銻(ti)(Antimony),金(jin)屬(shu)元素,元素符號Sb,原(yuan)子序(xu)數51,銀(yin)白色(se)有光(guang)澤硬而脆的(de)金(jin)屬(shu)(常(chang)制成棒、塊(kuai)、粉(fen)等多種(zhong)形狀(zhuang))。有鱗(lin)片(pian)狀(zhuang)晶體(ti)結構。在潮濕空(kong)氣中逐漸失(shi)去光(guang)澤,強熱則燃燒成白色(se)銻(ti)的(de)氧化物。易溶(rong)于(yu)王(wang)水,溶(rong)于(yu)濃硫酸(suan)。相(xiang)對(dui)密度6.68,熔(rong)點630℃,沸點1635℃,原(yuan)子半(ban)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,銻是一種稀有金(jin)屬,在(zai)電氣、化學、醫藥等(deng)工業領域用途(tu)極廣,氧化銻是現(xian)代信息家電產(chan)品生(sheng)產(chan)中重要的阻燃增效劑。
銻是(shi)一種帶有(you)銀色光澤(ze)的灰色金屬,其莫氏硬度為(wei)3。因此,純(chun)銻不能(neng)用于(yu)制(zhi)造(zao)硬的物件:中國的貴州省曾在(zai)1931年發行銻制(zhi)的硬幣,但因為(wei)銻很容易磨(mo)損(sun),在(zai)流通過程損(sun)失嚴重。
物態 固態
密度 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/Pa 1 10 100 1000 10000 100000
溫/K 807 876 1011 1219 1491 1858
許(xu)多物(wu)體有熱(re)脹冷縮的(de)特性,比(bi)如(ru)常用的(de)溫度計就是利用了水銀熱(re)脹冷縮的(de)原理。但是,銻(ti)與眾不同,它在一(yi)定溫度范圍內會(hui)熱(re)縮冷脹。
銻是氮族(zu)元素(15族(zu)),電(dian)負性為2.05(鮑林標度)。根據元素周期律,它的電(dian)負性比錫和鉍(bi)大(da),比碲(di)和砷小。銻在室溫下(xia)的空氣中是穩定的,但加熱(re)時能與氧氣反應生成三氧化二(er)銻。銻在一般(ban)條件(jian)下(xia)不與酸反應。
已知銻(ti)(ti)有四種(zhong)同(tong)素(su)異(yi)形(xing)體(ti)(ti)——一(yi)種(zhong)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)和(he)三種(zhong)亞穩(wen)態(tai)(tai)銻(ti)(ti)(爆(bao)炸性銻(ti)(ti)、黑銻(ti)(ti)、黃(huang)銻(ti)(ti))。金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)是一(yi)種(zhong)易碎(sui)的(de)(de)(de)(de)銀白色(se)有光澤的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)。把熔融(rong)的(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)緩(huan)慢冷卻(que),金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)就(jiu)會結(jie)(jie)成三方晶(jing)(jing)系的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti),其(qi)與(yu)砷的(de)(de)(de)(de)灰色(se)同(tong)素(su)異(yi)形(xing)體(ti)(ti)異(yi)質(zhi)同(tong)晶(jing)(jing)。罕見的(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)可由(you)電解三氯化(hua)銻(ti)(ti)制得,用(yong)(yong)(yong)尖銳的(de)(de)(de)(de)器具刮擦它(ta)(ta)就(jiu)會發生(sheng)放(fang)(fang)熱的(de)(de)(de)(de)化(hua)學反應(ying),放(fang)(fang)出白煙并生(sheng)成金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)。如果(guo)在研缽中(zhong)用(yong)(yong)(yong)研杵(chu)將它(ta)(ta)磨碎(sui),就(jiu)會發生(sheng)劇烈(lie)的(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸。黑銻(ti)(ti)是由(you)金屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽急劇冷卻(que)形(xing)成的(de)(de)(de)(de),它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)結(jie)(jie)構(gou)與(yu)紅磷和(he)黑砷相(xiang)同(tong),在氧氣中(zhong)易被氧化(hua)甚至自燃。當(dang)溫度(du)降到100℃時,它(ta)(ta)逐(zhu)漸(jian)轉(zhuan)變成穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)型。黃(huang)銻(ti)(ti)是最不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong),只(zhi)能由(you)銻(ti)(ti)化(hua)氫在-90℃下氧化(hua)而得。在這種(zhong)溫度(du)和(he)環境光線的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下,亞穩(wen)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)同(tong)素(su)異(yi)形(xing)體(ti)(ti)會轉(zhuan)化(hua)成更(geng)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)黑銻(ti)(ti)。
