銻(Antimony),金屬(shu)元素,元素符(fu)號Sb,原(yuan)子(zi)序(xu)數51,銀白色有光澤(ze)硬而脆的(de)金屬(shu)(常(chang)制成(cheng)棒、塊、粉等多種形狀(zhuang))。有鱗(lin)片狀(zhuang)晶體結(jie)構。在潮濕空氣(qi)中(zhong)逐(zhu)漸(jian)失(shi)去光澤(ze),強(qiang)熱則燃燒成(cheng)白色銻的(de)氧化(hua)物。易溶(rong)于王(wang)水,溶(rong)于濃硫酸。相對密(mi)度6.68,熔點630℃,沸點1635℃,原(yuan)子(zi)半徑為1.28?,電負性2.2。
銻在自然界中主要存在于硫化物礦物輝銻礦(Sb2S3)中。已知銻化合物在古代就用作化妝品,銻是一種(zhong)稀(xi)有金屬,在電氣(qi)、化學(xue)、醫藥等(deng)工業領(ling)域用途極廣,氧(yang)化銻是現代信息家電產(chan)品生產(chan)中重要的阻燃增效劑。
銻(ti)(ti)是一(yi)種帶有銀色光澤(ze)的(de)(de)灰色金屬(shu),其莫氏硬度為3。因此,純銻(ti)(ti)不能用(yong)于制造硬的(de)(de)物件:中國的(de)(de)貴州省曾在(zai)1931年(nian)發(fa)行銻(ti)(ti)制的(de)(de)硬幣,但因為銻(ti)(ti)很容易磨損(sun)(sun),在(zai)流通過程損(sun)(sun)失嚴重。
物態 固態
密度(du) 6.697g·cm3
熔點 903.78K,630.63°C,1167.13°F
沸點 1860K,1587°C,2889°F
熔化熱 19.7kJ·mol
汽(qi)化熱 193.43kJ·mol
比熱(re)容 25.23J·mol·K
壓(ya)/Pa 1 10 100 1000 10000 100000
溫/K 807 876 1011 1219 1491 1858
許多物(wu)體有熱(re)脹冷(leng)縮的特性,比如(ru)常用的溫(wen)度(du)計(ji)就是(shi)利用了水銀熱(re)脹冷(leng)縮的原理。但是(shi),銻與(yu)眾不同,它(ta)在一定溫(wen)度(du)范(fan)圍內會熱(re)縮冷(leng)脹。
銻(ti)是氮族(zu)元素(su)(15族(zu)),電負性為2.05(鮑(bao)林標度(du))。根據元素(su)周(zhou)期律,它(ta)的電負性比錫(xi)和鉍(bi)大(da),比碲和砷小。銻(ti)在(zai)室(shi)溫下的空氣中是穩定的,但加熱時(shi)能與(yu)氧氣反應(ying)生成三氧化(hua)二銻(ti)。銻(ti)在(zai)一般條件下不與(yu)酸反應(ying)。
已知銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)有四(si)種(zhong)同(tong)(tong)素異形(xing)體——一(yi)(yi)種(zhong)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)三(san)種(zhong)亞(ya)穩(wen)(wen)態(tai)(tai)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(爆(bao)(bao)炸性(xing)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黃(huang)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))。金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)一(yi)(yi)種(zhong)易碎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銀白(bai)色有光(guang)澤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)。把熔融的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)緩慢冷(leng)卻,金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)就會(hui)(hui)結(jie)成三(san)方晶(jing)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體,其(qi)與砷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)灰色同(tong)(tong)素異形(xing)體異質同(tong)(tong)晶(jing)。罕見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)可由電解三(san)氯化(hua)(hua)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)制得,用尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器具刮擦(ca)它(ta)就會(hui)(hui)發生放熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應,放出白(bai)煙(yan)并生成金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。如果(guo)在(zai)研缽中用研杵將它(ta)磨碎,就會(hui)(hui)發生劇烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸。黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)由金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽急(ji)劇冷(leng)卻形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體結(jie)構與紅(hong)磷(lin)和(he)黑砷相(xiang)同(tong)(tong),在(zai)氧(yang)氣中易被氧(yang)化(hua)(hua)甚(shen)至自燃。當溫度(du)降(jiang)到(dao)100℃時,它(ta)逐漸轉(zhuan)變成穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)型(xing)。黃(huang)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)最不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong),只能由銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)氫(qing)在(zai)-90℃下(xia)氧(yang)化(hua)(hua)而(er)得。在(zai)這種(zhong)溫度(du)和(he)環境光(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia),亞(ya)穩(wen)(wen)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)素異形(xing)體會(hui)(hui)轉(zhuan)化(hua)(hua)成更(geng)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。
金屬銻(ti)的(de)結構為(wei)層(ceng)狀(zhuang)結構(空間群:R3m),而每層(ceng)都包含(han)相連的(de)褶(zhe)皺六(liu)元環結構。最近的(de)和次近的(de)銻(ti)原子形成(cheng)(cheng)變形八面體(ti),在相同雙層(ceng)中的(de)三個銻(ti)原子比(bi)其他三個相距(ju)略(lve)近一些。這種距(ju)離(li)上的(de)相對(dui)近使得金屬銻(ti)的(de)密(mi)度達到6.697g/cm3,但層(ceng)與層(ceng)之間的(de)成(cheng)(cheng)鍵(jian)很(hen)弱(ruo)也造成(cheng)(cheng)它很(hen)軟且易碎(sui)。
銻有(you)兩種(zhong)穩(wen)(wen)定同位(wei)素,121Sb的(de)(de)自(zi)然(ran)豐度為57.36%,而123Sb的(de)(de)自(zi)然(ran)豐度為42.64%。銻還有(you)35種(zhong)放射性同位(wei)素,其中(zhong)(zhong)半衰期最長(chang)的(de)(de)125Sb為2.75年(nian)。此外,已發(fa)現了29種(zhong)亞穩(wen)(wen)態。這其中(zhong)(zhong)最穩(wen)(wen)定的(de)(de)是124Sb,半衰期為60.20天(tian),它可以用作中(zhong)(zhong)子源。比穩(wen)(wen)定同位(wei)素123Sb輕的(de)(de)同位(wei)素傾向于(yu)發(fa)生(sheng)β+衰變(bian),而較重的(de)(de)同位(wei)素更易(yi)發(fa)生(sheng)β-衰變(bian)。當然(ran)也(ye)有(you)一些例外。
銻化(hua)合物通常(chang)分為(wei)+3價和+5價兩(liang)類(lei)。與同(tong)主族(zu)的砷一(yi)樣,它的+5氧化(hua)態更(geng)為(wei)穩定。
三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)可(ke)由銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在空氣(qi)中燃燒制得。在氣(qi)相中,它(ta)以雙(shuang)聚體(ti)(ti)Sb4O6的(de)形(xing)(xing)式存在,但(dan)冷凝時會形(xing)(xing)成多聚體(ti)(ti)。五氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)只能用濃硝酸氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)三(san)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)合物制得。銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)也能形(xing)(xing)成混(hun)合價態化(hua)(hua)合物——四氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),其中的(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)為Sb(III)和Sb(V)。與磷和砷(shen)不同的(de)是(shi)(shi),這些氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物都是(shi)(shi)兩性的(de),它(ta)們(men)不形(xing)(xing)成定義明(ming)確的(de)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)酸,而是(shi)(shi)與酸反應形(xing)(xing)成銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鹽。
