砷、锑、铋又叫砷分族,它们次外层的电子结构都是18电子,而与氮、磷次外层8电子的结构不同。砷、锑、铋在性质上表现出更多的相似性。
砷、锑、在地壳中的含量不大,它们有时以游离态存在于自然界中,但主要以硫化物矿存在。例如雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)、砷硫铁矿(FeAsS)、辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)等。少量砷还广泛存在于金属硫化物矿中。我国锑的蕴藏量占世界第一位。
砷与锑各有黄、灰、黑三种同素异性体,在常温下稳定的是灰砷和灰锑。铋没有同素异性体。
灰砷、灰锑和铋都有金属的外形,能传热导电,但性脆,熔点低易挥发。熔点从As到Bi依次降低。在气态时,砷、锑、铋都是多原子分子。砷和锑的蒸气分子都是四原子分子。加热到1073K开始分解为As2、Sb2。铋的蒸气密度表明,单原子分子和双原子分子处于平衡状态。
常温下,砷、锑、铋在水和空气中都比较稳定,在高温时能和氧、硫、卤素反应。砷、锑、铋与卤素反应,一般生成三卤化物,但砷在过量氟存在时生成AsF5;锑在过量氟和氯存在时生成SbF5和SbCl5。
砷、锑、铋都不溶于稀酸,但能和硝酸,热浓硫酸、王水等反应:
2As+3H2SO4(热、浓)=As2O3+3SO2↑+3H2O
2Sb+6H2SO4(热、浓)=Sb2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2Bi+6H2SO4(热、浓)=Bi2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2As+6NaOH(熔融)=2Na3AsO3+3H2↑
Sb、Bi不与NaOH作用。
砷、锑、铋(包括磷)能与ⅢA族金属形成GaAs、GaSb、InAs、AlSb等化合物,它们即Ⅲ~Ⅴ族半导体材料。砷分族元素又容易与金属形成合金,如在铅中加入锑能使铅的硬度增加,适用于制造子弹和轴承;熔融的锑或铋具有在凝固时体积膨胀的特性,可用于制造铸字合金。铋、锡、镉和铅的一些合金具有低熔点,可用于自动灭火设备和蒸气锅炉的安全装置上。纯铋可作为热载体用于核动力反应堆。