ANTIMON: LỊCH SỬ, CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, CÁCH SỬ DỤNG VÀ RỦI RO - HÓA HỌC - 2026

Các Antimon là một á kim sáng bóng, bạc, và với một số màu sắc xanh. Chất rắn của nó cũng có đặc điểm là rất giòn và dễ bong tróc trong kết cấu. Nó thuộc nhóm 15 của bảng tuần hoàn, đứng đầu là nitơ. Sau bitmut (và moscovium), nó là nguyên tố nặng nhất của nhóm.

Nó được biểu thị bằng ký hiệu hóa học Sb. Trong tự nhiên, nó được tìm thấy chủ yếu trong quặng khoáng stibite và ullmannit, công thức hóa học của chúng tương ứng là Sb ₂ S ₃ và NiSbS. Xu hướng cao của nó để tạo thành sulfua thay vì oxit là do tính chất hóa học của nó mềm.

Antimon kết tinh. Nguồn: Best Sci-Fatcs

Mặt khác, antimon cũng mềm về mặt vật lý, có độ cứng là 3 trên thang Mohs. Nó ổn định ở nhiệt độ phòng và không phản ứng với oxy trong không khí. Nhưng khi đun nóng với sự có mặt của oxy, nó tạo thành antimon trioxit, Sb ₂ O ₃ .

Tương tự như vậy, nó có khả năng chống lại tác động của axit yếu; nhưng khi nóng nó bị tấn công bởi axit nitric và clohydric.

Antimon có nhiều ứng dụng, trong số đó, nó được sử dụng trong hợp kim với chì và thiếc, trong sản xuất pin xe, vật liệu ma sát thấp, v.v.

Khối kim loại này có đặc tính hiếm là tăng thể tích khi nó đông đặc, cho phép các hợp kim của nó chiếm hoàn toàn không gian được sử dụng để tạo khuôn cho nhạc cụ được sản xuất.

Lịch sử khám phá ra nó

BC

Có bằng chứng cho thấy từ năm 3100 trước Công nguyên, antimon sulfide đã được sử dụng làm mỹ phẩm ở Ai Cập. Tại Mesopotamia, Iraq ngày nay, người ta đã tìm thấy tàn tích của một chiếc bình và một đồ tạo tác khác, có lẽ là có niên đại từ năm 3000 đến năm 2200 trước Công nguyên, trong đó antimon đã được sử dụng để sản xuất nó.

Giới thiệu thuật ngữ

Học giả người La Mã Pliny the Elder (23-79 SCN) đã mô tả việc sử dụng antimon, mà ông gọi là stibius, trong việc bào chế bảy loại thuốc trong cuốn Luận về lịch sử tự nhiên của ông. Nhà giả kim Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815) được cho là đã đưa ra thuật ngữ antimon để đặt tên cho nguyên tố.

Ông đã sử dụng từ nguyên sau: 'chống' như một từ đồng nghĩa với phủ định, và 'đơn nghĩa' để chỉ. Sau đó, ông muốn nhấn mạnh rằng antimon không chỉ có trong tự nhiên. Người ta đã biết rằng nó là một phần của khoáng chất sulfua, cũng như nhiều nguyên tố khác.

Thu được

Nhà tự nhiên học người Hy Lạp Pedanius Diascorides được cho là đã thu được antimon nguyên chất, bằng cách nung nóng sulfua antimon trong một luồng không khí. Nhà luyện kim người Ý Vannocio Biringucio, trong cuốn sách De la Pirotecnia (1540), đã mô tả một phương pháp phân lập antimon.

Nhà hóa học người Đức Andreas Libavius ​​(1615), bằng cách sử dụng một hỗn hợp nóng chảy của sắt, antimon sulfua, muối và kali tartrat, đã tạo ra một antimon tinh thể.

Báo cáo chi tiết đầu tiên về antimon được thực hiện vào năm 1707 bởi nhà hóa học người Pháp Nicolas Lemery (1645-1715), trong cuốn sách Chuyên luận về Antimon của ông.

Cấu trúc của antimon

Các lớp nhăn tạo nên cấu trúc tinh thể của antimon kim loại hoặc bạc. Nguồn: Nhà vật liệu học

Hình ảnh trên cho thấy cấu trúc phân lớp nhăn nheo do các nguyên tử asen thông qua. Tuy nhiên, antimon màu xám, còn được gọi là antimon kim loại, cũng sử dụng cấu trúc này. Nó được cho là "nhăn" vì có các nguyên tử Sb chuyển động lên xuống trên mặt phẳng cấu tạo bởi vỏ.

Các lớp này, mặc dù chúng chịu trách nhiệm cho các photon tương tác với nó tỏa sáng ánh bạc, làm cho antimon chuyển qua như một kim loại, sự thật là lực liên kết chúng rất yếu; do đó các mảnh kim loại biểu kiến ​​của Sb có thể dễ dàng mài và giòn hoặc dễ bong.