還(huan)沒有制(zhi)得(de)亞銻酸(suan)(Sb(OH)3),但(dan)它(ta)的(de)(de)共(gong)軛堿亞銻酸(suan)鈉(na)可由熔(rong)融的(de)(de)氧化(hua)鈉(na)與三氧化(hua)二銻反應制(zhi)得(de)。過渡金屬(shu)的(de)(de)亞銻酸(suan)鹽也已制(zhi)得(de)。銻酸(suan)只能(neng)以水(shui)合物(wu)HSb(OH)6的(de)(de)形式存在。這些鹽脫水(shui)得(de)到混合氧化(hua)物(wu)。
許多銻(ti)(ti)(ti)(ti)礦(kuang)(kuang)石(shi)是硫(liu)化物(wu),其中(zhong)如輝銻(ti)(ti)(ti)(ti)礦(kuang)(kuang)(Sb2S3)、深紅銀礦(kuang)(kuang)(Ag3SbS3)、輝銻(ti)(ti)(ti)(ti)鉛礦(kuang)(kuang)、脆硫(liu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)鉛礦(kuang)(kuang)和硫(liu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)鉛礦(kuang)(kuang)。五硫(liu)化二銻(ti)(ti)(ti)(ti)是一種(zhong)非整比(bi)化合物(wu),銻(ti)(ti)(ti)(ti)處于+3氧化態并含有S-S鍵(jian)。有多種(zhong)硫(liu)代銻(ti)(ti)(ti)(ti)酸鹽是已知的。
銻能形成(cheng)兩(liang)類鹵(lu)化(hua)物(wu)——SbX3和(he)SbX5。其中三鹵(lu)化(hua)物(wu)(SbF3、SbCl3、SbBr3和(he)SbI3)的(de)空(kong)間構型都是三角錐形。三氟(fu)化(hua)銻可(ke)以由三氧(yang)化(hua)二銻與氫氟(fu)酸反應制得:
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這種(zhong)氟(fu)化(hua)物是路易(yi)斯酸,能結合氟(fu)離子(zi)形(xing)成配離子(zi)SbF4-和(he)SbF52-。熔化(hua)的三氟(fu)化(hua)銻是一種(zhong)弱(ruo)的導體。三氯化(hua)銻則由(you)三硫化(hua)二銻溶于(yu)鹽酸制(zhi)得:
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五鹵化(hua)物(wu)(SbF5和SbCl5)氣態時的空間構(gou)型為三角雙(shuang)錐形(xing)。但是轉化(hua)為液態后(hou),五氟(fu)化(hua)銻(ti)形(xing)成聚(ju)合物(wu),而五氯(lv)化(hua)銻(ti)依舊(jiu)是單(dan)體。五氟(fu)化(hua)銻(ti)是很強(qiang)的路易斯酸(suan),可用(yong)于配制著名的超強(qiang)酸(suan)氟(fu)銻(ti)酸(suan)(HSbF6)。
銻(ti)(ti)的鹵氧(yang)(yang)化物比砷和磷(lin)更為常(chang)見。三(san)氧(yang)(yang)化二銻(ti)(ti)溶于(yu)濃酸再稀釋可形成銻(ti)(ti)酰化合物,例如(ru)SbOCl和(SbO)2SO4。
這(zhe)類化合物(wu)通常被(bei)視(shi)作Sb的(de)衍生物(wu)。Sb金屬(shu)性不強,能與金屬(shu)形成銻(ti)化物(wu),例如銻(ti)化銦(InSb),銻(ti)化銀(yin)(Ag3Sb),銻(ti)鈀礦(Pd5Sb2),方銻(ti)金礦(AuSb2),紅銻(ti)鎳(nie)礦(NiSb)等(deng)。堿金屬(shu)和鋅(xin)的(de)銻(ti)化物(wu),例如Na3Sb和Zn3Sb2比以(yi)上(shang)物(wu)質更為活(huo)潑。這(zhe)些銻(ti)化物(wu)用酸處理可以(yi)生成不穩定的(de)氣體銻(ti)化氫(SbH3)。
銻(ti)化(hua)物(wu)一般以(yi)(yi)(yi)共(gong)價鍵(jian)鏈接(jie),是(shi)電子云(yun)的重(zhong)疊(die),所以(yi)(yi)(yi)共(gong)價鍵(jian)最本質(zhi)的分(fen)類方式就是(shi)它們的重(zhong)疊(die)方式。σ鍵(jian),π鍵(jian),δ鍵(jian)在(zai)有(you)機(ji)(ji)化(hua)合(he)物(wu)中(zhong),通常把共(gong)價鍵(jian)以(yi)(yi)(yi)其共(gong)用的電子對數分(fen)為單鍵(jian)、雙鍵(jian)以(yi)(yi)(yi)及三鍵(jian)。單鍵(jian)是(shi)一根(gen)(gen)σ鍵(jian);雙鍵(jian)和三鍵(jian)都含一根(gen)(gen)σ鍵(jian),其余(yu)1根(gen)(gen)或2根(gen)(gen)是(shi)π鍵(jian)。但(dan)無(wu)(wu)機(ji)(ji)銻(ti)化(hua)物(wu)不用此(ci)法(fa)。