金(jin)屬銻的(de)(de)結構為(wei)層(ceng)(ceng)狀結構(空間群:R3m),而每(mei)層(ceng)(ceng)都包含相(xiang)連的(de)(de)褶皺六(liu)元環(huan)結構。最近(jin)(jin)的(de)(de)和(he)次近(jin)(jin)的(de)(de)銻原子形成(cheng)變形八面體,在相(xiang)同雙層(ceng)(ceng)中的(de)(de)三個(ge)銻原子比其他(ta)三個(ge)相(xiang)距(ju)略近(jin)(jin)一些。這(zhe)種距(ju)離上的(de)(de)相(xiang)對(dui)近(jin)(jin)使得金(jin)屬銻的(de)(de)密度(du)達(da)到6.697g/cm3,但層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之間的(de)(de)成(cheng)鍵很弱(ruo)也(ye)造成(cheng)它很軟(ruan)且易(yi)碎。
銻(ti)有(you)兩種穩定(ding)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素,121Sb的(de)自然豐(feng)度(du)為(wei)57.36%,而(er)123Sb的(de)自然豐(feng)度(du)為(wei)42.64%。銻(ti)還有(you)35種放(fang)射(she)性同(tong)位(wei)(wei)(wei)素,其中半衰期最(zui)長(chang)的(de)125Sb為(wei)2.75年。此外(wai),已(yi)發(fa)現了29種亞穩態。這其中最(zui)穩定(ding)的(de)是124Sb,半衰期為(wei)60.20天,它(ta)可以用(yong)作(zuo)中子源。比穩定(ding)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素123Sb輕(qing)的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素傾向于發(fa)生β+衰變,而(er)較重的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素更易發(fa)生β-衰變。當(dang)然也有(you)一(yi)些例外(wai)。
銻化合物通(tong)常分為+3價(jia)和+5價(jia)兩類。與同主族的砷(shen)一(yi)樣,它的+5氧(yang)化態更為穩定。
三(san)(san)氧化(hua)二銻可由銻在空氣中燃燒制得。在氣相中,它(ta)以雙(shuang)聚體(ti)Sb4O6的形(xing)(xing)(xing)式存在,但(dan)冷(leng)凝時會形(xing)(xing)(xing)成多聚體(ti)。五氧化(hua)二銻只(zhi)能用濃硝酸氧化(hua)三(san)(san)價銻化(hua)合物(wu)(wu)制得。銻也能形(xing)(xing)(xing)成混合價態化(hua)合物(wu)(wu)——四氧化(hua)二銻,其中的銻為Sb(III)和(he)Sb(V)。與磷和(he)砷不同的是(shi)(shi),這(zhe)些氧化(hua)物(wu)(wu)都(dou)是(shi)(shi)兩性的,它(ta)們不形(xing)(xing)(xing)成定義明確的含氧酸,而是(shi)(shi)與酸反應形(xing)(xing)(xing)成銻鹽。
還沒有(you)制得亞銻(ti)酸(suan)(Sb(OH)3),但它的(de)共軛堿亞銻(ti)酸(suan)鈉可由(you)熔融(rong)的(de)氧(yang)化(hua)鈉與三氧(yang)化(hua)二(er)銻(ti)反應制得。過渡金(jin)屬的(de)亞銻(ti)酸(suan)鹽(yan)也已制得。銻(ti)酸(suan)只(zhi)能以水(shui)合(he)物HSb(OH)6的(de)形式存在。這些鹽(yan)脫(tuo)水(shui)得到混(hun)合(he)氧(yang)化(hua)物。
許多(duo)(duo)銻(ti)礦石(shi)是硫化(hua)物,其中如(ru)輝銻(ti)礦(Sb2S3)、深紅銀礦(Ag3SbS3)、輝銻(ti)鉛(qian)(qian)礦、脆硫銻(ti)鉛(qian)(qian)礦和硫銻(ti)鉛(qian)(qian)礦。五硫化(hua)二銻(ti)是一(yi)種非整比化(hua)合物,銻(ti)處于+3氧(yang)化(hua)態并(bing)含有(you)S-S鍵(jian)。有(you)多(duo)(duo)種硫代銻(ti)酸鹽是已知的。
銻(ti)能(neng)形(xing)(xing)成兩類鹵化(hua)物——SbX3和SbX5。其中三鹵化(hua)物(SbF3、SbCl3、SbBr3和SbI3)的空(kong)間(jian)構型都是三角錐(zhui)形(xing)(xing)。三氟(fu)化(hua)銻(ti)可以(yi)由三氧(yang)化(hua)二銻(ti)與氫氟(fu)酸反應制得(de):
