Хүнцэл

Хүнцэл, ₃₃As
Ерөнхий шинж чанарууд
Нэр, тэмдэг	хүнцэл, As
Гадаад байдал	металлын саарал
Аллотропууд	саарал (дийлэнх тохиолдолд), шар, хар
Англи дуудлага	/ˈɑːrs[invalid input: 'ɨ']nɪk/, also /ɑːrˈsɛnɪk/ when attributive ; AR-sə-nik, ar-SEN-ik
Хүнцэл-ийн үелэх систем дэх байрлал
	германи ← хүнцэл → селени
Цэнэгийн тоо (Z)	33
Атом масс (±) (Ar)	74.921595(6)
Элементийн ангилал	металлоид
Бүлэг, блок	бүлэг 15 (пниктоген), p-блок
Үе	үе 4
Электрон бүтэц	[Ar] 3d10 4s2 4p3
давхарга бүрт	2, 8, 18, 5
Физик шинж чанарууд
Төлөв	хатуу
Уурших температур	887 K (615 °C, 1137 °F)
Нягт т.т.	5.727 г/см3
шингэн үед,х.т.	5.22 г/см3
Гурвалсан цэг	1090 K, 3628 kPa
Критик цэг	1673 K, ? MPa
Хайлах энтальп	grey: 24.44 Ж/моль
Уурших энтальп	34.76 кЖ/моль (?)
Хувийн дулаан шингээлт	24.64 Ж/(моль·K)
Атомын шинж чанар
Исэлдэлтийн зэрэг	5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 (сул хүчиллэг исэл)
Цахилгаан сөрөг чанар	Полингийн шаталбар: 2.18
Ионжилтын энерги	1 дэх: 947.0 кЖ/моль ; 2 дахь: 1798 кЖ/моль ; 3 дахь: 2735 кЖ/моль ; (илүү үзэх)
Атомын радиус	эмпирик: 119 пм
Ковалент радиус	119±4 pm
Ван дер Ваальсийн радиус	185 pm
Бусад
Талст бүтэц	ромбогидрал
Дулааны тэлэлт	5.6 µm/(m·K) (т.т.)
Дулаан дамжуулалт	50.2 W/(m·K)
Цахилгаан эсэргүүцэл	333 nΩ·m ( 20 °C-д)
Соронзон чанар	дисоронзон
Юнгийн модуль	8 GPa
Эзлэхүүний модуль	22 GPa
Моосын хатуулаг	3.5
Бринеллийн хатуулаг	1440 MPa
CAS дугаар	7440-38-2
Түүх
Нээсэн	Хүрэл зэвсгийн үе (МЭӨ 2500)
Анх ялгасан	Альберт Магнус (1250)
Хамгийн тогвортой изотопууд
	үзэх · хэлэлцэх · засах· эх сурвалж

Хүнцэл нь дэлхийн царцдсын 0.0005 хувийг бүрдүүлдэг, нэгэн төрлийн металл бус химийн элемент бөгөөд ихэвчлэн сульфат хэлбэрээр оршдог. Хүнцэл (As) нь химийн элементийн үелэх системийн 4-р үе, VA бүлэг, атомын дугаар 33, элементийн тэмдэг As, элемент хүнцэл нь мөнгөлөг саарал, хар, шар зэрэг үндсэн гурван өнгөтэй аллотропи хэлбэрээр оршдог.

Хүнцэл нь байгаль орчинд түгээмэл тархацтай байдаг ба өнөөгийн байдлаар хэдэн зуун нэр төрлийн хүнцлийн нэгдэл бодисыг илрүүлэн бүртгэсэн байна. Хүнцэл болон түүний нэгдэл бодисыг газар тариалангийн салбарт пестицид, гербицид болгон, мөн хайлшны үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашигладаг. Гурван валенттай хүнцлийн ислийг (As₂O₃) хүмүүс эртнээс “Хаадын хор” гэж нэрлэж заншсан. Мөн хүнцэл нь хүний биед амин чухал хэрэгцээтэй, фармакологи болон токсикологийн ач холбогдол бүхий микроэлементийн нэг юм.

