Antimon

Antimon
←  Tin | Tellur  →
51 Som ↑ Sb ↓ Bi 51 Sb
Udseende af et simpelt stof
Antimonprøve
Atom egenskaber
Navn, symbol, nummer	Antimon / Stibium (Sb), 51
Gruppe , punktum , blok	15 (forældet 5), 5, p-element
Atommasse ( molær masse )	121.760(1) [1]  a. e. m.  ( g / mol )
Elektronisk konfiguration	[Kr] 4d 10 5s 2 5p 3
Atomradius	159 kl
Kemiske egenskaber
kovalent radius	140  kl
Ion radius	(+5e)62 (−3e)245  kl
Elektronegativitet	2,05 [2] (Pauling-skala)
Elektrodepotentiale	0
Oxidationstilstande	-3, +3, +5
Ioniseringsenergi (første elektron)	833,3 (8,64)  kJ / mol  ( eV )
Termodynamiske egenskaber af et simpelt stof
Tæthed ( i.a. )	6,691 g/cm³
Smeltetemperatur	903.9K _
Kogetemperatur	1908 K
Oud. fusionsvarme	20,08 kJ/mol
Oud. fordampningsvarme	195,2 kJ/mol
Molær varmekapacitet	25,2 [3]  J/(K mol)
Molært volumen	18,4  cm³ / mol
Krystalgitteret af et simpelt stof
Gitterstruktur	Trigonal
Gitterparametre	a hex = 4,307; c hex = 11,27 [4]
c / a -forhold	2,62
Debye temperatur	200.000  _
Andre egenskaber
Varmeledningsevne	(300 K) 24,43 W/(m K)
CAS nummer	7440-36-0

Antimon ( kemisk symbol  - Sb , fra lat.  Stibium ) - et kemisk element af den 15. gruppe (ifølge den forældede klassificering - hovedundergruppen af ​​den femte gruppe, VA) i den femte periode af det periodiske system af kemiske elementer af D. I. Mendeleev ; har atomnummer 51.

Det simple stof antimon  er et halvmetal af sølv-hvid farve med et blåligt skær, grovkornet struktur. Der er fire metalliske allotropiske modifikationer af antimon, der eksisterer ved forskellige tryk, og tre amorfe modifikationer (eksplosiv, sort og gul antimon) [3] .

Ordets oprindelse

Det russiske ord "antimon" kommer fra det tyrkiske og krimtatariske sürmä [5] ; han betegnede pulveret af blyglans PbS, som også tjente til at sorte øjenbrynene.

Historie

Antimon har været kendt siden oldtiden. I landene i Østen blev den brugt omkring 3000 f.Kr. e. til fremstilling af fartøjer. I det gamle Egypten allerede i det XIX århundrede. f.Kr e. antimonglimmerpulver (naturlig Sb 2 S 3 ) kaldet mesten eller stilk blev brugt til at sorte øjenbrynene. I det antikke Grækenland var det kendt som στίμμι og στίβι , deraf lat.  stibium [6] . Om XII-XIV århundreder. n. e. navnet antimonium dukkede op . En detaljeret beskrivelse af egenskaberne og metoderne til at opnå antimon og dets forbindelser blev først givet af alkymisten Vasily Valentin (Tyskland) i 1604. I 1789 inkluderede A. Lavoisier antimon på listen over kemiske grundstoffer under navnet antimoine [7] (moderne engelsk antimon , spansk og italiensk antimonio , tysk Antimon ).

