2. Кристаллохимические свойства.

Структура кристаллической решётки мышьяка тригональная с периодом 4,130 Å.

Атомный радиус 0,148 нм, ковалентный радиус 0,122 нм. Ионные радиусы (по Н.В. Белову и Г.Б. Бокию) As³⁺ 0,069 нм, As⁵⁺ 0,047 нм, As^3- 0,119 нм.

Мышьяк существует в нескольких аллотропических формах, из которых наиболее устойчив серый, так называемый металлический, с ромбоэдрической кристаллической решеткой, а=0,4135 нм, a=54,13°, z=2. При очень быстрой конденсации паров мышьяка на поверхности, охлаждаемой жидким N₂, получают прозрачные, мягкие как воск кристаллы желтого мышьяка с кубической кристаллической решёткой с плотностью ~2,0 г/см³. По свойствам он аналогичен белому Р, но значительно менее устойчив. При нагревании и на свету желтый мышьяк быстро переходит в серый; энергия перехода 14,63 кДж/моль. Известны также нестабильные аморфные формы мышьяка, например черный мышьяк с плотностью ~4,7 г/см³, образующийся при конденсации паров мышьяка в токе Н₂. Выше 270°С черный мышьяк переходит в серый; энергия перехода 4,18 кДж/моль. Компактный (плавленый) серый мышьяк имеет вид серебристого крупнокристаллического металла. Пар мышьяка бесцветен, состоит до 800°С из молекул As₄, выше 1700°С из As₂, в интервале 800-1700°С из смеси As₂ и As₄. Серый мышьяк очень хрупок, разрушается по спайностям; твердость по Бринеллю ~1500 МПа, твердость по Моосу 3,5. Мышьяк диамагнитен, обладает металлической проводимостью.

3. Минералы.

Мышьяк относится к рассеянным элементам, однако образует 177 собственных минералов, из них 90 образовались при высоких температурах и давлениях. Соединения мышьяка золотисто-желтого (аурипигмент) и темно-красного (реальгар) цветов. Редко встречается в самородном виде, часто содержится в свинцовых, медных и серебряных рудах, а также в большинстве минералов группы пирита и в сере. Наиболее распространенные минералы, имеющие промышленное значение, – арсенопирит FeAsS, реальгар As₄S₄ и аурипигмент As₂S₃. Практическое значение имеют мышьяковые руды, содержащие не менее 2-5% мышьяка. В богатых месторождениях содержание мышьяка в руде достигает 25-35%. Значительные количества мышьяка концентрируются в большинстве полиметаллических руд цветных металлов. Прежде всего он генетически ассоциируется с рудами W, Sn, Pb, Sb, Zn, Cu, Ni и Со. Почти со всеми этими металлами мышьяк образует минералы – простые и сложные арсениды, например, никелин NiAs₂, смальтин CoAs₂ и кобальтин CoAsS . Минералы мышьяка также встречаются в месторождениях благородных металлов – Аu и Ag. Самородный мышьяк образует скорлуповатые выделения, которые горняки иногда путали с серебряной рудой. Основную массу мышьяка и его соединений (более 90%) получают при переработке полиметаллических руд. Промышленные месторождения мышьяка в мире многочисленны, а запасы практически неограниченны.

4. Кларки элемента в земной коре.

Кларки As по А.П. Виноградову (1962 г.): твердой земной коры 1,7·10^-4%, в ультраосновных породах – 5·10^-5%, в основных породах - 2·10^-4%, в средних породах – 2,4·10^-4%, в кислых породах – 1,5·10^-4%. Кларки As по А.А.Беусу (1975 г.): в гранитах – 1,5·10^-4%, в гранодиоритах - 1,9·10^-4%. Кларки As осадочных пород: в глинах и сланцах по А.П. Виноградову – 6,6·10^-4%, в глинах по Турекьяну и Ведеполю – 1,3·10^-4%, в сланцах по А.А. Беусу – 13,0·10^-4%, в песчаниках по А.А. Беусу – 1,0·10^-4%, в карбонатных породах по А.А. Беусу – 1,0·10^-4%. Кларки As глубоководных осадков: в известковых осадках по Турекьяну и Ведеполю – 1,0·10^-4%, в гинистых осадках по Турекьяну и Ведеполю – 1,3·10^-3%.

Месторождения мышьяковых руд относят к эндогенной серии, плутоногенному и вулканогенному классам гидротермальной группы. Соединения As встречаются в комплексе с цветными и благородными металлами - Cu, Zn, Pb, Au, Ag.

Выделяют следующие типы руд:

• мышьяковые (арсенопиритовые и реальгаро-аурипигментовые);

• золотомышьяковые;

• полиметаллически-мышьяковые;

• медно-мышьяковые;

• кобальт-мышьяковые;

• оловянно-мышьяковые.

Распространен (хотя встречается редко) в жильных месторождениях Рудных гор. Минимальное содержание элемента в породе для разработке 2%.

Месторождения:

Фрейберг, Шнеберг, Аннаберг, Мари-енберг, Иоганнгеоргенштадт (ГДР); Санкт-Андреас-берг в Гарце, Виттихен в Шварцвальде (ФРГ); Пршибрам (ЧССР).

Кларк мышьяка в живом веществе 6·10^-6%, он важный биоэлемент, но при значительном превышении кларка является сильным ядом. Мышьяк – энергичный водный мигрант, его кларк в реках 3·10^-6г/л. В окислительных условиях на участках месторождений образуются арсенаты (As⁵⁺) и арсениты (As³⁺). Мышьяк, поступающий со стоком в океан, сравнительно быстро осаждается и в морской воде лишь 1·10^-6г/л As.