Хүн ба хүнцэл

Хүний бие дэх хүнцлийн эх үүсвэр

Хүмүүс ердийн нөхцөлд хүний биед хэрэгцээтэй хүнцлийн элементийг хоол хүнс, унд уснаас өөртөө шингээн авдаг. Загас, далайн гаралтай хүнсний бүтээгдхүүн, замаг зэрэг нь аrsenobetaine болон arsenocholine гэсэн хоёр төрлийн бодисыг элбэг агуулдаг бөгөөд эдгээр нэгдэл бодис нь хүний биед хор хөнөөл багатай, биеэс амархан ялгаруулан гаргах онцлогтой.

Хүний бие дэх хүнцлийн бодисын солилцоо

Хүний бие дэх хүнцлийн 60-90% нь хоол хүнс болон амьсгалын замаар дамжин хуримтлагддаг ба биеийн хэсгүүдэд тунаж үлдэх байрлал нь тоос, тоосонцрын мөхлөгийн хэмжээгээс хамааралтай бөгөөд арьсаар дамжин дотор эрхтэнд шингэх тунгийн хэмжээ маш бага байдаг. Хүний биеийн шингээн авсан хүнцэл нь элэг, дэлүү, бөөр, шингэлтийн замд 4 долоо хоног тархаж, эцэстээ биеэс бүрэн ялгарлан гарах ба арьс, үс, хумс, яс, шүд зэрэг дайвар эрхтэнд бага хэмжээгээр хуримтлагдан үлддэг.

Хүний биеийн физиологийн хэрэгцээнд шаардагдах хүнцэл

Хонь, гахай, тахианд хийсэн олон удаагийн туршилтын дүн шинжилгээгээр хүнцэл нь амин чухал микроэлементийн нэг болох нь тогтоогдсон байна.

Физиологийн хэрэгцээ: Амьтанд хийсэн туршилтын дүн шинжилгээгээр хүний биед шаардагдах хүнцлийн хэвийн хэмжээ нь 6.25мкг/4.18 MJ-аас 12.5мкг/4.18 MJ хооронд хэлбэлзэх ба дэлхийн жишгээр 12-40мкг, харин далайн гаралтай хүнсийг голлон хэрэглэдэг хүмүүсийн хоногт шингээн авах хүнцлийн хэмжээ нь 195мкг хүрдэг байна.

Хүнцэл дутагдах: Тахианы цурван, шишүүхэй, ямаа, гахай, харх зэрэг амьтанд хийсэн туршилтаар хүнцэл дутагдах нийтлэг илрэл шинж тэмдэг нь өсөлт бойжилт удаашрах, нөхөн үржихүйн эмгэг үүсгэх бөгөөд нөхөн үржихүйн хувьд үр тогтоох чадвараа алдах, перинаталь эндэгдэл үүсэх магадлал ихэсдэг. Мөн бүх төрлийн амьтан ургамалын хувьд хүнцэл дутагдсанаар эрхтнүүдэд агуулах эрдсийн хэмжээг нөлөөлдөг.

Хүнцлийн оршин тогтнох хэлбэр, цар хүрээ ба стандартын зөвшөөрөгдөх хэмжээ

Хүнцлийн оршин тогтох хэлбэр: нэг валенттай (As), гурван валенттай (aesenite), таван валенттай (arsenate) гэсэн тогтоцтой байх ба

тэдгээрийн нэгдэл бодисын хөхтөн амьтанд үзүүлэх хорт чанар нь валентын тоо, органик болон органик бус нэгдэл, хий, шингэн, хатуу хэлбэр түрс, уусалт, мөхлөгжич, шингээлтийн хэмжээ, ялгаруулалтын хэмжээ, агуулга зэргээс хамааралтай. Хүнцлийн газрын царцдас дахь эзлэх хувь хэмжээ нь маш бага бөгөөд ихэвчлэн чөлөөт байдлаар бүх төрлийн металлийн сульфат хүдэрт хүнцлийн сульфат дагалддаг тул хүмүүс аль эртнээс хүнцэл болон хүнцлийн нэгдэл бодистой харицаж ирсэн түүхтэй.