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這(zhe)種(zhong)氟(fu)化(hua)(hua)物是路易斯酸,能(neng)結(jie)合氟(fu)離子形(xing)成配離子SbF4-和SbF52-。熔(rong)化(hua)(hua)的三氟(fu)化(hua)(hua)銻是一(yi)種(zhong)弱的導(dao)體。三氯(lv)化(hua)(hua)銻則(ze)由(you)三硫化(hua)(hua)二銻溶于鹽酸制得:
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)鹵化物(SbF5和SbCl5)氣態時(shi)的空間構型(xing)為(wei)三角雙錐(zhui)形(xing)。但(dan)是轉(zhuan)化為(wei)液(ye)態后,五(wu)氟化銻(ti)形(xing)成(cheng)聚(ju)合(he)物,而五(wu)氯化銻(ti)依舊(jiu)是單體。五(wu)氟化銻(ti)是很強的路易斯酸(suan),可用(yong)于配制著名的超(chao)強酸(suan)氟銻(ti)酸(suan)(HSbF6)。
銻的(de)鹵(lu)氧化(hua)物比(bi)砷和磷更為常見。三氧化(hua)二銻溶于濃酸再稀釋可形成銻酰化(hua)合物,例如SbOCl和(SbO)2SO4。
這類化(hua)(hua)(hua)合物(wu)通常被視作Sb的衍(yan)生物(wu)。Sb金(jin)(jin)屬(shu)性(xing)不強,能(neng)與金(jin)(jin)屬(shu)形(xing)成銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu),例如銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)銦(InSb),銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)銀(Ag3Sb),銻(ti)(ti)鈀礦(Pd5Sb2),方銻(ti)(ti)金(jin)(jin)礦(AuSb2),紅銻(ti)(ti)鎳礦(NiSb)等(deng)。堿金(jin)(jin)屬(shu)和(he)鋅的銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu),例如Na3Sb和(he)Zn3Sb2比以上物(wu)質更為活潑。這些銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)用(yong)酸處理可以生成不穩(wen)定的氣體銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)氫(SbH3)。
銻化物一般以(yi)(yi)共(gong)(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)鏈接,是(shi)(shi)電(dian)子云的(de)(de)重疊,所以(yi)(yi)共(gong)(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)最本質的(de)(de)分類方(fang)式就是(shi)(shi)它們(men)的(de)(de)重疊方(fang)式。σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),π鍵(jian)(jian)(jian)(jian),δ鍵(jian)(jian)(jian)(jian)在有(you)機化合物中(zhong),通常把共(gong)(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以(yi)(yi)其共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de)電(dian)子對數分為單鍵(jian)(jian)(jian)(jian)、雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以(yi)(yi)及三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。單鍵(jian)(jian)(jian)(jian)是(shi)(shi)一根(gen)(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian);雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)和三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)都含一根(gen)(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),其余1根(gen)(gen)或(huo)2根(gen)(gen)是(shi)(shi)π鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。但無機銻化物不(bu)用(yong)此法。原(yuan)因是(shi)(shi),無機銻化物中(zhong)經(jing)常出現(xian)的(de)(de)共(gong)(gong)軛體系(離(li)域π鍵(jian)(jian)(jian)(jian))使得某兩個(ge)原(yuan)子之間共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de)電(dian)子對數很(hen)難(nan)確(que)定,因此無機物中(zhong)常取平均鍵(jian)(jian)(jian)(jian)級(ji),作(zuo)為鍵(jian)(jian)(jian)(jian)能的(de)(de)粗略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有(you)機銻化(hua)(hua)合(he)物一(yi)(yi)般可由格氏(shi)試劑對鹵化(hua)(hua)銻的(de)烷基化(hua)(hua)反應(ying)制備(bei)。