砷

砷在自然界中存在的稳定同位素为⁷⁵As[7]。截至2003年，至少有33种砷的放射性同位素已经被合成出来，其中最稳定的⁷³As半衰期为80.3天。质量比稳定同位素⁷⁵As轻的同位素倾向于发生β⁺衰变，比稳定同位素⁷⁵As重的同位素倾向于发生β^-衰变，但也有一些例外。

至少已有10种砷的核同质异能素已被报道出来，它们的原子质量从66至84。这些核同质异能素中最稳定的是^68mAs，它的半衰期为11秒。[7]

砷在空气中燃烧

单质砷的三种同素异形体是灰砷、黄砷和黑砷，其中以灰砷最为常见[8]。灰砷（空间群为R3m No. 166）采用了由许多互锁竖起的六元环所构成的双层结构。因为层与层之间的结合力弱，所以灰砷是脆性的，它的摩氏硬度较低仅为3.5，最近的和次近的原子构成了一个扭曲的八面体结构，三个在同一，这种相对紧密的堆积使得灰砷有达到5.73 g/cm³的较高密度[9]。灰砷是一种半金属，但如果是非晶质的灰砷则为带隙达1.2-1.4 eV的半导体。黄砷质地较软且成蜡状，一定程度上类似于白磷（P₄）。黄砷和白磷的分子结构都是由四个原子以单键的方式相互连接所构成的四面体结构。这类以分子晶体形式存在的不稳定同素异形体最易挥发，密度最低而且毒性固体最大。黄砷固体是由快速冷却砷蒸汽产生的，它在光照下迅速转化成灰砷。黄砷的密度为1.97 g/cm³[9]。黑砷的结构与红磷的类似。[9][10][11][12][13][14][15]

单质砷在空气中加热后氧化生成三氧化二砷，由这个反应产生的烟雾有蒜臭味。这种气味在用锤子敲击含砷矿物比如砷黄铁矿时也会产生并被检测到。砷和一些含砷化合物在大气压下经加热后升华，在887K(614℃)时不经过液态直接转变为气态。砷的三相点为3.63MPa、1090K（820℃）。砷与浓硝酸反应得到砷酸，与稀硝酸反应生成亚砷酸，单质与浓硫酸反应得到三氧化二砷。

砷和硫、氯气、溴或者碘反应，也能产生三价的砷化合物：

2 As + 3 S → As₂S₃

2 As + 3 Br₂ → 2AsBr₃

和氟反应，得到五氟化砷：

2 As + 5 F₂ → 2 AsF₅

砷原子之间也容易形成化学键，比如方钴矿中通过As-As键形成的正方形As₄^3-离子。+3价的砷化合物分子由于存在孤对电子，因此通常是三角锥形的。

此外，砷还可以形成阳离子原子簇，如黄色的As₃S₄⁺和橙色的As₃Se₄⁺。

由单质砷氧化形成的无色、无臭的晶状氧化物As₂O₃（砒霜）和As₂O₅都有吸湿性的，它们均能速溶于水形成酸性溶液。砷酸是一种弱酸，它形成的盐称为砷酸盐。砷污染地下水主要是砷酸盐造成的，它影响着全世界许多人饮用水和生活用水的安全。人工合成的砷酸盐包括巴黎绿（醋酸亚砷酸铜）、砷酸钙和砷酸氢铅。这三种砷酸盐被用于农用杀虫剂和毒药。

砷酸盐质子化形成砷酸的步骤与磷酸盐到磷酸的过程相似。亚砷酸不同于亚磷酸，它可以写成As(OH)₃的氢氧化物形式。多种砷的硫化物已为人所知。雌黄（As₂S₃）和雄黄（As₄S₄）是比较丰富的，过去也用于油画颜料。在As₄S₄中，砷的形式氧化态为+2价，但因为分子中存在着As-As键使得砷的实际氧化态仍是+3价。

三价砷的三氟化物、三氯化物、三溴化物和三碘化物都已被人所知，但五价砷的卤化物中只有五氟化砷在室温下能稳定存在，五氯化砷仅在-50℃下稳定，这反映了五价砷的稳定性较低。

欧盟将无机砷列为第一类致癌物质。

有机砷化合物绝大多数有毒，有些还有剧毒。而偶氮胂类的化合物常用来检验锕系元素钍、铀等元素的离子。

砷用于制造三五半导体材料砷化镓、砷化铟和砷化铝。虽然砷化镓的价电子和硅原子相同，但是两者的价带结构完全不同，导致两者整体性质的不同。其他砷的合金包括二五半导体材料砷化镉。