Нөөц, тархац: Хүнцэл нь байгальд өргөн тархацтай ба голдуу галт уулын дэлбэрэлт, хүнцэл агуулсан хүдэр зэргээс үүсэлтэй байдаг. Үйлдвэрлэлийн нөхцөлд хүнцэл нь металл /хар тугалга, алт, цайр, кобальт, никель г.м/ хайлуулах зуухны дайвар бүтээгдхүүн болдог. Хүнцлийн бусад эх үүсвэрүүд нь:

Байгаль: Хүнцэл агуулсан хүдэр, гүний ус.
Бараа бүтээгдхүүн: Бэлтгэсэн мод, модон материал, песицид, гербицид, мөөгөнцрийн эсрэг бодис, хөвөн хатаагч бодис, будаг, пигмент, хар тугалга бүхий бензин г.м.
Хүнс: Архи /дарс нэрэх усан үзмэнд хүнцэл агуулсан песицид, химийн бордоо хэрэглэсэн бол/, навчин тамхи, далайн гаралтай хүнс /ялангуяа хясааны төрлийн/.
Үйлдвэрлэл: Газрын тосны гаралтай түлш шатаах, зэсийн арсенат ашиглан боловсруулсан мод шатаах, электрон үйлдвэрлэл, металл хайлш, арьс шир боловсруулах.
Эм тариа: Carbasone, Kushthy хоёр төлийн эмийн бүтээгдхүүнийг эрт дээр үед тэмбүү, хайрст үлд өвчин эмчлэх зориулалтаар хэрэглэж байсан түүхтэй ба өнөө амьтны шимэгч хорхойн эсрэг эмчилгээнд ашиглаж байна.

Стандартын зөвшөөрөгдөх хэмжээ

Химийн элемент хүнцэл нь байгаль дахь тархцаар 20 дугаарт, дундчаар газрын гадаргуугийн 1.7×10-4% хувийг, байгалийн 600 гаруй нэр төрлийн хүдэрт агуулах хүнцлийн хэмжээ ＜1%, бусад 1300 гаруй нэр төрлийн хүдэрт n×10-4% (nppm), хүхэр болон төмрийн исэлд их хэмжээний хүнцэл агуулдаг ба 10%-аас дээш хэсгийг бүрдүүлдэг, тунамал чулуулаг дахь агуулга нь энгийн чулуулгаас харьцангуй их байдаг, фосфорын хүдэрт хүнцлийн агуулга 1-17мг/кг, нүүрсний орд болон асфальтад хамгийн их агуулдаг буюу 15000мг/кг хүрдэг бол энгийн нөхцөлд эдгээр ордын хүрээлэн буй орчны хүнцлийн агуулга 1-17мг/кг байдаг.

Хөрс, ус, тунамал хурдаст орших хүнцлийн хувь хэмжээ нь тухайн геологийн тогтцоос хамааралтай ба бохирдолд өртөөгүй газрын гадаргуу болон гүйний худгийн усан дахь хүнцлийн хэмжээ 1-10мг/кг, хөрсөн дэх хүнцлийн хамгийн дээд хэмжээ нь 15мг/кг, тунамал хурдас дахь хүнцлийн хамгийн дээд хэмжээ 10мг/кг тус тус байдаг. Бохирдол үүссэн эсэхийг тооцох шалгуур үзүүлэлтийн хувьд бохирдсон хөрсний хүнцлийн агуулга 1000мг/кг-аас их, тунамал хурдаст 10000 мг/кг-аас их байхаар ангилдаг байна.

Агаар мандал дахь хүнцлийн гол эх үүсвэр нь галт уулын дэлбэрэлтээс үүсэлтэй бөгөөд жилд 3000 тонн хүнцэл ялгаруулдаг. Мод, ургамал шатах, хөрс болон тунамал хурдсын биологийн өөрчлөлт нь агаар дахь хүнцлийн хоёр дахь эх үүсвэрийг бүрдүүдэг бол жилийн агаар мандалд эргэлдэх хүнцлийн нийт хэмжээ нь 73540 тонн байх ба үүнээс 40% нь хүн төрөлхтний үйл ажиллагаанаас хамааралтай бохирдлоос үүсэлтэй гэж үздэг.