已知(zhi)有(you)大量三價(jia)和(he)五價(jia)的(de)有(you)機銻化(hua)(hua)合(he)物——包(bao)括(kuo)混合(he)氯代衍生物,還有(you)以(yi)銻為(wei)中(zhong)心的(de)陽離(li)子和(he)陰(yin)離(li)子。例(li)如Sb(C6H5)3(三苯基銻)、Sb2(C6H5)4(含有(you)一(yi)(yi)根Sb-Sb鍵)以(yi)及環狀的(de)[Sb(C6H5)]n。五配(pei)位的(de)有(you)機銻化(hua)(hua)合(he)物也很(hen)常見,例(li)如Sb(C6H5)5和(he)一(yi)(yi)些類似的(de)鹵代物。
銻是全(quan)球性(xing)污染(ran)物,是國際(ji)上(shang)最為(wei)關注的有毒(du)金(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)之一。與其他(ta)有毒(du)金(jin)(jin)屬(shu)如汞和(he)砷(shen)等相比(bi),人們對銻的環(huan)境污染(ran)過程和(he)生物地(di)球化學(xue)循環(huan)還缺(que)乏系統認識。
化(hua)(hua)學(xue)形態、微生物(wu)和有機(ji)質的(de)(de)影響,及同位(wei)素(su)等現(xian)代分析(xi)技術(shu)是研(yan)究銻生物(wu)地球化(hua)(hua)學(xue)循環(huan)強有力(li)的(de)(de)研(yan)究手(shou)段(duan),可以為(wei)某些關鍵重(zhong)要的(de)(de)環(huan)節提供新的(de)(de)思路,在此基礎上(shang),建(jian)立地表環(huan)境中銻的(de)(de)生物(wu)地球化(hua)(hua)學(xue)演化(hua)(hua)、歸宿以及與人體健(jian)康的(de)(de)關系的(de)(de)基本認識框架,為(wei)其(qi)它類(lei)型銻污染咖城(cheng)市地表環(huan)境的(de)(de)評價(jia)和治理提供借鑒。
近些年的研(yan)究表明生物活(huo)動和有機質參與了環境中銻(ti)的遷移轉化(hua)等(deng)。生物對銻(ti)的吸(xi)收(shou)和吸(xi)附過程取決于銻(ti)的形(xing)態和微環境如微生物,溶解三價銻(ti)很(hen)容易被(bei)植物根(gen)系吸(xi)收(shou),而五價銻(ti)則很(hen)難被(bei)吸(xi)收(shou)。
大量(liang)最新(xin)的(de)研(yan)究(jiu)結(jie)果表明:天然有機質(zhi)(zhi)對微量(liang)金(jin)屬(shu)(shu)元素(su)如汞、銅、鉛、鈷和鐵(tie)等的(de)生(sheng)物地球化學(xue)循環過程起著十分重要的(de)作用(yong),這是(shi)由于有機質(zhi)(zhi)能與金(jin)屬(shu)(shu)離子形(xing)成有機金(jin)屬(shu)(shu)配位體,導致金(jin)屬(shu)(shu)元素(su)生(sheng)物地球化學(xue)行為的(de)改變(bian),影(ying)響其溶解(jie)性、生(sheng)物有效性、與微粒(li)之(zhi)間的(de)相(xiang)互作用(yong)并改變(bian)它(ta)們的(de)毒(du)性。
因此,金屬與(yu)有機(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)的相(xiang)互作用機(ji)(ji)(ji)理(li)是近年(nian)來環(huan)境(jing)化學(xue)(xue)領域注(zhu)目的焦點。由于關于銻(ti)(ti)與(yu)有機(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)相(xiang)互作用的研究(jiu)相(xiang)對較(jiao)少(shao),有機(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)對銻(ti)(ti)生(sheng)物(wu)(wu)地球化學(xue)(xue)循環(huan)的影響程度(du)和(he)機(ji)(ji)(ji)理(li)還不清(qing)楚。但從相(xiang)關的文獻報道可以看出:在水(shui)(shui)環(huan)境(jing)中(zhong),有機(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)合(he)態銻(ti)(ti)占(zhan)(zhan)總銻(ti)(ti)相(xiang)當大(da)(da)的份額,在海水(shui)(shui)和(he)湖水(shui)(shui)中(zhong),銻(ti)(ti)與(yu)有機(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)結(jie)(jie)合(he);土壤(rang)和(he)沉積物(wu)(wu)中(zhong)有機(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)結(jie)(jie)合(he)態銻(ti)(ti)占(zhan)(zhan)總銻(ti)(ti)的比(bi)例還不清(qing)楚,預計會比(bi)水(shui)(shui)體(ti)中(zhong)更大(da)(da)。