At være i naturen

Clark antimon - 500 mg / t. Dens indhold i vulkanske bjergarter er generelt lavere end i sedimentære. Af de sedimentære bjergarter er de højeste koncentrationer af antimon observeret i lerskifer (1,2 g/t), bauxit og phosphoritter (2 g/t) og de laveste i kalk- og sandsten (0,3 g/t). Forhøjede mængder af antimon findes i kulaske. Antimon, på den ene side, i naturlige forbindelser har egenskaberne af et metal og er et typisk kalkofilt element , der danner antimonit . På den anden side har det egenskaberne af et metalloid, manifesteret i dannelsen af ​​forskellige sulfosalte - bournonit, boulangerit, tetrahedrit, jamsonit, pyrargyrit osv. Med metaller som kobber , arsen og palladium kan antimon give intermetalliske forbindelser. Den ioniske radius af antimon Sb 3+ er tættest på de ioniske radius af arsen og bismuth , på grund af hvilken der er en isomorf substitution af antimon og arsen i fahlore og geokronit Pb 5 (Sb, As) 2 S 8 og antimon og bismuth i cobellite Pb 6 FeBi 4 Sb 2 S 16 m.fl. Antimon i små mængder (gram, tiere, sjældent hundredvis af g/t) findes i galena, sphalerit , bismuthin, realgar og andre sulfider . Flygtigheden af ​​antimon i en række af dets forbindelser er relativt lav. Antimonhalogenider SbCl 3 har den højeste flygtighed . Under supergene forhold (i de overfladenære lag og på overfladen) gennemgår antimonit oxidation tilnærmelsesvis efter følgende skema: Sb 2 S 3 + 6O 2 = Sb 2 (SO 4 ) 3 . Det resulterende antimonoxidsulfat er meget ustabilt og hydrolyserer hurtigt og bliver til antimonokker - Sb 2 O 4 skænk, Sb 2 O 4 stibioconite • nH 2 O , Sb 2 O 3 valentinite osv. Opløseligheden i vand er ret lav (1,3 mg) / l), men det stiger betydeligt i opløsninger af alkalier og svovlholdige metaller med dannelse af thiosyre af Na 3 SbS 3 -typen . Indholdet i havvand er 0,5 µg/l [8] . Antimonit Sb 2 S 3 (71,7 % Sb) har den største industrielle betydning . Sulfosaltene tetrahedrit Cu 12 Sb 4 S 13 , bournonit PbCuSbS 3 , boulangerit Pb 5 Sb 4 S 11 og jamsonit Pb 4 FeSb 6 S 14 er af ringe betydning.

Genetiske grupper og industrielle typer af aflejringer

I lav- og mellemtemperatur hydrotermiske årer med malme af sølv, kobolt og nikkel, også i sulfidmalme af kompleks sammensætning.

Indskud

Antimonforekomster er kendt i Sydafrika , Algeriet , Aserbajdsjan , Tadsjikistan , Bulgarien , Rusland , Finland , Kasakhstan , Serbien , Kina , Kirgisistan [9] [10] .

Produktion

Ifølge forskningsvirksomheden Roskill var 76,75% af verdens primære produktion af antimon i Kina i 2010 (120.462 tons, inklusive officiel og uofficiel produktion), andenpladsen med hensyn til produktion blev besat af Rusland (4,14%; 6500 tons) ), den tredje - Myanmar (3,76%; 5897 tons). Andre store producenter omfatter Canada (3,61%; 5660 t), Tadsjikistan (3,42%; 5370 t) og Bolivia (3,17%; 4980 t). I alt blev der produceret 196.484 tons antimon i verden i 2010 (hvoraf sekundær produktion var 39.540 tons) [11] .

I 2010 faldt den officielle produktion af antimon i Kina sammenlignet med 2006-2009 og vil næppe stige i den nærmeste fremtid, ifølge en Roskill-rapport [11] .

I Rusland er den største antimonproducent GeoProMining-bedriften (6500 tons i 2010), som beskæftiger sig med udvinding og forarbejdning af antimon på dets Sarylakh-Antimony- og Zvezda-produktionskomplekser i Republikken Sakha (Yakutia) [12] .

Reserver

Ifølge USGS statistik :

Isotoper

Naturlig antimon er en blanding af to isotoper : 121 Sb ( isotopisk overflod 57,36%) og 123 Sb (42,64%). Det eneste langlivede radionuklid er 125 Sb med en halveringstid på 2,76 år; alle andre isotoper og isomerer af antimon har en halveringstid på ikke over to måneder.

Tærskelenergi for reaktioner med neutronfrigivelse (først):

• 121 Sb - 9.248 MeV,
• 123 Sb - 8.977 MeV,
• 125 Sb - 8.730 MeV.

