【元素図鑑】ヒ素 As【原子番号33】

ヒ素は元素記号As、原子番号33の化学元素で、元素周期表では第4周期、第5主族、またはIUPAC第15族、窒素族に属する。ヒ素は純粋な形で産出されることは稀で、ほとんどが硫化物の形で産出される。修飾によって金属的な性質と非金属的な性質を示すため、半金属に属する。

殺人毒として知られるヒ素は、俗に単に「砒素」とも呼ばれる。ヒ素の化合物は古くから知られていた。ヒ素化合物は変異原性のクラストゲンとして、毒物として作用し、染色体異常を引き起こすため、発がん性の効果がある。

ヒ素は、半導体のドーピングや、ガリウムヒ素などのIII-V族半導体の成分として使用されている。有機ヒ素化合物のアルスフェナミン（サルバルサン）は、重篤で非常に深刻な副作用があったものの、20世紀初頭には梅毒治療の画期的な方法と考えられていた。現在、三酸化ヒ素は前骨髄球性白血病の治療において、最後の治療法として使用されています。

基本情報

和名	ヒ素
英名	Arsenic
語源	ギリシャ語「黄色の顔料（雄黄）(Germania)」
元素記号	As
原子番号	33
原子量	74.92
常温（25℃）での状態	固体
色	灰色
臭い	–
密度	5.780 g/cm3（α, 20℃）
融点	817℃（α, 加圧下）
沸点	607℃（昇華点）
発見者	マグヌス（ドイツ）[13世紀]
含有鉱物	鶏冠石, 雄黄

歴史

発見

人類とヒ素の最初の接触は、紀元前3千年までさかのぼることができる。氷河の中に保存されていたアルプス人エッツィのミイラから大量のヒ素が検出された。 考古学者は、この人物は銅の加工に携わっていたことを示していると解釈している（銅鉱石はしばしばヒ素に汚染される）。古代、砒素は硫化物であるオーリピグメント（As2S3）やリアルガー（As4S4）として知られており、例えばアリストテレスの後継者であるギリシャ人のテオフラストスによって記述された。ギリシャの哲学者デモクリトスも、紀元前5世紀にはヒ素化合物について実証的な知識を持っていた。紀元3世紀のライデン・パピルスXには、銀を金色に、銅を白色に着色するために使われたことが示唆されている。ローマ皇帝カリグラは、紀元1世紀には早くも（黄金色の）耳介色素から金を生産するプロジェクトを依頼したと言われている。古代の標準書『Physica et Mystica』に記載されていることからヒ素化合物を知っていた錬金術師たちは、硫黄や水銀との関係を疑ったのである。硫化ヒ素は画家の絵の具や脱毛剤、肺病の外用・内用に使われた。

中世には、製錬所の煙（冶金炉から出る粉塵を含んだ排ガス）からヒ素（酸化ヒ素(III)）が発見された。1250年頃、アルベルトゥス・マグヌスが石炭で砒素を還元して砒素を製造することを初めて報告した。そのため、それ以前に元素の金属が生成されていた証拠があるにもかかわらず、彼は元素の発見者とみなされたのである。16世紀、パラケルススが医学に導入した。同じ頃、中国の百科事典『本草綱目』に、薬学者の李時珍が砒素の製剤について記述している。特に、水田での農薬としての利用を強調している。

17世紀には、黄色のオーリック顔料がロイヤルイエローとしてオランダの画家たちの間で流行した。この顔料は長期間の使用で酸化ヒ素に変化し、キャンバスから崩れ落ちるため、修復の際に困難が生じる。1740年から1808年まで、ヨーロッパではヒ素製剤が作物保護のための媒染剤として成功裏に使用された。毒性が強いため、やがて使用禁止になった。鉛鋳造用のヒ素添加剤は、鉛合金の硬度が高いことから、ショット玉に代表される用途に使用されています。ヒ素の毒性や殺人毒としての利用はよく知られていたが、19世紀初頭、ヒ素は喘息治療薬として最も重要なものの一つであった。これは、中国人がタバコと一緒にヒ素を吸って、蛇腹のような強い肺を手に入れたと言われている、という報告に基づくらしい。また、19世紀までは、ヒ素化合物は悪性腫瘍、皮膚病、発熱（ファウラー点眼液など）に外用・内用されていた。

ヒ素はヒ酸銅の形で、壁紙を印刷するためのパリグリーンなどの着色料に使われていた。この顔料は湿度が高いとカビによって有毒な揮発性ヒ素化合物に変化し、慢性的なヒ素中毒を引き起こすことも少なくなかった。

第一次世界大戦では、ヒ素化合物は化学兵器剤（ブルークロス）やレウィサイトに使用された。皮膚や肺を攻撃することで、被害者に残酷な痛みと最も深刻な身体的ダメージを与えた。

名前の由来

ヒ素の名称は、古代ギリシャ語の「Āρσενικόν arsenikón」に由来し、ヒ素鉱物のオーリピグメントの古名である。1世紀のディオスコリデスの中にすでに発見されている。ギリシャ語の名前は、古ペルシャ語の(al-)zarnik（金色の、auripigment、「ヒ素」）に由来し、おそらくセム語を媒介としてギリシャ語に伝わったと思われる。フォーク語源的には、同名の（旧・新）ギリシャ語 αρσενικός arsenikós（男性／強いと大まかに訳せる）から誤って付けられたという。ヒ素という言葉が一般的に使われるようになったのは、19世紀以降である。元素記号は1814年にヨンス・ヤコブ・ベルゼリウスが提唱したものである。

主な用途

半導体産業

ガリウムヒ素（GaAs）などの化合物半導体として、電子デバイスやLEDに利用されます。

農薬と木材防腐剤

ヒ素化合物は、かつては農薬や木材防腐剤として広く使用されましたが、その毒性のために現在では使用が制限されています。

ガラス製造

ヒ素酸化物は、ガラスの透明度を向上させるために使用されます。

合金の添加剤

鉛ヒ素合金は、鉛酸バッテリーの電極材料として使用されます。

生成方法

更新をお待ちください。

化合物

無機ヒ素化合物

三酸化二ヒ素 (As₂O₃)

有毒で、かつては「毒薬の王」と呼ばれました。現在でも医療分野で白血病の治療に用いられることがあります。

五酸化二ヒ素 (As₂O₅)

強力な酸化剤で、化学反応の触媒として使用されます。

有機ヒ素化合物

アルシン (AsH₃)

毒性が高く、半導体製造に使用されます。

ロキサルシン

ヒ素を含む抗菌薬であり、かつては梅毒の治療に用いられました。

主な特徴

更新をお待ちください。

研究事例

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