原因是(shi),無(wu)(wu)機(ji)(ji)銻(ti)化(hua)物(wu)中(zhong)經常出(chu)現的共(gong)軛體系(離(li)域(yu)π鍵(jian))使得(de)某兩個原子之間共(gong)用的電子對數很難確(que)定,因此(ci)無(wu)(wu)機(ji)(ji)物(wu)中(zhong)常取(qu)平均鍵(jian)級,作為鍵(jian)能的粗略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有機銻化(hua)(hua)合物一般可由格氏試劑對(dui)鹵(lu)(lu)化(hua)(hua)銻的(de)(de)(de)烷基(ji)化(hua)(hua)反(fan)應制備。已知有大(da)量三價(jia)和五價(jia)的(de)(de)(de)有機銻化(hua)(hua)合物——包括混合氯代衍生物,還有以(yi)銻為中心的(de)(de)(de)陽離子和陰離子。例如(ru)Sb(C6H5)3(三苯基(ji)銻)、Sb2(C6H5)4(含(han)有一根Sb-Sb鍵)以(yi)及環狀(zhuang)的(de)(de)(de)[Sb(C6H5)]n。五配位的(de)(de)(de)有機銻化(hua)(hua)合物也很常見(jian),例如(ru)Sb(C6H5)5和一些類似的(de)(de)(de)鹵(lu)(lu)代物。
銻是全(quan)球性污染物,是國(guo)際上最為(wei)關注的(de)(de)有毒金屬元素之一。與其(qi)他有毒金屬如汞和砷等相比,人們對銻的(de)(de)環境(jing)污染過程(cheng)和生物地球化(hua)學循環還缺乏系統認(ren)識(shi)。
化學(xue)(xue)形態、微生(sheng)物(wu)和有機質的(de)(de)影響,及同位素等現(xian)代分析(xi)技術是研(yan)(yan)究銻生(sheng)物(wu)地球(qiu)化學(xue)(xue)循環(huan)強有力(li)的(de)(de)研(yan)(yan)究手段,可以(yi)為(wei)某些關(guan)鍵重要的(de)(de)環(huan)節提供(gong)新的(de)(de)思路,在此基礎上,建立地表(biao)環(huan)境(jing)中銻的(de)(de)生(sheng)物(wu)地球(qiu)化學(xue)(xue)演化、歸(gui)宿以(yi)及與人體(ti)健康的(de)(de)關(guan)系的(de)(de)基本認識框架,為(wei)其(qi)它類型銻污染(ran)咖城市地表(biao)環(huan)境(jing)的(de)(de)評價和治理提供(gong)借鑒。
近些年(nian)的(de)研究(jiu)表明(ming)生物活動和(he)有機質(zhi)參與了(le)環(huan)境(jing)中銻的(de)遷移轉化等。生物對銻的(de)吸收和(he)吸附過程取(qu)決于(yu)銻的(de)形態和(he)微環(huan)境(jing)如微生物,溶(rong)解三價(jia)銻很(hen)(hen)容易被植(zhi)物根系吸收,而五價(jia)銻則很(hen)(hen)難被吸收。
大量最新的(de)研究結果(guo)表明:天然有機質對微(wei)量金(jin)屬(shu)元素(su)如汞、銅(tong)、鉛、鈷和鐵等(deng)的(de)生(sheng)物地球化學循環過(guo)程起著十分(fen)重要的(de)作(zuo)用,這是由于有機質能(neng)與(yu)金(jin)屬(shu)離子形成有機金(jin)屬(shu)配位體,導致金(jin)屬(shu)元素(su)生(sheng)物地球化學行為的(de)改變,影響其溶解(jie)性、生(sheng)物有效性、與(yu)微(wei)粒之間的(de)相(xiang)互作(zuo)用并改變它們的(de)毒性。
因(yin)此,金屬與(yu)有機(ji)(ji)質的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)機(ji)(ji)理是近年來(lai)環境(jing)化學(xue)領(ling)域注目的(de)(de)(de)焦點。由于關于銻(ti)與(yu)有機(ji)(ji)質相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)研究相(xiang)對較少,有機(ji)(ji)質對銻(ti)生物地球化學(xue)循環的(de)(de)(de)影響程(cheng)度和(he)機(ji)(ji)理還不清(qing)楚。但從(cong)相(xiang)關的(de)(de)(de)文獻報道可以看(kan)出:在(zai)水環境(jing)中(zhong),有機(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)銻(ti)占總(zong)銻(ti)相(xiang)當(dang)大(da)(da)的(de)(de)(de)份額,在(zai)海水和(he)湖水中(zhong),銻(ti)與(yu)有機(ji)(ji)質結(jie)(jie)(jie)合(he);土壤(rang)和(he)沉積物中(zhong)有機(ji)(ji)質結(jie)(jie)(jie)合(he)態(tai)銻(ti)占總(zong)銻(ti)的(de)(de)(de)比(bi)例還不清(qing)楚,預(yu)計會比(bi)水體(ti)中(zhong)更大(da)(da)。