Ngoài ra, các nguyên tử Sb trong các lớp nhăn không đủ gần để nhóm các obitan nguyên tử của chúng lại với nhau và do đó tạo ra một vùng cho phép dẫn điện.

Nhìn riêng một quả cầu màu xám, có thể thấy nó có ba liên kết Sb-Sb. Từ một mặt phẳng cao hơn, Sb có thể được nhìn thấy trong tâm của một tam giác, với ba Sb nằm ở các đỉnh của nó. Tuy nhiên, hình tam giác không bằng phẳng và có hai cấp hoặc hai tầng.

Sự tái tạo bên của các hình tam giác như vậy và liên kết của chúng tạo ra các lớp nhăn nheo, xếp thành hàng để tạo thành các tinh thể hình thoi.

Allotropy

Cấu trúc vừa mô tả tương ứng với antimon hơi xám, là dạng ổn định nhất trong bốn dạng thù hình của nó. Ba dạng thù hình khác (đen, vàng và nổ) là có thể di căn; nghĩa là chúng có thể tồn tại trong những điều kiện rất khắc nghiệt.

Không có nhiều thông tin liên quan đến cấu trúc của chúng. Tuy nhiên, người ta biết rằng antimon đen là chất vô định hình, vì vậy cấu trúc của nó rất lộn xộn và phức tạp.

Antimon vàng ổn định dưới -90ºC, hoạt động giống như một nguyên tố phi kim loại, và có thể phỏng đoán rằng nó bao gồm các kết tụ nhỏ loại Sb ₄ (tương tự như photpho); khi đun nóng nó chuyển thành dạng thù hình màu đen.

Và đối với antimon nổ, nó bao gồm một chất lắng sền sệt được hình thành trên catốt trong quá trình điện phân dung dịch nước của antimon halogenua.

Tại một ma sát hoặc va chạm mạnh nhất, chất rắn mềm giải phóng nhiều nhiệt đến mức nó phát nổ và ổn định khi các nguyên tử của nó tập hợp lại trong cấu trúc tinh thể hình thoi của antimon màu xám.

Tính chất

Trọng lượng nguyên tử

121,76 g / mol.

Số nguyên tử

51.

Cấu hình điện tử

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

Trạng thái oxy hóa

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.

Mô tả vật lý

Chất rắn màu trắng bạc, giòn, bề mặt có vảy, màu hơi xanh. Nó cũng có thể xuất hiện dưới dạng bột màu đen.

Độ nóng chảy

630,63 ° C.

Điểm sôi

1,635 ° C.

Tỉ trọng

-6,697 g / cm ³ ở nhiệt độ phòng.

-6,53 g / cm ³ ở trạng thái lỏng, nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn nhiệt độ nóng chảy.

Nhiệt của nhiệt hạch

19,79 kJ / mol.

Nhiệt hóa hơi

193,43 kJ / mol.

Công suất nhiệt lượng mol

25,23 J / mol.K

Độ âm điện

2,05 (thang điểm Pauling).

Đài nguyên tử

140 giờ chiều.

Độ cứng

Nó là một nguyên tố mềm, có độ cứng 3 trên thang Mohs và có thể bị thủy tinh làm xước.

Ổn định

Nó ổn định ở nhiệt độ phòng, không bị oxy hóa. Nó cũng có khả năng chống lại sự tấn công của axit.

Đồng vị

Nó có hai đồng vị bền: ¹²¹ Sb và ¹²³ Sb, ngoài ra còn có 35 đồng vị phóng xạ. Đồng vị phóng xạ ¹²⁵ Sb có chu kỳ bán rã dài nhất: 2,75 năm. Nói chung, các đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ β ⁺ và β ^- .

Dẫn điện và nhiệt

Antimon là chất dẫn nhiệt và dẫn điện kém.

Phản ứng hóa học

Nó không thể thay thế hydro từ axit loãng. Tạo phức ion với axit hữu cơ và vô cơ. Antimon kim loại không phản ứng với không khí, nhưng nhanh chóng chuyển thành oxit trong không khí ẩm.

Các halogen và sulfua dễ dàng oxy hóa antimon, nếu quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao.

Các ứng dụng

Hợp kim

Antimon được sử dụng trong hợp kim với chì để làm tấm pin ô tô, cải thiện điện trở của tấm, cũng như các đặc tính của điện tích.

Hợp kim chì-thiếc đã được sử dụng để cải thiện các đặc tính của mối hàn, cũng như của đạn đánh dấu và ngòi nổ hộp mực. Nó cũng được sử dụng trong hợp kim để phủ dây cáp điện.

Antimon được sử dụng trong hợp kim chống ma sát, trong sản xuất pewter và hợp kim cứng với hàm lượng thiếc thấp trong sản xuất nội tạng và các nhạc cụ khác.

Nó có đặc tính chung với nước là tăng thể tích khi nó ngưng tụ; Do đó, antimon có trong các hợp kim với chì và thiếc, lấp đầy tất cả các khoảng trống trong khuôn, cải thiện định nghĩa của các cấu trúc được làm bằng các hợp kim nói trên.