Fysiske egenskaber

Den komplette elektroniske konfiguration af antimonatomet er: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 3

Antimon i fri tilstand danner sølv-hvide krystaller med en metallisk glans, tæthed - 6,68 g / cm³. Krystallinsk antimon ligner et metal i udseende og er mere skørt og mindre termisk og elektrisk ledende.[ præciser ] [14] . I modsætning til de fleste andre metaller udvider det sig ved størkning [15] .

Indblandingen af ​​antimon sænker blyets smelte- og krystallisationspunkter, og selve legeringen udvider sig noget i volumen under hærdning. I sammenligning med deres homologer i gruppen - arsen og bismuth, som også er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​både metalliske og ikke-metalliske egenskaber, dominerer antimons metalliske egenskaber lidt over ikke-metalliske, i arsen er et metals egenskaber, i bismuth - modsat egenskaberne af et ikke-metal - er svagt udtrykt.

Kemiske egenskaber

Det danner intermetalliske forbindelser med mange metaller  - antimonider . Grundlæggende valenstilstande i forbindelser: III og V.

Oxiderende koncentrerede syrer interagerer aktivt med antimon.

• svovlsyre omdanner antimon til antimon(III)sulfat med frigivelse af svovldioxid:

• salpetersyre omdanner antimon til antimonsyre (betinget formel ):

Antimon er opløseligt i aqua regia :

Antimon reagerer let med halogener:

• med jod i en inert atmosfære med let opvarmning:

• reagerer med klor på forskellige måder, afhængigt af temperaturen:

Henter

Den vigtigste metode til at opnå antimon er ristning af sulfidmalme, efterfulgt af reduktion af oxid med kul [16] :

Ansøgning

Antimon bruges i stigende grad i halvlederindustrien til produktion af dioder, infrarøde detektorer, Hall-effektenheder . Det er en komponent i blylegeringer, hvilket øger deres hårdhed og mekaniske styrke. Omfanget omfatter:

• batterier;
• antifriktionslegeringer;
• trykning legeringer;
• håndvåben og sporkugler;
• kabelkapper;
• Tændstikker;
• lægemidler, antiprotozoale lægemidler;
• lodning - nogle blyfri lodninger indeholder 5% Sb;
• brug i linotype trykpresser.

Sammen med tin og kobber danner antimon en metallegering - babbit , som har antifriktionsegenskaber og bruges i glidelejer. Sb tilsættes også til metaller beregnet til tynde støbegods.

Antimonforbindelser i form af oxider, sulfider, natriumantimonat og antimontrichlorid anvendes til fremstilling af ildfaste forbindelser, keramiske emaljer, glas, maling og keramiske produkter. Antimontrioxid er den vigtigste af antimonforbindelserne og anvendes hovedsageligt i flammehæmmende sammensætninger. Antimonsulfid er en af ​​ingredienserne i tændstikhoveder.

Antimons naturlige sulfid, stibnit, blev brugt i bibelsk tid i medicin og kosmetik. Stibnit bruges stadig i nogle udviklingslande som lægemiddel.

Antimonforbindelser såsom megluminantimoniat (glucantim) og natriumstibogluconat (pentostam) bruges til behandling af leishmaniasis .

Elektronik

Inkluderet i nogle lodninger . Det kan også bruges som dopingmiddel til halvledere (elektrondonor til silicium og germanium).

Termoelektriske materialer

Antimontellurid bruges som en komponent i termoelektriske legeringer (termo-EMF 150-220 μV/K) med vismuttellurid.