由于(yu)MC-ICP-MS的(de)發展以及高(gao)效率(lv)離子化氫等(deng)離子體的(de)出現,準(zhun)確和高(gao)精度的(de)同(tong)位(wei)素(su)(su)比值測定(ding)成為(wei)(wei)可能,一些金(jin)屬(shu)如銅、鐵、鋅、鉑和硒等(deng)穩定(ding)同(tong)位(wei)素(su)(su)系統的(de)研究(jiu)已為(wei)(wei)認識這些金(jin)屬(shu)的(de)生(sheng)物(wu)地球化學過程(cheng)(cheng)和自然(ran)分餾研究(jiu)提供了(le)一種全新的(de)技術(shu)手(shou)段(duan)。因此,金(jin)屬(shu)元素(su)(su)的(de)穩定(ding)同(tong)位(wei)素(su)(su)研究(jiu)是(shi)金(jin)屬(shu)元素(su)(su)環境與生(sheng)物(wu)地球化學領域的(de)前沿(yan)領域之一。同(tong)位(wei)素(su)(su)為(wei)(wei)銻(ti)在地表環境的(de)無機與生(sheng)物(wu)過程(cheng)(cheng)示蹤和來源研究(jiu)提供了(le)全新的(de)技術(shu)手(shou)段(duan)。
銻的一種煉金術符號為♀形
早在(zai)公元前(qian)3100年(nian)的埃及前(qian)王朝(chao)時代,化妝(zhuang)(zhuang)品剛被發明,三硫化二銻就用作化妝(zhuang)(zhuang)用的眼影粉。
在(zai)迦勒底的(de)(de)(de)泰(tai)洛(luo)赫(今伊拉克(ke)),曾發(fa)現一(yi)塊可(ke)(ke)追溯到公(gong)元前3000年(nian)的(de)(de)(de)銻制史前花瓶(ping)(ping)碎(sui)(sui)片;而在(zai)埃及發(fa)現了(le)公(gong)元前2500年(nian)至前2200年(nian)間的(de)(de)(de)鍍銻的(de)(de)(de)銅器。奧斯(si)汀在(zai)1892年(nian)赫伯特·格拉斯(si)頓的(de)(de)(de)一(yi)場演講時說道:“我(wo)們只知道銻現在(zai)是一(yi)種(zhong)很易碎(sui)(sui)的(de)(de)(de)金屬(shu),很難被(bei)塑(su)造成實(shi)用的(de)(de)(de)花瓶(ping)(ping),因此這項(xiang)值得一(yi)提(ti)的(de)(de)(de)發(fa)現(即上(shang)文的(de)(de)(de)花瓶(ping)(ping)碎(sui)(sui)片)表現了(le)已(yi)失傳的(de)(de)(de)使銻具有可(ke)(ke)塑(su)性的(de)(de)(de)方法。”然(ran)而,默里(Moorey)不相信(xin)那(nei)(nei)個碎(sui)(sui)片真的(de)(de)(de)來自花瓶(ping)(ping),在(zai)1975年(nian)發(fa)表他的(de)(de)(de)分析論文后,認(ren)為斯(si)里米卡哈諾夫(Selimkhanov)試圖(tu)將(jiang)那(nei)(nei)塊金屬(shu)與外高(gao)加索的(de)(de)(de)天然(ran)銻聯系起來,但用那(nei)(nei)種(zhong)材(cai)料制成的(de)(de)(de)都是小飾(shi)物。這大大削弱了(le)銻在(zai)古代技術下具有可(ke)(ke)塑(su)性這種(zhong)說法的(de)(de)(de)可(ke)(ke)信(xin)度。
歐洲人萬諾喬·比林古喬于(yu)1540年(nian)(nian)最早(zao)在《火(huo)焰學》(De la pirotechnia)中描述(shu)了(le)(le)(le)提煉銻(ti)(ti)的方法,這(zhe)早(zao)于(yu)1556年(nian)(nian)阿格里(li)科拉(la)出(chu)版的名作《論(lun)礦冶》(De re Metallica)。此(ci)書(shu)中阿格里(li)科拉(la)錯(cuo)誤地記入(ru)了(le)(le)(le)金屬(shu)銻(ti)(ti)的發(fa)現。1604年(nian)(nian),德國(guo)出(chu)版了(le)(le)(le)一本名為(wei)《Currus Triumphalis Antimonii》(直譯(yi)為(wei)“凱旋戰車(che)銻(ti)(ti)”)的書(shu),其中介紹了(le)(le)(le)金屬(shu)銻(ti)(ti)的制備(bei)。15世紀(ji)時,據說(shuo)筆名叫巴西利厄斯(si)·華倫提努的圣(sheng)本篤(du)修(xiu)會(hui)的修(xiu)士提到了(le)(le)(le)銻(ti)(ti)的制法,如果此(ci)事屬(shu)實,就(jiu)早(zao)于(yu)比林古喬。
一般(ban)認為(wei),純銻(ti)(ti)是由賈(jia)比(bi)(bi)爾(Jābir ibn Hayyān)于8世(shi)紀時最(zui)早制得的(de)(de)。然而(er)爭議依舊不(bu)斷(duan),翻(fan)譯家馬塞蘭·貝特(te)洛(luo)(luo)聲(sheng)稱賈(jia)比(bi)(bi)爾的(de)(de)書里(li)沒有提到(dao)銻(ti)(ti),但其他人認為(wei)貝特(te)洛(luo)(luo)只翻(fan)譯了一些不(bu)重要的(de)(de)著作,而(er)最(zui)相關的(de)(de)那(nei)些(可能描述了銻(ti)(ti))還沒翻(fan)譯,它們的(de)(de)內(nei)容如(ru)今(jin)還是未知的(de)(de)。
地殼中自然(ran)存(cun)在的(de)純(chun)銻最(zui)早是由瑞(rui)典籍英國科(ke)學家威廉(lian)·亨利·布拉(la)格于1783年記載的(de)。品種樣本采集自瑞(rui)典西曼蘭省薩(sa)拉(la)市的(de)薩(sa)拉(la)銀礦。
60%的銻(ti)用于生產阻燃劑(ji),而20%的銻(ti)用于制(zhi)造(zao)電池中的合金材料(liao)、滑(hua)動軸(zhou)承和(he)焊接劑(ji)。
銻(ti)(ti)(ti)的(de)最主要用(yong)途是(shi)它的(de)氧(yang)化物(wu)(wu)三氧(yang)化二(er)(er)銻(ti)(ti)(ti)用(yong)于制造(zao)耐火材(cai)料(liao)。除了含鹵(lu)素的(de)聚合(he)物(wu)(wu)阻(zu)燃劑(ji)(ji)以外,它幾乎總是(shi)與鹵(lu)化物(wu)(wu)阻(zu)燃劑(ji)(ji)一起使(shi)(shi)用(yong)。三氧(yang)化二(er)(er)銻(ti)(ti)(ti)形成銻(ti)(ti)(ti)的(de)鹵(lu)化物(wu)(wu)的(de)過程可以減緩燃燒,即為它具(ju)有(you)阻(zu)燃效應的(de)原因(yin)。這些化合(he)物(wu)(wu)與氫原子(zi)、氧(yang)原子(zi)和羥基(ji)(ji)自由基(ji)(ji)反應,最終使(shi)(shi)火熄滅。商(shang)業(ye)中(zhong)這些阻(zu)燃劑(ji)(ji)應用(yong)于兒童服裝(zhuang)、玩具(ju)、飛機(ji)和汽車座套。它也用(yong)于玻璃(li)纖維復合(he)材(cai)料(liao)(俗稱玻璃(li)鋼)工業(ye)中(zhong)聚酯(zhi)樹脂(zhi)的(de)添加劑(ji)(ji),例如輕型飛機(ji)的(de)發(fa)動機(ji)蓋。樹脂(zhi)遇(yu)火燃燒但火被撲滅后它的(de)燃燒就會自行停止。
銻(ti)能(neng)與鉛(qian)(qian)形成(cheng)(cheng)用途(tu)廣(guang)泛(fan)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin),這種(zhong)(zhong)合(he)金(jin)(jin)硬度與機(ji)械強度相比銻(ti)都(dou)有所提高。大(da)部(bu)分使用鉛(qian)(qian)的(de)(de)場合(he)都(dou)加入數量不等的(de)(de)銻(ti)來制成(cheng)(cheng)合(he)金(jin)(jin)。在鉛(qian)(qian)酸電池中,這種(zhong)(zhong)添加劑改(gai)變電極性(xing)質(zhi),并能(neng)減少(shao)放電時(shi)副產物氫氣的(de)(de)生成(cheng)(cheng)。銻(ti)也用于減摩合(he)金(jin)(jin)(例如巴比特合(he)金(jin)(jin)),子彈、鉛(qian)(qian)彈、網線外套、鉛(qian)(qian)字合(he)金(jin)(jin)(例如Linotype排字機(ji))、焊料(一些無鉛(qian)(qian)焊接劑含有5%的(de)(de)銻(ti))、鉛(qian)(qian)錫(xi)銻(ti)合(he)金(jin)(jin)、以及硬化制作管風琴的(de)(de)含錫(xi)較少(shao)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)。
其他的(de)(de)(de)銻(ti)(ti)幾乎都用(yong)于下文所述的(de)(de)(de)三個方面。第一項(xiang)應(ying)(ying)用(yong)是(shi)生(sheng)產聚對苯二(er)甲酸乙二(er)酯的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)劑(ji)和(he)催化劑(ji)。第二(er)項(xiang)應(ying)(ying)用(yong)則是(shi)去除玻(bo)璃中顯(xian)微鏡下可見的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡的(de)(de)(de)澄清(qing)劑(ji),主要用(yong)途是(shi)制造電(dian)視屏幕;這(zhe)是(shi)因(yin)為銻(ti)(ti)離子與(yu)氧(yang)氣(qi)(qi)接(jie)觸后(hou)阻礙了(le)氣(qi)(qi)泡繼續生(sheng)成。第三項(xiang)應(ying)(ying)用(yong)則是(shi)顏料。銻(ti)(ti)在(zai)半導體工業中的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)正(zheng)不斷發展,主要是(shi)在(zai)超(chao)高電(dian)導率的(de)(de)(de)n-型硅晶圓中用(yong)作摻雜劑(ji),這(zhe)種材(cai)料用(yong)于生(sheng)產二(er)極管(guan)、紅(hong)外線探(tan)測(ce)器(qi)和(he)霍爾效應(ying)(ying)元件(jian)。20世紀50年代(dai),小珠裝的(de)(de)(de)鉛銻(ti)(ti)合金用(yong)于給NPN型合金結晶體管(guan)的(de)(de)(de)發射器(qi)和(he)接(jie)收器(qi)上(shang)漆。銻(ti)(ti)化銦是(shi)用(yong)于制作紅(hong)外探(tan)測(ce)儀的(de)(de)(de)材(cai)料。
銻(ti)的(de)生物學或醫(yi)學應用(yong)很少(shao)。主要成分為(wei)銻(ti)的(de)藥品稱作含(han)銻(ti)藥劑(ji),是一種催吐劑(ji)。銻(ti)化合(he)物也(ye)用(yong)作抗原蟲(chong)劑(ji)。從1919年(nian)起,酒石(shi)酸銻(ti)鉀(俗稱吐酒石(shi))曾用(yong)作治療血吸蟲(chong)病(bing)的(de)藥物。它后(hou)來逐漸被吡喹酮(tong)所取代。銻(ti)及其化合(he)物用(yong)于多種獸(shou)醫(yi)藥劑(ji),例(li)如安修馬林(硫(liu)蘋果酸銻(ti)鋰(li))用(yong)作反芻動(dong)(dong)物的(de)皮膚調(diao)節劑(ji)。銻(ti)對(dui)角質(zhi)化的(de)組織有滋養和調(diao)節作用(yong),至少(shao)對(dui)動(dong)(dong)物是如此。
含銻(ti)的藥物(wu)也(ye)用作治療(liao)家(jia)畜(chu)的利什(shen)曼(man)病的選擇之(zhi)一(yi)(yi),例如葡甲胺銻(ti)酸鹽。可惜的是,它不僅治療(liao)指數(shu)較低,而(er)且(qie)難以進入一(yi)(yi)些利什(shen)曼(man)原蟲無鞭(bian)毛體所在的骨髓,也(ye)就無法治愈影響(xiang)內(nei)臟(zang)的疾病。金屬銻(ti)制成的銻(ti)丸(wan)曾用作藥。但(dan)它被(bei)其(qi)他人從空氣中攝(she)入后會導致(zhi)中毒(du)。
在一(yi)些安(an)全火(huo)柴(chai)的(de)火(huo)柴(chai)頭中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)了三硫化二銻(ti)(ti)。銻(ti)(ti)-124和鈹一(yi)起用(yong)(yong)于中(zhong)子(zi)源:銻(ti)(ti)-124釋放出伽馬射(she)線(xian),引(yin)發鈹的(de)光致蛻變。這樣釋放出的(de)中(zhong)子(zi)平均能量(liang)為24keV。銻(ti)(ti)的(de)硫化物(wu)已被(bei)證實可以穩定汽車(che)剎車(che)片材料的(de)摩擦系數(shu)。銻(ti)(ti)也(ye)用(yong)(yong)于制造子(zi)彈(dan)和子(zi)彈(dan)示蹤劑。這種元素也(ye)用(yong)(yong)于傳統(tong)的(de)裝飾中(zhong),例如刷漆和藝術玻璃工藝。20世紀30年代前(qian)曾用(yong)(yong)它作(zuo)牙釉(you)質的(de)遮光劑,但是多次(ci)發生中(zhong)毒后就不再(zai)使(shi)用(yong)(yong)了。
銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(he)它的(de)(de)許多化合(he)(he)物有毒(du)(du),作用機理為(wei)抑制酶的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing),這點與砷(shen)類似;與同族的(de)(de)砷(shen)和(he)(he)鉍一樣,三(san)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)要(yao)(yao)比(bi)五(wu)(wu)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)大。但是,銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)比(bi)砷(shen)低得多,這可能(neng)是砷(shen)與銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)之間在攝(she)取、新(xin)陳代謝和(he)(he)排(pai)泄(xie)過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)巨大差別所造(zao)成的(de)(de):如三(san)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(he)五(wu)(wu)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在消化道的(de)(de)吸收最(zui)多為(wei)20%;五(wu)(wu)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在細胞中(zhong)(zhong)不(bu)能(neng)被定量(liang)地還原為(wei)三(san)價(jia)(jia)(jia)(事實上在細胞中(zhong)(zhong)三(san)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)反而會被氧化成五(wu)(wu)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti));由(you)于體內不(bu)能(neng)發(fa)生甲基化反應,五(wu)(wu)價(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)主要(yao)(yao)排(pai)泄(xie)途(tu)徑是尿液。急性(xing)(xing)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)的(de)(de)癥狀也與砷(shen)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)相似,主要(yao)(yao)引起心(xin)臟毒(du)(du)性(xing)(xing)(表現為(wei)心(xin)肌(ji)炎),不(bu)過銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)心(xin)臟毒(du)(du)性(xing)(xing)還可能(neng)引起阿-斯綜合(he)(he)征。