由于MC-ICP-MS的發展以及高效率離(li)子化氫(qing)等離(li)子體的出現(xian),準(zhun)確(que)和(he)高精(jing)度的同位(wei)(wei)(wei)素(su)比值(zhi)測定(ding)成為可能(neng),一(yi)些金(jin)屬(shu)(shu)如銅、鐵(tie)、鋅、鉑和(he)硒等穩(wen)定(ding)同位(wei)(wei)(wei)素(su)系統的研(yan)究已(yi)為認識(shi)這些金(jin)屬(shu)(shu)的生(sheng)物(wu)地(di)球(qiu)化學過程和(he)自然分餾研(yan)究提(ti)供了一(yi)種全新(xin)的技(ji)術(shu)手段(duan)。因此,金(jin)屬(shu)(shu)元素(su)的穩(wen)定(ding)同位(wei)(wei)(wei)素(su)研(yan)究是金(jin)屬(shu)(shu)元素(su)環境(jing)與生(sheng)物(wu)地(di)球(qiu)化學領域的前(qian)沿(yan)領域之一(yi)。同位(wei)(wei)(wei)素(su)為銻在地(di)表(biao)環境(jing)的無機與生(sheng)物(wu)過程示蹤和(he)來源研(yan)究提(ti)供了全新(xin)的技(ji)術(shu)手段(duan)。
銻的一種煉金術符號為♀形
早在公元前3100年的埃及前王朝時代,化(hua)妝(zhuang)品剛被(bei)發明,三硫化(hua)二銻就用(yong)作化(hua)妝(zhuang)用(yong)的眼影粉。
在(zai)(zai)迦勒(le)底的(de)(de)(de)(de)(de)(de)泰洛赫(he)(今伊拉克),曾發(fa)現(xian)一(yi)塊可追溯到公元(yuan)(yuan)前3000年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銻制史(shi)前花(hua)瓶碎片(pian);而(er)(er)在(zai)(zai)埃及發(fa)現(xian)了(le)公元(yuan)(yuan)前2500年至前2200年間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鍍銻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅器。奧斯(si)汀在(zai)(zai)1892年赫(he)伯特·格拉斯(si)頓(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)場演(yan)講時說(shuo)道:“我們只(zhi)知道銻現(xian)在(zai)(zai)是一(yi)種(zhong)很(hen)易碎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬,很(hen)難被(bei)塑(su)造(zao)成實(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶,因此這(zhe)(zhe)項值得一(yi)提的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(即上文(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶碎片(pian))表現(xian)了(le)已失傳(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使銻具有(you)可塑(su)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)。”然而(er)(er),默里(Moorey)不相信(xin)(xin)那個(ge)碎片(pian)真的(de)(de)(de)(de)(de)(de)來自花(hua)瓶,在(zai)(zai)1975年發(fa)表他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析(xi)論文(wen)后,認為斯(si)里米卡(ka)哈諾(nuo)夫(Selimkhanov)試圖(tu)將那塊金屬與外高加索的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)然銻聯系起來,但用那種(zhong)材料(liao)制成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)都(dou)是小飾物。這(zhe)(zhe)大(da)大(da)削弱了(le)銻在(zai)(zai)古代技術(shu)下具有(you)可塑(su)性這(zhe)(zhe)種(zhong)說(shuo)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可信(xin)(xin)度(du)。
歐(ou)洲人萬(wan)諾(nuo)喬(qiao)(qiao)(qiao)·比林古(gu)(gu)喬(qiao)(qiao)(qiao)于1540年最早在(zai)《火(huo)焰學》(De la pirotechnia)中描述了提煉銻的(de)(de)方法,這(zhe)早于1556年阿(a)格(ge)里科(ke)拉(la)出版(ban)的(de)(de)名(ming)作(zuo)《論(lun)礦冶》(De re Metallica)。此書中阿(a)格(ge)里科(ke)拉(la)錯誤地記入(ru)了金屬(shu)(shu)銻的(de)(de)發(fa)現。1604年,德國出版(ban)了一本(ben)名(ming)為(wei)《Currus Triumphalis Antimonii》(直譯為(wei)“凱旋(xuan)戰車(che)銻”)的(de)(de)書,其中介紹(shao)了金屬(shu)(shu)銻的(de)(de)制備。15世紀(ji)時,據(ju)說筆名(ming)叫巴(ba)西利厄斯(si)·華倫(lun)提努的(de)(de)圣(sheng)本(ben)篤修(xiu)會的(de)(de)修(xiu)士(shi)提到了銻的(de)(de)制法,如果此事屬(shu)(shu)實,就早于比林古(gu)(gu)喬(qiao)(qiao)(qiao)。