Biologisk rolle og virkninger på kroppen

Antimon er giftigt . Henviser til sporstoffer . Dens indhold i menneskekroppen er 10-6  vægtprocent. Konstant til stede i levende organismer, er den fysiologiske og biokemiske rolle ikke blevet fuldstændig belyst . Antimon udviser en irriterende og kumulativ virkning. Det akkumuleres i skjoldbruskkirtlen , hæmmer dens funktion og forårsager endemisk struma . Men når de kommer ind i mave-tarmkanalen , forårsager antimonforbindelser ikke forgiftning, da Sb(III)-salte hydrolyseres der med dannelse af dårligt opløselige produkter. Samtidig er antimon (III) forbindelser mere giftige end antimon (V). Støv og dampe af Sb forårsager næseblod, antimon " kastefeber ", pneumosklerose , påvirker huden og forstyrrer seksuelle funktioner. Smagsopfattelsestærsklen i vand er 0,5 mg/l. Den dødelige dosis for en voksen er 100 mg, for børn - 49 mg. For antimonaerosoler er MPC i luften i arbejdsområdet 0,5 mg/m³, i den atmosfæriske luft 0,01 mg/m³. MPC i jord 4,5 mg/kg. I drikkevand tilhører antimon 2. fareklasse , har en MPC på 0,005 mg/l [17] , fastsat i henhold til det sanitært-toksikologiske begrænsende tegn på skadelighed . I naturlige farvande er indholdsstandarden 0,05 mg/l. I industrispildevand, der udledes til behandlingsanlæg med biofiltre, bør antimonindholdet ikke overstige 0,2 mg/l [18] .

Noter

1. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Grundstoffernes atomvægte 2011 (IUPAC Technical Report  )  // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Bd. 85 , nr. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 .
2. ↑ Antimon : elektronegativiteter  . WebElements. Hentet: 15. juli 2010.
3. ↑ 1 2 Redaktion: Zefirov N. S. (chefredaktør). Chemical Encyclopedia: i 5 bind - Moskva: Soviet Encyclopedia, 1995. - T. 4. - S. 475. - 639 s. — 20.000 eksemplarer.  - ISBN 5-85270-039-8.
4. ↑ WebElements grundstoffernes periodiske system | antimon | krystal strukturer
5. ↑ Vasmer M. Etymologisk ordbog over det russiske sprog . — Fremskridt. - M. , 1964-1973. - T. 3. - S. 809.
6. ↑ Walde A., Hofmann JB Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Heidelberg: Carl Winters Universitätsbuchhandlung, 1938. - S. 591.
7. ↑ Lavoisier, Antoine. Traité Élémentaire de Chimie, présenté dans un ordre nouveau, et d'après des découvertes modernes  (fransk) . - Paris: Cuchet, Libraire, 1789. - S. 192.
8. ↑ JP Riley og Skirrow G. Chemical Oceanography V.I, 1965
9. ↑ Antimondepot
10. ↑ Kategori: Antimonaflejringer - wiki.web.ru
11. ↑ 1 2 Undersøgelse af antimonmarkedet af Roskill Consulting Group (link utilgængeligt) . Hentet 9. april 2012. Arkiveret fra originalen 18. oktober 2012. (ubestemt) 
12. ↑ GeoProMining: Sarylakh-Surma, Zvezda (utilgængeligt link) . Hentet 9. april 2012. Arkiveret fra originalen 1. maj 2012. (ubestemt) 
13. ↑ Antimonbrug, produktion og priser Primer (link ikke tilgængeligt) . Hentet 9. april 2012. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2012. (ubestemt) 
14. ↑ Glinka N. L. "General Chemistry", - L. Chemistry, 1983
15. ↑ Antimon // En ung kemikers encyklopædiske ordbog . 2. udg. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pædagogik , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
16. ↑ Uorganisk kemi: I 3 bind. /udg. Yu. D. Tretyakova. Vol. 2: Kemi af intransitive elementer: en lærebog for studerende. institutioner af højere prof. uddannelse / A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, G. N. Mazo, F. M. Spiridonov - 2. udgave, revideret. - M .: Publishing Center "Academy", 2011. - 368 s.
17. ↑ GN 2.1.5.1315-03 MPC af kemikalier i vandet i vandområder til drikkevand og brugsvand
18. ↑ Alekseev A.I. et al. "Kriterier for kvaliteten af ​​vandsystemer", - St. Petersborg. KHIMIZDAT, 2002

Links

• Antimon på Webelements
• Antimon på Popular Library of Chemical Elements
• Sennajoki (Finland) - en unik forekomst af naturligt antimon

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Stor russer Brockhaus og Efron Brockhaus og Efron Lille Brockhaus og Efron Britannica (11.) Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani Universalis
I bibliografiske kataloger BNF : 120163060 GND : 4002299-7 J9U : 987007295566205171 LCCN : sh85005702 NDL : 00560276 NKC : ph579360