有報告稱,從搪瓷杯中(zhong)(zhong)溶解的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)等價(jia)(jia)(jia)于90毫克酒(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀時(shi)(shi)(shi),銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)對(dui)(dui)人(ren)體只有短期(qi)影響;但是相當(dang)于6克酒(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀時(shi)(shi)(shi),就會在三(san)天(tian)后致(zhi)(zhi)人(ren)死亡(wang)(wang)。吸入銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)灰也對(dui)(dui)人(ren)體有害,有時(shi)(shi)(shi)甚至是致(zhi)(zhi)命的(de)(de):小劑量(liang)吸入時(shi)(shi)(shi)會引起頭疼、眩暈和(he)(he)抑郁;大劑量(liang)攝(she)入,例如長期(qi)皮膚(fu)接觸可能(neng)引起皮膚(fu)炎、損害肝(gan)腎、劇(ju)烈而頻繁的(de)(de)嘔吐,甚至死亡(wang)(wang)。
銻(ti)不能與(yu)強氧化劑、強酸、氫(qing)鹵酸、氯或(huo)氟一起存放,并且應與(yu)熱源隔絕(jue)。
銻在浸取時會從聚對苯二甲(jia)酸乙二酯(PET)瓶(ping)中(zhong)進入液體。檢(jian)(jian)測到的銻濃度標(biao)準則是瓶(ping)裝(zhuang)水低于飲用(yong)水,英(ying)國生產(chan)的濃縮(suo)果汁被(bei)檢(jian)(jian)測到含銻44.7μg/L,遠遠超出歐盟(meng)自來(lai)水的標(biao)準5μg/L。各個組織的標(biao)準分別是:
世界衛生組織:20μg/L
日(ri)本:15μg/L
美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)環境保護局、加拿大衛生部和安大略省(sheng)環境部:6μg/L
德國聯邦環境部:5μg/L
根(gen)據《中(zhong)華人民共和(he)國國家標準(zhun)污(wu)水綜合(he)排放標準(zhun)》,銻(Sb)屬于第(di)一類污(wu)染物,其最高允(yun)許排放濃(nong)度為0.1mg/L。
歐盟將銻列為高危害有毒物(wu)質(zhi)和可致癌物(wu)質(zhi)并(bing)予以規管。
美國(guo)(guo)環(huan)境(jing)(jing)保護署(shu)(shu)限(xian)(xian)制排入(ru)湖、河、棄置(zhi)場和(he)(he)農田的(de)鎘(ge)量并(bing)禁(jin)止殺(sha)蟲劑中(zhong)(zhong)含(han)(han)有銻(ti)。美國(guo)(guo)環(huan)境(jing)(jing)保護署(shu)(shu)允許飲用(yong)水含(han)(han)有10ppb的(de)銻(ti),并(bing)打算把限(xian)(xian)制減到(dao)(dao)5ppb。美國(guo)(guo)食品和(he)(he)藥物(wu)管(guan)理局規定食用(yong)色素的(de)含(han)(han)銻(ti)量為不得多于15ppm。美國(guo)(guo)職(zhi)業(ye)(ye)安全(quan)衛(wei)生署(shu)(shu)規定工作環(huan)境(jing)(jing)空氣中(zhong)(zhong)鎘(ge)含(han)(han)量在(zai)煙(yan)霧為100微(wei)克/立方(fang)(fang)米(mi),在(zai)鎘(ge)塵為200微(wei)克/立方(fang)(fang)米(mi)。美國(guo)(guo)職(zhi)業(ye)(ye)安全(quan)衛(wei)生署(shu)(shu)計劃將空氣中(zhong)(zhong)所有鎘(ge)化合(he)物(wu)含(han)(han)量限(xian)(xian)制在(zai)1到(dao)(dao)5微(wei)克/立方(fang)(fang)米(mi)美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家職(zhi)業(ye)(ye)安全(quan)和(he)(he)衛(wei)生研究所希望讓(rang)工人盡(jin)量少呼(hu)吸到(dao)(dao)銻(ti)以防止膀胱癌(ai)。
銻該品根據(ju)《危險化學品安全管(guan)理條例(li)》受公安部門(men)管(guan)制。
密封包裝(zhuang),并貯于(yu)干燥通風處。遠離(li)火(huo)種、熱源,防(fang)止(zhi)陽(yang)光直射。切忌與氧化劑、食(shi)用化學品、酸類等共儲混運。
滅火:干(gan)粉、砂土(tu)。禁止(zhi)CO2和(he)酸堿(jian)滅火劑(ji)。
DZ/T 0395.2-2022 《硫鐵礦礦石分(fen)析(xi)方法(fa) 第(di)2部(bu)分(fen):鋰、鈹、鈷、鎳、銅、鋅(xin)、鎵(jia)、銣、鉬、銀、鎘(ge)、銦、銻(ti)、銫、鎢、鉈、鉛、鉍、釷和鈾含量的測定 混合酸分(fen)解―電(dian)感耦合等(deng)離(li)子體質譜(pu)法(fa)》
DZ/T 0396.3-2022 《鎳礦石(shi)化學分(fen)析方法 第3部分(fen):鋰、鈹、鈧、鈷、銅、鋅(xin)、鎵、銣、鉬、銀(yin)、鎘(ge)、銦、銻、銫、鎢、鉈(she)、鉛、鉍、釷和鈾(you)含(han)量的測定 混合酸分(fen)解—電感耦合等離(li)子體質譜法》