一般認為(wei),純(chun)銻是由(you)賈(jia)比爾(Jābir ibn Hayyān)于8世紀(ji)時最(zui)早(zao)制(zhi)得的。然而(er)爭議依舊不斷,翻(fan)譯家馬塞蘭(lan)·貝(bei)特(te)洛(luo)聲(sheng)稱賈(jia)比爾的書(shu)里沒有(you)提到銻,但其他人認為(wei)貝(bei)特(te)洛(luo)只翻(fan)譯了一些不重要的著作,而(er)最(zui)相(xiang)關的那些(可能(neng)描述了銻)還(huan)沒翻(fan)譯,它們的內(nei)容如今還(huan)是未知的。
地殼中自然存在的純銻(ti)最早是由(you)瑞典(dian)籍英國科學家(jia)威廉·亨(heng)利·布(bu)拉(la)格于1783年記載的。品種樣本采(cai)集(ji)自瑞典(dian)西曼蘭省薩(sa)拉(la)市的薩(sa)拉(la)銀(yin)礦(kuang)。
60%的(de)銻用于生產阻(zu)燃劑,而20%的(de)銻用于制造電池中的(de)合金(jin)材料、滑動軸承和焊接劑。
銻的(de)(de)最主要用(yong)(yong)途(tu)是它的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)三氧(yang)化(hua)二(er)銻用(yong)(yong)于制造耐火(huo)(huo)材(cai)料。除了(le)含(han)鹵素的(de)(de)聚合物(wu)(wu)阻燃(ran)劑以(yi)外,它幾(ji)乎總是與鹵化(hua)物(wu)(wu)阻燃(ran)劑一起(qi)使用(yong)(yong)。三氧(yang)化(hua)二(er)銻形(xing)成銻的(de)(de)鹵化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)過程可以(yi)減緩燃(ran)燒,即為它具有(you)阻燃(ran)效應的(de)(de)原(yuan)因。這(zhe)些化(hua)合物(wu)(wu)與氫原(yuan)子、氧(yang)原(yuan)子和(he)羥(qian)基自由(you)基反應,最終(zhong)使火(huo)(huo)熄滅(mie)。商業(ye)中這(zhe)些阻燃(ran)劑應用(yong)(yong)于兒(er)童服裝、玩具、飛機(ji)和(he)汽車(che)座套(tao)。它也用(yong)(yong)于玻璃纖維復合材(cai)料(俗稱玻璃鋼(gang))工業(ye)中聚酯樹脂(zhi)的(de)(de)添加劑,例如輕(qing)型飛機(ji)的(de)(de)發動機(ji)蓋。樹脂(zhi)遇火(huo)(huo)燃(ran)燒但火(huo)(huo)被撲滅(mie)后它的(de)(de)燃(ran)燒就會自行停(ting)止(zhi)。
銻能與(yu)鉛(qian)(qian)形成用(yong)(yong)途廣泛的合(he)(he)金(jin)(jin),這種(zhong)合(he)(he)金(jin)(jin)硬度(du)與(yu)機(ji)械強度(du)相(xiang)比(bi)銻都(dou)有所提(ti)高。大部分使用(yong)(yong)鉛(qian)(qian)的場合(he)(he)都(dou)加(jia)入數量不(bu)等(deng)的銻來制成合(he)(he)金(jin)(jin)。在鉛(qian)(qian)酸電池中,這種(zhong)添加(jia)劑(ji)改(gai)變電極性質,并(bing)能減少(shao)放電時副產(chan)物氫氣的生成。銻也用(yong)(yong)于減摩合(he)(he)金(jin)(jin)(例(li)如(ru)巴比(bi)特合(he)(he)金(jin)(jin)),子彈、鉛(qian)(qian)彈、網線外套、鉛(qian)(qian)字合(he)(he)金(jin)(jin)(例(li)如(ru)Linotype排字機(ji))、焊料(一些無鉛(qian)(qian)焊接劑(ji)含有5%的銻)、鉛(qian)(qian)錫銻合(he)(he)金(jin)(jin)、以(yi)及硬化制作管風琴(qin)的含錫較少(shao)的合(he)(he)金(jin)(jin)。
其他的(de)(de)銻(ti)(ti)幾乎都用(yong)(yong)于下文所述的(de)(de)三(san)(san)個方面。第一項(xiang)應用(yong)(yong)是(shi)(shi)生(sheng)(sheng)產聚對苯(ben)二(er)甲酸乙二(er)酯的(de)(de)穩定劑和催化(hua)劑。第二(er)項(xiang)應用(yong)(yong)則是(shi)(shi)去除玻璃(li)中(zhong)(zhong)顯微(wei)鏡下可見(jian)的(de)(de)氣(qi)泡的(de)(de)澄清(qing)劑,主要用(yong)(yong)途是(shi)(shi)制造電視屏幕(mu);這是(shi)(shi)因為銻(ti)(ti)離子與氧氣(qi)接觸(chu)后阻(zu)礙了氣(qi)泡繼續生(sheng)(sheng)成。第三(san)(san)項(xiang)應用(yong)(yong)則是(shi)(shi)顏料(liao)。