Arsen, Symbol As, chem. Element aus der V. Hauptgruppe des Periodensystems, der Stickstoff-Phosphor-Gruppe, Halbmetall; Z 33, Reinelement, Atommasse 74,9216, Wertigkeit III und V, Standardelektrodenpotential 0,2475 V (As + 3 H₂O

H₃AsO₃ + 3 H⁺ + 3e).

Eigenschaften. Von A. gibt es drei Modifikationen. Die bei Zimmertemperatur thermodynamisch stabile Form ist das graue, metallische A. Sein Gitter besteht aus unendlichen Schichten, in denen die As-Atome zu gewellten Sechsringen verknüpft sind. Es bildet eine stahlgraue, metallisch glänzende, spröde, rhomboedrische Kristallmasse geringer Härte (nach Mohs 3 bis 4), D. 5,727 g cm^-3, elektrische Leitfähigkeit 3,0 Sm/mm² (bei 20 °C). Im geschlossenen Rohr schmilzt es bei 817 °C unter einem Eigendruck von 2,8 MPa und sublimiert bei 613 °C unter Bildung eines gelben, aus As-Molekülen bestehenden Dampfes. Mit steigender Temperatur nimmt im Dampf der Anteil von AS₂-Molekülen zu. Schreckt man Arsendampf ab, erhält man das wachsartige, in Schwefelkohlenstoff lösliche gelbe, nichtmetallische A., D. 2,026 g cm^-3, dessen kubisches Gitter dem weißen Phosphor vergleichbar aus As₄-Molekülen aufgebaut ist. Gelbes A. geht, insbesondere unter Lichteinwirkung, rasch in die graue Form über. Kondensiert man Arsendampf auf Flächen von 100 bis 200 °C, so bildet sich das harte, spröde, schwarzglänzende amorphe A. Es leitet den elektrischen Strom nicht. In Gegenwart von Quecksilber wandelt es sich bei 125 bis 175 °C in das instabile orthorhombische schwarze A. um, das strukturell dem schwarzen Phosphor vergleichbar ist.

A. verbrennt an der Luft > 180 °C zu Arsen(III)-oxid As₂O₃. Mit Chlor reagiert es unter Feuererscheinung zu Arsen(III)-chlorid AsCl₃. Konz. Salpetersäure oder Königswasser oxidieren A. zu Arsensäure: As + 5 HNO₃ → 5 NO₂ + H₃AsO₃ + H₂O; verd. Salpetersäure und konz. Schwefelsäure lösen A. zu arseniger Säure: 2 As + 3 H₂SO₄ → 2 H₃AsO₃ + 3 SO₂. Mit vielen Metallen legiert sich A. zu meist spröden Legierungen.

Analytisches. Zum qualitativen Nachweis kann man sich der Marshschen Probe, oder der Berzeliusschen Probe bedienen. Zur quantitativen Bestimmung von As³⁺ bietet sich die Iodometrie, für kleine As-Konzentrationen die Atomabsorptionsspektrometrie an.

Vorkommen. A. ist am Aufbau der Erdkruste mit 5,5·10^-4 % beteiligt. Wichtige Minerale sind Arsenopyrit (Arsenkies) FeAsS, Löllingit (Arsenikalkies) FeAs₂ Cobaltin (Kobaltglanz) CoAsS, Gersdorffit (Arsennickelglanz) NiAsS, die Arsensulfide Realgar As₄S₄ und Auripigment As₂S₃ sowie das als Verwitterungsprodukt von Arsenerzen zu betrachtende Arsen(III)-oxid As₂O₃ in Form von Claudetit oder Arsenolith. A. ist für mindestens eine biologische Spezies (Felsenhummer (rock lobster): (CH₃)₃As⁺-CH₂-CO₂^-) essentiell.

Gewinnung. Zur technischen Gewinnung geht man meist von arsenhaltigen Nebenprodukten verschiedener Metallverhüttungsprozesse aus, arbeitet sie zu Arsen(III)-oxid As₂O₃ auf und reduziert dieses mit Kohlenstoff, zur Herstellung hochreinen A. auch mit Wasserstoff.

Verwendung. Hochgereinigtes A. hat Bedeutung in der Halbleitertechnik zur Dotierung von Silicium und Germanium und speziell zur Herstellung von Galliumarsenid.