Унд усан дахь хүнцлийн олон улсын стандартын зөвшөөрөгдөх хэмжээ 0.05мг/л байдаг бол Монгол улсын стандартаар түүний зөвшөөрөгдөх хэмжээ 0.01мг/л байна. Хүнцэлд хордох үзэгдэл нь тухайн бүс нутгийн газар зүйн байршил, амьдралын хэв маяг, онцлогоос шалтгаалан өөр өөр байдаг ба байгалийн бараа бүтээгдхүүн дэхь хүнцлийн агуулга нь мөн адил бус байна. Үүнд: Үр тариа 0.006-1.2мг/кг, мах, махан бүтээгдхүүн 0.005-0.5мг/кг, хүнсний ногоо, жимис жимисгэнэ 0.01-0.2мг/кг, сүү, сүүн бүтээгдхүүн 0.005-0.01мг/кг, далайн гаралтай хүнсэнд хамгийн ихээр агуулдаг буюу 0.39-3мг/кг байдаг. Хүний биед хордлого учруулах хүнцлийн тунгийн хэмжээ нь 0.01-0.05грамм As, үхэлд хүргэх аюултай тунгийн хэмжээ нь 0.06-0.2грамм As гэж үздэг.

Хүнцлийн биологийн хор хөнөөл

Хүнцэл нь биологийн идэвхтэй микроэлементийн нэг байдгаар амьтан, ургамлын эс, шээсэнд бичил хэмжээгээр агуулагдаж байгаа нь хүн, амьтны физиологи зохицуулалтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хүнцлийн дутагдалд орсноор гормон тэнцвэр алдагдах, эсийг бэхжүүлэх ферментийн идэвхжилт сулрах, эрхтний амьсгалд өөрчлөлт орох, хүнцлийн илүүдэл үүссэн тохиолдолд үс унах, шингээлтийн замын өвчлөл, нүдний эвэрлэг бүрхэвч булингартах, хамрын хөндийн өвчлөл, хумс амархан гэмтэж хугарах, амт, үнэрийн хэт мэдрэмтхий зэрэг өвчний шинж тэмдэг илэрдэг. Ихэнх нөхцөлд хүнцэл нь усан уусмал хэлбэрээр биологийн эргэлтэд ордог тул төрөл бүрийн хүнцлийн уусмал нь хамгийн хор хөнөөлтэй байдаг байна.

Хүнцлийн ашиглалт

Хүнцлийн ангидридыг шүдний эмчилгээ, цусны цагаан бөөм ихсэх өвчин, мэдрэл муудах, цус багадалтын үед эмчилгээний зориулалтаар ашигладаг.

Хүнцлийг мөн металл хайлш, хагас дамжуулагчийн технологи, үр тарианы хортон шавьж устгах, керамик үйлдвэрлэлд түгээмэл ашигладаг. Хүнцлийн нэгдэл бодисыг шавьж устгах бодис, зэв арилгах бодист ашигладаг. Мод, модон бүтээгдхүүний гадаргууг хамгаалах зориулалтаар ашигладаг зэс-хромат (CCA) бодист хүнцлийн найрлага ордог.

Цахим холбоос

Wiktionary

Wiktionary: Хүнцэл – Энэ үгийг тайлбар толиос харна уу

Commons: Хүнцэл – Викимедиа дуу дүрсний сан

Эшлэл

↑ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
↑ Gokcen, N. A (1989). "The As (arsenic) system". Bull. Alloy Phase Diagrams. 10: 11–22. doi:10.1007/BF02882166.
↑ Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles L. B. (2004). "Stabilized Arsenic(I) Iodide: A Ready Source of Arsenic Iodide Fragments and a Useful Reagent for the Generation of Clusters". Inorganic Chemistry. 43 (19): 5981–6. doi:10.1021/ic049281s. PMID 15360247.
↑ Cverna, Fran (2002). ASM Ready Reference: Thermal properties of metals. ASM International. pp. 8–. ISBN 978-0-87170-768-0. pdf.
↑ Lide, David R., ed. (2000). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (81 ed.). CRC press. ISBN 0849304814.

[IUPAC-1] Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

[Gokcen1989-2] Gokcen, N. A (1989). "The As (arsenic) system". Bull. Alloy Phase Diagrams. 10: 11–22. doi:10.1007/BF02882166.

[3] Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles L. B. (2004). "Stabilized Arsenic(I) Iodide: A Ready Source of Arsenic Iodide Fragments and a Useful Reagent for the Generation of Clusters". Inorganic Chemistry. 43 (19): 5981–6. doi:10.1021/ic049281s. PMID 15360247.

[4] Cverna, Fran (2002). ASM Ready Reference: Thermal properties of metals. ASM International. pp. 8–. ISBN 978-0-87170-768-0. pdf.

[5] Lide, David R., ed. (2000). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (81 ed.). CRC press. ISBN 0849304814.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]