銻(ti)(ti)在半導體(ti)工業中(zhong)(zhong)的(de)(de)應用(yong)(yong)正不斷(duan)發(fa)展(zhan),主要是(shi)(shi)在超高電導率的(de)(de)n-型(xing)硅晶圓中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)作摻(chan)雜劑,這種(zhong)材(cai)料(liao)用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產二(er)極管(guan)、紅(hong)外(wai)線探測(ce)(ce)器(qi)和霍爾效應元件。20世紀(ji)50年代,小珠裝的(de)(de)鉛銻(ti)(ti)合金用(yong)(yong)于給NPN型(xing)合金結晶體(ti)管(guan)的(de)(de)發(fa)射器(qi)和接收器(qi)上漆。銻(ti)(ti)化(hua)銦是(shi)(shi)用(yong)(yong)于制作紅(hong)外(wai)探測(ce)(ce)儀的(de)(de)材(cai)料(liao)。
銻(ti)的生物(wu)學或醫(yi)學應用(yong)很少(shao)。主要成分(fen)為銻(ti)的藥(yao)品稱作含銻(ti)藥(yao)劑(ji),是(shi)一種(zhong)催(cui)吐劑(ji)。銻(ti)化合物(wu)也用(yong)作抗原蟲(chong)劑(ji)。從(cong)1919年起,酒(jiu)石酸銻(ti)鉀(俗稱吐酒(jiu)石)曾用(yong)作治療血吸蟲(chong)病(bing)的藥(yao)物(wu)。它后來逐漸被(bei)吡喹酮所取代。銻(ti)及其(qi)化合物(wu)用(yong)于多種(zhong)獸醫(yi)藥(yao)劑(ji),例如安修馬(ma)林(lin)(硫蘋果酸銻(ti)鋰)用(yong)作反芻動(dong)物(wu)的皮膚(fu)調節劑(ji)。銻(ti)對(dui)角質化的組織有滋養和(he)調節作用(yong),至少(shao)對(dui)動(dong)物(wu)是(shi)如此。
含銻的(de)藥物也用(yong)作治療家畜的(de)利什(shen)曼(man)病的(de)選擇之一,例如(ru)葡甲胺銻酸鹽。可惜的(de)是,它不僅治療指(zhi)數較低,而(er)且難(nan)以進入(ru)一些利什(shen)曼(man)原蟲(chong)無鞭毛體所(suo)在的(de)骨髓,也就無法(fa)治愈影響內臟的(de)疾病。金屬銻制(zhi)成(cheng)的(de)銻丸(wan)曾(ceng)用(yong)作藥。但(dan)它被其他人從(cong)空氣中攝入(ru)后會導致中毒。
在一些安(an)全火柴(chai)(chai)的(de)(de)火柴(chai)(chai)頭(tou)中(zhong)(zhong)(zhong)使(shi)用(yong)了三硫(liu)化二銻。銻-124和(he)鈹一起用(yong)于(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)子源:銻-124釋放出伽馬(ma)射線,引發鈹的(de)(de)光(guang)致蛻變。這樣釋放出的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)子平均(jun)能量為24keV。銻的(de)(de)硫(liu)化物已被(bei)證實可以(yi)穩定汽車剎車片材料的(de)(de)摩擦系數。銻也用(yong)于(yu)制(zhi)造子彈和(he)子彈示蹤(zong)劑。這種元素也用(yong)于(yu)傳(chuan)統的(de)(de)裝飾中(zhong)(zhong)(zhong),例如刷漆和(he)藝術玻璃工藝。20世紀30年代前曾(ceng)用(yong)它(ta)作牙釉質的(de)(de)遮光(guang)劑,但是多次發生中(zhong)(zhong)(zhong)毒后就不再使(shi)用(yong)了。
銻(ti)(ti)(ti)和(he)它的(de)(de)許多化合(he)物有(you)(you)毒(du),作用機理為抑制酶(mei)的(de)(de)活性(xing),這點與(yu)砷類似(si);與(yu)同族的(de)(de)砷和(he)鉍一樣,三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)性(xing)要(yao)比(bi)五價(jia)銻(ti)(ti)(ti)大(da)。但(dan)是(shi)(shi),銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)性(xing)比(bi)砷低(di)得多,這可能(neng)是(shi)(shi)砷與(yu)銻(ti)(ti)(ti)之間在(zai)(zai)(zai)(zai)攝取、新陳代謝和(he)排(pai)泄過(guo)程中(zhong)的(de)(de)巨大(da)差別(bie)所造成的(de)(de):如三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)(ti)和(he)五價(jia)銻(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)(zai)(zai)消化道的(de)(de)吸收最多為20%;五價(jia)銻(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)(zai)(zai)細(xi)胞中(zhong)不能(neng)被定(ding)量地還原為三(san)(san)價(jia)(事實上在(zai)(zai)(zai)(zai)細(xi)胞中(zhong)三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)(ti)反而會被氧化成五價(jia)銻(ti)(ti)(ti));由于體(ti)內不能(neng)發生甲基化反應,五價(jia)銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)主(zhu)要(yao)排(pai)泄途(tu)徑是(shi)(shi)尿液。