The Mineralogy of Arsenic
| General Properties | |
|---|---|
| Symbol: | As |
| Atomic Number: | 33 |
| Standard atomic weight (Ar): | 74.92160(2) |
| Electron configuration: | [Ar] 3d10 4s2 4p3 |
| Photos | ||
|---|---|---|
      | ||
| < | Ultrapure metallic arsenic under argon | > |
| Atomic Properties | |
|---|---|
| Electronegativity (Pauling scale): | 2.18 |
| Atomic Radius: | 114 pm |
| Ionic Radius: | 58 pm (+3) |
| Van der Waals Radius: | 185 pm |
| 1st Ionization energy: | 947 kJ/mol |
| 1st Electron affinity: | -78 kJ/mol |
| Oxidation States: | -3,2,3,5 |
| Physical Properties | |
|---|---|
| Standard State: | solid |
| Bonding Type: | metallic |
| Melting Point: | 1090 K |
| Boiling Point: | 887 K |
| Density: | 5.73 g/cm3 |
| Metal/Non-Metal: | metalloid |
| Main isotopes of Arsenic | ||||
|---|---|---|---|---|
| Isotope | % in Nature | Half Life | Decay type | Decay product |
| 73As | synthetic | 80.3d | ε | 73Ge |
| 74As | synthetic | 17.78d | ε | 74Ge |
| β+ | 74Ge | |||
| Main ions of Arsenic | ||||
|---|---|---|---|---|
| Name | Ion | Example minerals | ||
| arsenic(III) | As3+ | Arsenolite, Orpiment | ||
| arsenide | As3- | |||
| arsenate | [AsO4]3- | Mimetite | ||
| Other Information | |
|---|---|
| Year Discovered: | 2500 BC |
| Discovered By: | Early Bronze Age |
| Year Isolated: | 1250 |
| Isolated By: |  Albertus Magnus |
| Named For: | From Greek: arsenikon - "yellow orpiment" |
| CPK color coding: | #BD80E3 |
| External Links: | WikipediaWebElementsLos Alamos National LaboratoryTheodore Gray's PeriodicTable.com |
| Simple Compounds and Mineral Names | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Sulfides | diarsenic trisulphide | As2S3 | +3 | Anorpiment, Orpiment | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diarsenic pentasulphide | As2S5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| tetraarsenic tetrasulphide | As4S4 | +2 | Pararealgar, Realgar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Selenides | diarsenic triselenide | As2Se3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diarsenic pentaselenide | As2Se5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tellurides | diarsenic tritelluride | As2Te3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydrides | arsine | AsH3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diarsenic tetrahydride | As2H4 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fluorides | arsenic trifluoride | AsF3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| arsenic pentafluoride | AsF5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chlorides | arsenic trichloride | AsCl3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| arsenic pentachloride | AsCl5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bromides | arsenic tribromide | AsBr3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Iodides | arsenic triiodide | AsI3 | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diarsenic tetraiodide | [AsI2]2 | +2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxides | diarsenic trioxide | As2O3 | +3 | Arsenolite, Claudetite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| diarsenic pentoxide | As2O5 | +5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mineral Diversity of Arsenic | |
|---|---|
| 1. Elements | 5 valid mineral species |
| 2. Sulfides And Sulfosalts | 143 valid mineral species |
| 3. Halides | 2 valid mineral species |
| 4. Oxides | 37 valid mineral species |
| 5. Carbonates | 1 valid mineral species |
| 6. Borates | 2 valid mineral species |
| 7. Sulfates | 5 valid mineral species |
| 8. Phosphates, Arsenates, Vanadates | 306 valid mineral species |
| 9. Silicates | 8 valid mineral species |
| Total: | 509 valid species containing essential Arsenic |
| Geochemistry of Arsenic | |
|---|---|
| Goldschmidt classification: | Chalcophile |
| As3+ is concentrated in residual soils and sediments (less certainty.) | |
| As5+ is essential to nutrition of at least some vertebrates ('essential minerals'). | |
| As3- forms minerals with Cu+. | |
| Elemental Abundance for Arsenic | ||
|---|---|---|
