砒素 - 通信用語の基礎知識

銀灰色の半金属元素。有毒な化合物が多く、昔から毒殺に使われていた。

「砒」の字が常用漢字から漏れたため、現在は「ヒ素」とも書く。化合物の日本語名は日本化学会の化合物命名法委員会によるものが正式だが、そこでは前述の理由により「ヒ素」となっている。

物質の情報

基本情報

一般情報

元素記号: As
原子番号: 33
周期: 4
族: 15(古い属名で5B)、窒素族・プニクトゲン
分類: 遷移金属元素

原子情報

原子量: 74.92160(2)
電子配置:
- 1s²、2s²、2p⁶、3s²、3p⁶、3d¹⁰、4s²、4p³
- [Ar]3d¹⁰、4s²、4p³
電子殻: 2、8、18、5
原子価: 3、5
酸化数: −3、0、+3、+5

分子情報

相: 固体
融点: 817℃(昇華)
沸点: 603℃(36気圧)
CAS番号: 7440-38-2
ICSC番号: 0013

同位体

安定同位体は一つのみ。

⁷⁵As

同位体	天然存在比	半減期	崩壊の種類	崩壊後生成物
⁷¹As	‐	2.72日	EC崩壊	⁷¹Ge
⁷¹As	‐	2.72日	β⁺崩壊	⁷¹Ge
⁷²As	‐	1.08日	β⁺崩壊	⁷²Ge
⁷²As	‐	1.08日	EC崩壊	⁷²Ge
⁷³As	‐	80.3日	EC崩壊	⁷³Ge
⁷⁴As	‐	17.77日	EC崩壊	⁷⁴Ge
			β⁻崩壊	⁷⁴Se
			β⁺崩壊	⁷⁴Ge
⁷⁵As	100.00%	安定核種(中性子数42)
⁷⁶As	‐	1.0778日	β⁻崩壊	⁷⁶Se
⁷⁷As	‐	1.62日	β⁻崩壊	⁷⁷Se
⁷⁸As	‐	1.51時	β⁻崩壊	⁷⁸Se

物質の特徴

精銅、合金の添加剤、顔料、半導体材料などに使われる。

ガリウムとの化合物ガリウム砒素(GaAs)は優秀な化合物半導体として知られている。

毒性

砒素は他の多くの金属と違い、無機化合物の方が有機化合物よりも毒性が高い。

イオン種としてAs³⁺とAs⁵⁺の2種類があり、As³⁺の方がより毒性が高い。

急性毒性としては胃の激痛、嘔吐、コレラ様下痢などの消化管障礙、腎障礙による無尿症など。慢性中毒では皮膚、爪、毛、肝臓の障礙、貧血などがある。

化合物の多くは強い毒性を持つ。ネズミ駆除などにも使われるが、人体にも極めて危険であり、肺がんや皮膚がんの原因となる。

食品への混入

海水中に微量に含まれていて、ある種の海藻はそれをより毒性の低い有機物の形で蓄積する。

しかし、例えばヒジキは砒素を無機体で高濃度(乾重量1gあたり40〜50μg程度)含んでいるにも関わらず、ヒジキを食べたことによる砒素中毒が発生した例はない。また、砒素は髪や爪に蓄積されるが、ヒジキを良く食べる人の髪から砒素が特に高濃度に検出されることもないため、ヒジキ中の砒素が吸収されない、何らかのメカニズムがあるのだろう。

なお、砒素を多く含むという理由で、イギリスやカナダではヒジキの輸入禁止措置がとられている。

砒素中毒例

日本での砒素化合物中毒事件として有名なものに、次のような事件がある。

1955(昭和30)年 ‐ 森永砒素ミルク事件(中毒患者12,159人、死者131人)
1998(平成10)年夏 ‐和歌山県和歌山市、林真須美砒素混入カレー事件(中毒患者63人、死者4人)
2003(平成15)年 ‐ 茨城県鹿島郡神栖町砒素混入井戸水事件

日本では殆ど見られないが、世界的には水道水の砒素による汚染はよく見られる。JEFCAによるPTWI(一週間に摂取して問題ないと考えられる予備的な値)は15μg/kgである。

安全性

適用法令

毒物及び劇物取締法(法別表第一)
- 毒物

危険性

引火点: (該当資料なし)
発火点: (該当資料なし)
爆発限界: (該当資料なし)

有害性

刺激
- 腐食性: (該当資料なし)
- 刺激性: 眼、皮膚、気道を刺激する。
- 感作性: (該当資料なし)
毒性
- 急性毒性: (該当資料なし)
- 慢性毒性: (該当資料なし)
- がん原性: 陽性
- 変異原性: (該当資料なし)
- 生殖毒性: 動物試験で陽性
- 催畸形性: (該当資料なし)
- 神経毒性: (該当資料なし)

環境影響

分解性: (該当資料なし)
蓄積性: (該当資料なし)
魚毒性: (該当資料なし)

発見

大昔より存在が知られており、発見者は明らかでない。

化学名Arsenicumの語源は諸説ある。ラテン語で砒素を意味するarsenicum、ギリシャ語で雄黄(黄色の顔料)を意味するαρσενικόν(arsenikón)、アラビア語で良い色を意味するزرنيخ(zarnīkh)などから名付けられたと言われている。

主な化合物

亜砒酸(三酸化二砒素、三酸化砒素) (As₂O₃) (1327-53-3)
- 無水亜砒酸ナトリウム (AsNaO₂) (7784-46-5)
- メタ亜砒酸カリウム (AsKO₂) (13464-35-5)
- メタ亜砒酸鉛 (As₂O₄Pb) (10031-13-7)
ガリウム砒素(砒化ガリウム) (GaAs) (1303-00-0)
砒化水素 (AsH₃) (7784-42-1)
砒酸 (AsH₃O₄) (7778-39-4)
- 砒酸亜鉛 (As₂O₈Zn₃) (1303-39-5)
- 砒酸カルシウム (As₂Ca₃O₈) (7778-44-1)
- 砒酸水素鉛 (AsHO₄Pb) (7784-40-9)
- 砒酸水素二ナトリウム (AsHNa₂O₄) (7778-43-0)
- 砒酸水素マンガン (AsHMnO₄) (7784-38-5)
- 砒酸第一鉄 (As₂Fe₃O₈) (10102-50-8)
- 砒酸第二鉄 (AsFeO₄) (10102-49-5)
- 砒酸二水素カリウム (AsH₂KO₄) (7784-41-0)
- 六弗化砒酸リチウム (AsF₆Li) (29935-35-1)
塩化物
- 三塩化砒素 (AsCl₃) (7784-34-1)
- 五塩化砒素 (AsCl₅) (22441-45-8)
酸化物
- 三酸化二砒素 (Ag₂O₃) (1327-53-3)
- 五酸化二砒素 (Ag₂O₅) (1303-28-2)
弗化物
- 三弗化砒素 (AsF₃) (7784-35-2)
- 五弗化砒素 (AsF₅) (7784-36-3)
硫化物
- 硫化銀(Ⅰ) (Ag₂S) (21548-73-2)
- 硫化砒素(Ⅱ) (AsS) 雄黄
- 硫化砒素(Ⅲ)、三硫化二砒素 (As₂S₃) (1303-33-9) 雌黄
- 四硫化四砒素 (As₄S₄) (1303-32-8) 雌黄

前後の元素

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	Uue	Ubn	Ubu
			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

32 ゲルマニウム ‐ 33 砒素 ‐ 34 セレン

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	Uue	Ubn	Ubu
			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	Uue	Ubn	Ubu
			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	Uue	Ubn	Ubu
			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr