Википедија

Antimon

Antimon (Sb, lat. stibium, verovatno iz arap. إثمد - ismid) element je iz grupe metaloida sa atomskim brojem 51.[4][5] Rude antimona su: antimonit (Sb2S3) i ulmanit (NiSbS).[6] To je sjajni, sivi metaloid, koji se u prirodi većinom nalazi kao sulfidni mineral stibnit Sb
2S
3. Jedinjenja antimona bila su poznata još u antička vremena i bila su korišćena za kozmetiku. I metalni antimon je bio poznat, ali je sve do svog konačnog otkrića zabunom bio identifikovan kao olovo. U elementarnom stanju prvi ga je izolovao i opisao Vanočo Biringučo 1540. godine.

Antimon
Opšta svojstva
Ime, simbolantimon, Sb
Izgledsrebrnasto sjajno siv
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
As
↑
Sb
↓
Bi
kalaj ← antimon → telur ‍
Atomski broj (Z)51
Grupa, periodagrupa 15 (pniktogeni), perioda 5
Blokp-blok
Kategorija  metaloid
Rel. at. masa (Ar)121,760(1)[1]
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 18, 18, 5
Fizička svojstva
Tačka topljenja903,78 K ​(630,63 °‍C, ​1167,13 °F)
Tačka ključanja1908 K ​(1635 °‍C, ​2975 °F)
Gustina pri s.t.6,697 g/cm3
tečno st., na t.t.6,53 g/cm3
Toplota fuzije19,79 kJ/mol
Toplota isparavanja193,43 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet25,23 J/(mol·K)
Napon pare
P (Pa) 100 101 102
na T (K) 807 876 1011
P (Pa) 103 104 105
na T (K) 1219 1491 1858
Atomska svojstva
Elektronegativnost2,05
Energije jonizacije1: 834 kJ/mol
2: 1594,9 kJ/mol
3: 2440 kJ/mol
(ostale)
Atomski radijus140 pm
Kovalentni radijus139±5 pm
Valsov radijus206 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Spektralne linije
Ostalo
Kristalna struktura ​romboedarska
Romboedarska kristalna struktura za antimon
Brzina zvuka tanak štap3420 m/s (na 20 °‍C)
Topl. širenje11 µm/(m·K) (na 25 °‍C)
Topl. vodljivost24,4 W/(m·K)
Električna otpornost417 nΩ·m (na 20 °‍C)
Magnetni rasporeddijamagnetičan[2]
Magnetna susceptibilnost (χmol)−99,0·10−6 cm3/mol[3]
Jangov modul55 GPa
Modul smicanja20 GPa
Modul stišljivosti42 GPa
Mosova tvrdoća3,0
Brinelova tvrdoća294–384 MPa
CAS broj7440-36-0
Istorija
Otkrićearapski alhemičari (pre 815. g.)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
121Sb 57,21% stabilni
123Sb 42,79% stabilni
125Sb syn 2,7582 y β− 125Te
reference • Vikipodaci

Jedno vreme, Kina je bila najveći svetski proizvođač antimona i njegovih jedinjenja, a većina proizvodnje dobijala se iz rudnika Sikuangšan u Hunanu. Industrijski metodi proizvodnje ovog elementa su žarenje te zatim karbotermalna redukcija ili direktna redukcija stibnita sa gvožđem.

Najznačajnije aplikacije metalnog antimona su za legiranje olovnih i kalajnih materijala te za olovno-antimonske ploče u olovnim akumulatorima. Legiranje olova i kalaja antimonom poboljšava osobine tih legura, a one se koriste za izradu kliznih ležaja, metaka i lemova. Jedinjenja antimona su važni aditivi za sredstva protiv požara koji u svom sastavu imaju hlor i brom. Jedna od brzorastućih aplikacija antimona je i mikroelektronika.

U Srbiji 19. veka za antimon korišćen je naziv rastok.[7]

Istorija uredi

Antimon(III) sulfid Sb
2S
3 se u predinastičkom Egiptu koristio kao kozmetičko sredstvo za oči (surma) još od 3100. p. n. e. kada je i izmišljena drevna kozmetička paleta.[8] Artefakt, za koji se misli da je deo vaze, načinjen od antimona oko 3000. p. n. e. pronađen je u Telohu u drevnoj Haldeji (danas deo Iraka), a predmet od bakra obložen antimonom datiran je između 2500. p. n. e. i 2000. p. n. e. pronađen je u Egiptu.[9] Austen je o radovima Herberta Gladstona iz 1892.[10] komentirao da „mi danas poznajemo antimon kao veoma krhki i kristalni metal koji bi se vrlo teško mogao koristiti za izradu vaza, utoliko ovaj značajni ’pronalazak’ (artefakt) mora predstavljati izgubljenu veštinu oblikovanja i kovanja antimona”.[10]

Međutim, Muri nije bio ubeđen da je artefakt zapravo vaza, koju je spominjao Selimhanov, nakon analize predmeta iz Teloha (objavljene 1975), napisao je: „pokušano je povezivanje ovog metala sa transkavkaskim prirodnim antimonom (tj. samorodnim metalom)" i „da su predmeti od antimona poreklom iz Transkavkazije svi mali lični ukrasi”.[10] Ovaj nalaz je oslabio navodne dokaze o izgubljenim veštinama obrade i kovanja antimona.[10]

Rimski naučnik i pisac Plinije Stariji opisao je nekoliko načina na koje se može dobiti antimon-sulfid za medicinske svrhe u svom delu Prirodna istorija.[11] On je takođe napravio i razliku između „muških” i „ženskih” oblika antimona. Po njemu, „muški” oblik je verovatno bio sulfid, dok se kod „ženskog”, koji je bio bolji, teži i manje lomljiv, verovatno radilo o prirodnom samorodnom metalnom antimonu.[12] Rimski prirodoslovac Dioskorid naveo je da se antimon-sulfid mogao žariti zagrevanjem uduvanjem vazduha pomoću kovačkog meha. Smatra se da se ovim postupkom dobijao metalni antimon.[11]

Prvi opis procedure za izolovanje elementarnog antimona naveden je u knjizi De la pirotechnia iz 1540. koju je napisao Vanočo Biringučo. Ona je bila prethodnica još čuvenijoj knjizi iz 1556. Džordža Agrikole De re metallica. U tom kontekstu Agrikola je često netačno smatran pronalazačem metalnog antimona. Knjiga Currus Triumphalis Antimonii (Trijumfalna kola antimona) opisuje preradu metalnog antimona, a objavljena je 1604. u Nemačkoj. Navodno je tu knjigu napisao benediktanski fratar koji se potpisivao kao Basilius Valentius u 15. veku. Da je ova knjiga autentična, a nije, ona bi bila prethodnica Biringučovog otkrića.[13]

Prvi koji je opisao čisti antimon iz Zemljine kore 1783. godine bio je švedski naučnik i inženjer u lokalnom rudniku Anton fon Svab, na osnovu tipskog uzorka iz rudnika srebra Sala u rudničkom distriktu Bergslagen u opštini Sala, Vestmanland, Švedska.[14][15]

Osobine uredi

 
Ampula sa crnim alotropom antimona
 
Prirodni antimon sa oksidacionim proizvodima
 
Kristalna struktura uobičajena za Sb, AsSb i sivi As

Antimon se nalazi u grupi azota (15. grupa) i ima elektronegativnost 2,05. Kao što bi se i očekivalo iz periodnih trendova, više je elektronegativan od kalaja ili bizmuta, ali i manje elektronegativan od telura ili arsena. Antimon je stabilan na vazduhu pri sobnoj temperaturi, ali ako se zagreje reaguje sa kiseonikom dajući antimon trioksid, Sb
2O
3.[16]‍:758

Antimon je srebrenasti, sjajno-sivi metal, koji po Mosovoj skali ima tvrdoću 3. Stoga je čisti antimon isuviše mek za proizvodnju čvrstih objekata, kao što su kovanice od antimona koje su kovane u kineskoj provinciji Guejdžou 1931. godine, a zbog vrlo brzog propadanja i trošenja njihovo kovanje je obustavljeno.[17] Antimon je otporan na mnoge kiseline.

.

Poznate su četiri alotropske modifikacije antimona: stabilna metalna forma i tri metastabilne forme (eksplozivna, siva amorfna i žuta). Metalni antimon je krhak, srebreno-beli sjajni metal. Kada se sporo hladi, istopljeni antimon se kristalizuje u trigonalne ćelije, izomorfne sa sivim alotropom arsena. Retka eksplozivna modifikacija antimona se može formirati putem elektrolize antimon trihlorida. Kada se ta modifikacija zagrebe nekim oštrim predmetom, dešava se egzotermna reakcija, te javlja beli plamen a formira se metalni antimon. Kada se ova modifikacija gnječi u avanu(tučku), može se desiti detonacija. Neki autori[18][19] smatraju da su samo metalni i sivi antimon pravi alotropi, dok su eksplozivni i žuti zapravo „zagađeni” halogenim „nečistoćama” ili, u slučaju žutog, stibinom SbH
3.

Crni (sivi) antimon se formira brzim hlađenjem para metalnog antimona. On ima istu kristalnu strukturu kao i crveni fosfor i crni arsen. Izložen vazduhu oksidira, a može se i spontano zapaliti. Pri temperaturi od 100 °C postepeno prelazi u stabilnu formu. Žuti alotrop antimona je najnestabilniji. On se može dobiti samo oksidacijom stibina (SbH
3) pri temperaturi od −90 °C. Iznad ove temperature i izložen svetlosti, ova metastabilna alotropska modifikacija prelazi u stabilniji sivi alotrop.[9][13][20]

Metalni antimon usvaja slojevitu strukturu (prostorna grupa R3m br. 166) u kojoj se slojevi sastoje iz spojenih, zamršenih šestočlanih prstenova. Najbliži i drugi najbliži susedi sačinjavaju nepravilni oktaedarski kompleksa, gde su tri atoma u istom dvostrukom sloju neznatno bliže od tri atoma u sledećem. Ovo relativno gusto pakovanje je uzrok velike gustine od 6,697 g/cm3, ali slaba veza između slojeva dovodi do niske tvrdoće i krhkoće antimona.[16]‍:758

Izotopi uredi

Antimon ima dva stabilna izotopa: 121Sb koji u prirodnom antimonu ima udeo od 57,36% i 123Sb sa udelom od 42,64%. Takođe postoji i 35 radioaktivnih izotopa, od kojih najduže „živi” izotop 125Sb sa vremenom poluraspada od 2,75 godina. Osim njih, poznato je i 29 metastabilnih stanja. Među nuklearnim izomerima najstabilniji je 120m1Sb sa vremenom poluraspada od 5,76 dana. Izotopi lakši od 123Sb raspadaju se β+ raspadom (β+), dok oni teži se uglavnom raspadaju β− raspadom, uz neke izuzetke.[21]

Reference uredi

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Lide, D. R., ur. (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. Arhivirano iz originala 03. 03. 2011. g. Pristupljeno 10. 01. 2021. 
  3. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Mišić, Milan, ur. (2005). Enciklopedija Britanika. A-B. Beograd: Narodna knjiga : Politika. str. 55. ISBN 86-331-2075-5. 
  6. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  7. ^ Biblioteka Matice srpske
  8. ^ Shortland A. J. (2006). „Application of Lead Isotope Analysis to a Wide Range of Late Bronze Age Egyptian Materials”. Archaeometry. 48 (4): 657. doi:10.1111/j.1475-4754.2006.00279.x. 
  9. ^ a b Kirk-Othmer, ur. (2004). „Antimony”. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (5 izd.). ISBN 978-0-471-48494-3. 
  10. ^ a b v g Moorey P. R. S. (1994). Ancient Mesopotamian Materials and Industries: the Archaeological Evidence. New York: Clarendon Press. str. 241. ISBN 978-1-57506-042-2. 
  11. ^ a b Mellor, Joseph William (1964). „Antimony”. A comprehensive treatise on inorganic and theoretical chemistry. 9. str. 339. 
  12. ^ Plinije Stariji, Prirodna historija, 33.33; Loeb Classical Library.
  13. ^ a b Wang Chung Wu (1919). „The Chemistry of Antimony”. Antimony: Its History, Chemistry, Mineralogy, Geology, Metallurgy, Uses, Preparation, Analysis, Production and Valuation with Complete Bibliographies (PDF). London, UK: Charles Geiffin and Co. Ltd. str. 6—33. 
  14. ^ „Native antimony”. Mindat.org. 
  15. ^ Klaproth M. (1803). „XL. Extracts from the third volume of the analyses”. Philosophical Magazine 1. 17 (67): 230. doi:10.1080/14786440308676406. 
  16. ^ a b Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold Frederick (2001). Inorganic chemistry. Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. 
  17. ^ Tony Clayton. „Metals Used in Coins and Medals”. ukcoinpics.co.uk. Arhivirano iz originala 26. 12. 2010. g. Pristupljeno 24. 11. 2015. 
  18. ^ David R. Lide (izd.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. izd. (internet verzija: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, poglavlje Properties of the Elements and Inorganic Compounds, str. 4-142 – 4-147
  19. ^ Chemical Fact Sheet Arhivirano 2016-03-03 na sajtu Wayback Machine, pristupljeno 25. novembra 2015.
  20. ^ Norman, Nicholas C (1998). Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth. str. 50—51. ISBN 978-0-7514-0389-3. 
  21. ^ Audi Georges; Bersillon O.; Blachot J.; Wapstra A.H. (2003). „The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3—128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Antimon na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Антимон&oldid=27548703”