 중요 산화수 -3, 3, 5. 주기율표 5B족의 질소족에 속하는 원소의 하나. 오랜 옛날부터 알려진 원소이며 B. C. 4세기경 아리스토텔레스가 안료에 이용하던 석웅황(石雄黃) ASS(arsenikon ; 남성적인 것)에 관해 기재했다.

화합물·홑원소물질과 함께 연금술사에게 흥미로운 것이었고, 특히 구리를 석웅황으로 처리하면 백색이 되어 얼핏 은처럼 보여 금속변환의 요소로서 중요시 되었다.

또 그리스 시대에 이미 치료제로서 사용된 기록도 있으나 일반적으로는 독약으로 널리 사용되었다.

비소는 유리상태에서도 산출되지만 대부분은 황화물로서 널리 존재한다.

석웅황·계관석·황비철석·황비동석 등이 있다.

구리·납·아연·주석 둥의 황화광석과 함께 산출되는 경우가 많다.

따라서 이들의 황화광에서 얻은 금속 속에 비소가 불순물로 혼입되어 있는 것이 보통이다.

단사비소광(單斜砒素鑛), 금속비 소화물(FeAS, CoAs, NiAs)로도 존재한다.

〔성질〕 승화성이며 2~3종의 변태가 알려져 있다.

비 소증기로부터 360℃ 이상에서 석출시키면 안정형의 회색 금속광택을 가진 금속비소(회색비소, -비소)를 얻는다.

이는 삼방정계(三方晶系) 또는 능면체(菱面體)의 결정으로 비중 5.73, 녹는점 817℃(28atm)이며, 615℃ 에서 승화한다.

실온에서는 공기 속에서 안정된다.

400℃로 가열하면 백색 불꽃을 모두 태워서 삼산화이비소(ASO)를 생성한다.

물에 녹지 않고 염산에는 침전되지 않으나 진한 질산, 가열한 묽은 질산에는 산화되어 아비산(HAsO), 비산(HAsO)을 생성한다.

가열하면 대부분의 금속과 반응하여 비소화물을 생성한다.

비금속원소 증에서 금속성이 가장 크고 전기전도성을 보인다.

비소증기를 액체질소 등으로 급랭시키면 황색비소(-비소)를 얻는다.

이는 둥축정계이며 비중이 2.0으로 매우 휘발하기 쉬워 손의 체온으로도 승화될 정도이다.

이황화탄소에 녹아 As에 상당하는 분자량을 보인다.

실온에서 일광 조사하면 즉시 회색비소(-비소)로 전이한다.

비소증기를 300℃ 이하에서 증착하면 유리질의 흑색비소(-비소)를 발생한다.

이것은 소량의 비소를 검출하기 때문에 마슈테스트라고 불리는 수소화비소(AsH)의 열분해에 의해 유리관 내면에 생기는 비소거울과 같은 것이며 상세한 내용은 아직 알려지지 않았다.

가스상태에서는 사면체의 4꼭지점을 비소원자가 차지하는 As분자이고(원자간 거리 2.44Å), 800℃ 이상에서는 As로 해리한다.

〔용도〕 비 소는 AsO로서 유리의 탈포(脫泡), 소포제(消泡劑), 촉매, 농약 등에 쓰인다. 옛날에는 AsO가 여러 가지 형태로 의약품으로 사용되었다.

현재도 AsO는 약국에서 취급되며, 치통제 등에 쓰인다.

합금재료로서 납-안티몬계 합금에 경도를 증가시키기 위해 구리에 첨가하는 경우도 있다.

고순도 비소가 만들어짐에 따라 화합불 반도체로서의 용도가 열리게 되었다.

실리콘에 대신하여 IC기판으로 유망시되고 있다.

또 광전자공학 분야에서도 다방면으로 사용된다.

예를 들면 비소화칼륨 광전극면은 적외선 영역의 빛에 대해 가장 고능률인 광전자를 방출하므로 광전증폭관 등에 쓰인다.

인륨·갈륨·인·알루미늄·비소 등으로 만들어지는 반도체를 이용한 발광다이오드(LED)는 전자기기의 신호등이나 파이버를 이용한 비교적 단거리의 광통신 시스템에 널리 이용된다.

〔인체영향〕 비소화합물은 유독한 것이 많아 옛날부터 쥐약이나 독약으로 사용되었다.

수소화비소는 극약이고 삼산화비소·염화물 등이 그 다음으로 유독하다.

그러나 금속비소나 유리에 함유된 삼산화이비소는 물에 용해되지 않으므로 독성이 약하다.

〔공해〕 비소를 함유한 분진에 노출된 비소광산이나 비소화합물의 제조공장 등에서 일하는 근로자에게 비소중독증이 발생하여 비소패(砒素敗)·아비패(亞砒敗) 등으로 불리는 피부염이 발생하고 흑피증·보엔병·피부암·폐암 등이 발증한다.


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상동(homology) 2010.08.18
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