claro que no

, los circuitos CMOS llevan diodos de protección en inversa al voltaje de alimentación por lo que el limite siempre es VDD+0,3V y VSS-0,3V, así que tu Arduino solo soporta 5,3V y -0,3V antes de que los diodos deriven la corriente, y si es demasiada pueden dañarse.
Lo que debes hacer es acondicionar los voltajes con un amplificador operacional, solo tienes que dividir entre 2 y agregar un offset de 2,5V, así pasas al rango de 0-5V