| Crust (CRC Handbook) | 1.8 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Kaye & Laby) | 2.0 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Greenwood) | 1.8 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Taylor) | 1.0 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Crust (Ahrens/Wänke) | 2.03 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Upper Crust (Ahrens/Taylor) | 1.5 x 10-6 | mass fraction, kg/kg |
| Sea Water (CRC Handbook) | 3.7 x 10-9 | mass per volume fraction, kg/L |
| Sea Water (Kaye & Laby) | 2.6 x 10-9 | mass per volume fraction, kg/L |
| Solar System (Kaye & Laby) | 6.6 x 10-6 | atom mole fraction relative to Si=1 |
| Solar System (Ahrens) | 6.56 x 10-6 (12%) | atom mole fraction relative to Si=1 (% uncertainty) |
| Element association of Arsenic in the Mineral World | |||
|---|---|---|---|
| This table compares the known valid mineral species listed listed with Arsenic and the other elements listed based on the official IMA formula. Note that unlike other sections on this page this includes non-essential elements. The first data column contains the total number of minerals listed with Arsenic and the element listed for that row. The second data column lists this number as a percentage of all minerals listed with Arsenic. The final data column compares this percentage against the percentage of all minerals that contain the element listed in each row. Click on a heading to sort. |
| Periodic Table | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Germanium << Arsenic >> Selenium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Most widespread minerals containing Arsenic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| This list of minerals containing Arsenic is built from the mindat.org locality database. This is based on the number of localities entered for mineral species and is therefore slanted towards minerals interesting to collectors with less coverage of common rock-forming-minerals so it does not give an undistorted distribution of Arsenic mineral species. It is more useful when comparing rare species rather than common species. |
| Name | Formula | Crystal System | Mindat Localities |
|---|---|---|---|
| Arsenopyrite | FeAsS | Monoclinic | 8196 |
| Tennantite | Cu6[Cu4(Fe,Zn)2]As4S13 | Isometric | 1610 |
| Scorodite | Fe3+AsO4 · 2H2O | Orthorhombic | 1164 |
| Photos |
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| Localities with greatest number of different Arsenic mineral species |
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map should go here |
| Important ores of Arsenic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Name | Formula | Crystal System |
|---|---|---|
| Arsenopyrite | FeAsS | Monoclinic |
| Photos |
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| Minor ores of Arsenic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Formula | Crystal System |
|---|---|---|
| Realgar | As4S4 | Monoclinic |
| Orpiment | As2S3 | Monoclinic |
| Löllingite | FeAs2 | Orthorhombic |
| Photos |
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| Other significant minerals containing Arsenic | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name | Formula | Crystal System |
|---|---|---|
| Arsenic | As | Trigonal |
| Adamite | Zn2(AsO4)(OH) | Orthorhombic |
| Cobaltite | CoAsS | Orthorhombic |
| Mimetite | Pb5(AsO4)3Cl | Hexagonal |
| Tennantite | Cu6[Cu4(Fe,Zn)2]As4S13 | Isometric |
| Photos |
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Constants and physical property data from:
David R. Lide (ed.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005).
Kaye and Laby Tables of Physical & Chemical Constants (2005). Section 3.1.3, Abundances of the elements
A. Earnshaw, N. Greenwood, Chemistry of the Elements, 2nd edition, Butterworth-Heinemann, (1997)
Thomas J. Ahrens (ed.), Global Earth Physics : A Handbook of Physical Constants, American Geophysical Union (1995)
L.B. Railsback, An Earth Scientist's Periodic Table of the Elements and Their Ions : Geology 31:9 p737-740 (2003)
Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. New York: Oxford University Press (2001)