Chất chống cháy

Antimon trioxit được sử dụng để tạo ra các hợp chất chống cháy, luôn kết hợp với chất làm chậm cháy halogen, bromua và clorua.

Chất làm chậm cháy có thể phản ứng với các nguyên tử oxy và gốc OH, có tác dụng ức chế sự cháy. Những chất chống cháy này được sử dụng trong quần áo trẻ em, đồ chơi, máy bay và trên ghế ô tô.

Chúng cũng được thêm vào trong nhựa polyester và vật liệu tổng hợp sợi thủy tinh cho các mặt hàng được sử dụng làm vỏ cho động cơ máy bay hạng nhẹ.

Các hợp chất antimon được sử dụng làm chất chống cháy bao gồm: antimon oxychloride, SbOCl; antimon pentoxit, SbO ₅ ; antimon triclorua, SbCl ₃ ; và antimon trioxit, SbO ₃ .

Lĩnh vực điện tử

Nó được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn, điốt, máy dò hồng ngoại trung bình và sản xuất thiết bị chuyển tiếp. Antimon có độ tinh khiết cao, được sử dụng trong công nghệ bán dẫn, thu được bằng cách khử các hợp chất antimon với hydro.

Y học và thú y

Các hợp chất antimon đã được sử dụng trong y học từ thời cổ đại như là chất gây nôn và kháng nguyên sinh. Potassium potassium tartrate (chất gây nôn cao răng) đã được sử dụng như một chất chống nhiễm trùng trong một thời gian dài; Ngoài ra, còn được sử dụng như một loại thuốc long đờm, tẩy giun và gây nôn.

Muối antimon cũng đã được sử dụng trong việc dưỡng da của động vật nhai lại; chẳng hạn như aniomalin, và lithium antimon thiomalat.

Meglumine antimoniate là một loại thuốc được sử dụng để điều trị bệnh leishmaniasis ở các ổ bên ngoài của động vật nuôi. Mặc dù, lợi ích điều trị bị hạn chế.

Bột màu và sơn

Các hợp chất antimon được sử dụng trong sản xuất sơn và chất làm mờ trong men. Chúng cũng được sử dụng trong các sắc tố màu đỏ son, vàng và cam, là sản phẩm của quá trình oxy hóa chậm các sulfua antimon.

Một số muối hữu cơ của nó (tartrat) được sử dụng trong ngành dệt may để giúp kết dính một số loại thuốc nhuộm.

Antimon sulfide đã được sử dụng ở Ai Cập cổ đại như một loại mỹ phẩm để làm mờ thâm mắt.

Sử dụng khác

Một số muối antimon được sử dụng làm chất phủ để loại bỏ các bong bóng cực nhỏ hình thành trên màn hình tivi. Các ion antimon tương tác với oxy, loại bỏ xu hướng hình thành bong bóng của nó.

Antimon (III) sulfua được sử dụng trong đầu của một số diêm an toàn. Antimon sulfua cũng được sử dụng để ổn định hệ số ma sát của vật liệu được sử dụng trong má phanh ô tô.

Đồng vị ¹²⁴ Sb, cùng với beri, được sử dụng làm nguồn nơtron, với năng lượng trung bình là 24 keV. Hơn nữa, antimon được sử dụng làm chất xúc tác trong sản xuất nhựa.

Rủi ro

Nó là một nguyên tố giòn, do đó có thể tạo ra bụi ô nhiễm từ môi trường trong quá trình xử lý. Ở những công nhân tiếp xúc với bụi antimon, người ta đã quan sát thấy viêm da, viêm phúc mạc, viêm đường hô hấp trên và viêm kết mạc.

Bệnh bụi phổi, đôi khi kết hợp với những thay đổi ở phổi tắc nghẽn, đã được mô tả sau khi phơi nhiễm kéo dài.

Antimon trioxide có thể gây tổn thương chức năng tim và có thể gây tử vong.

Ở những người tiếp xúc với yếu tố này, sự hiện diện của nhiễm trùng da có mụn mủ thoáng qua đã được quan sát thấy.

Uống liên tục với liều lượng thấp kim loại này có thể gây tiêu chảy, nôn mửa và loét dạ dày. Ngoài ra, nồng độ tối đa có thể dung nạp trong không khí là 0,5 mg / m ³ .

Người giới thiệu

1. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
2. Manny. (Ngày 11 tháng 3 năm 2009). Antimon vàng và Antimon nổ. Đã khôi phục từ: antimonyproperties.blogspot.com
3. Giáo sư Ernst Cohen và JC Van Den Bosch. (Năm 1914). Allotropy của Antimon. Kỷ yếu Royal Acad. Amsterdam. Quyển XVII.
4. Wikipedia. (2019). Antimon. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
5. Advameg, Inc. (2019). Antimon. Phục hồi từ: chemistryexplained.com
6. Sable Mc'Oneal. (Ngày 15 tháng 9 năm 2018). Hóa học: tính chất và ứng dụng của Sb-Antimon. Phục hồi từ: medium.com