急性(xing)銻(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒(du)的(de)(de)癥狀也與(yu)砷中(zhong)毒(du)相(xiang)似(si),主(zhu)要(yao)引(yin)(yin)起(qi)心臟毒(du)性(xing)(表現(xian)為心肌炎(yan)),不過(guo)銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)心臟毒(du)性(xing)還可能(neng)引(yin)(yin)起(qi)阿(a)-斯綜合(he)征。有(you)(you)報告稱,從搪瓷杯中(zhong)溶解的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)等(deng)價(jia)于90毫克酒(jiu)(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時(shi),銻(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒(du)對人體(ti)只有(you)(you)短期(qi)影響;但(dan)是(shi)(shi)相(xiang)當(dang)于6克酒(jiu)(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時(shi),就會在(zai)(zai)(zai)(zai)三(san)(san)天后致人死亡。吸入(ru)銻(ti)(ti)(ti)灰也對人體(ti)有(you)(you)害,有(you)(you)時(shi)甚(shen)至(zhi)是(shi)(shi)致命的(de)(de):小劑(ji)量吸入(ru)時(shi)會引(yin)(yin)起(qi)頭疼、眩暈和(he)抑郁;大(da)劑(ji)量攝入(ru),例如長期(qi)皮膚(fu)接觸可能(neng)引(yin)(yin)起(qi)皮膚(fu)炎(yan)、損(sun)害肝腎、劇烈而頻繁的(de)(de)嘔吐,甚(shen)至(zhi)死亡。
銻不能(neng)與(yu)強氧化劑(ji)、強酸(suan)、氫鹵酸(suan)、氯或(huo)氟一起存放(fang),并且應與(yu)熱源隔絕。
銻(ti)在浸(jin)取時會從聚對苯二甲酸(suan)乙二酯(PET)瓶(ping)中進入(ru)液(ye)體。檢(jian)測到的銻(ti)濃(nong)度標準則是瓶(ping)裝水(shui)低(di)于飲用水(shui),英國(guo)生產的濃(nong)縮(suo)果汁被(bei)檢(jian)測到含銻(ti)44.7μg/L,遠遠超(chao)出歐盟自來水(shui)的標準5μg/L。各(ge)個組織的標準分別是:
世(shi)界衛生(sheng)組織:20μg/L
日本:15μg/L
美國國家環境(jing)保護局(ju)、加拿大(da)衛生部(bu)和(he)安大(da)略省環境(jing)部(bu):6μg/L
德國聯邦環境部(bu):5μg/L
根(gen)據《中華(hua)人民共和國國家(jia)標(biao)準污水綜合排(pai)放標(biao)準》,銻(Sb)屬(shu)于(yu)第(di)一類污染物,其最高允(yun)許排(pai)放濃度為0.1mg/L。
歐盟(meng)將銻(ti)列為高危害有毒物(wu)質和可致(zhi)癌(ai)物(wu)質并予(yu)以規管。
美(mei)國(guo)(guo)環境保(bao)(bao)護(hu)署(shu)限制(zhi)(zhi)排入湖、河、棄置場和農田的(de)鎘(ge)量(liang)(liang)并禁止殺蟲劑中(zhong)含有銻(ti)(ti)。美(mei)國(guo)(guo)環境保(bao)(bao)護(hu)署(shu)允許飲(yin)用水含有10ppb的(de)銻(ti)(ti),并打算把限制(zhi)(zhi)減到(dao)5ppb。美(mei)國(guo)(guo)食(shi)品和藥物管理局規定食(shi)用色素的(de)含銻(ti)(ti)量(liang)(liang)為不得多于15ppm。美(mei)國(guo)(guo)職業(ye)安(an)全衛生(sheng)署(shu)規定工作環境空氣中(zhong)鎘(ge)含量(liang)(liang)在煙霧(wu)為100微(wei)克(ke)/立(li)方(fang)米,在鎘(ge)塵為200微(wei)克(ke)/立(li)方(fang)米。美(mei)國(guo)(guo)職業(ye)安(an)全衛生(sheng)署(shu)計劃將空氣中(zhong)所有鎘(ge)化合物含量(liang)(liang)限制(zhi)(zhi)在1到(dao)5微(wei)克(ke)/立(li)方(fang)米美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家職業(ye)安(an)全和衛生(sheng)研究(jiu)所希望(wang)讓工人盡量(liang)(liang)少呼吸到(dao)銻(ti)(ti)以防止膀胱癌。
銻該(gai)品根據《危險化學品安(an)全(quan)管理條例》受公(gong)安(an)部門管制。
密封包裝,并貯(zhu)于干燥(zao)通風處。遠離火(huo)種、熱(re)源(yuan),防(fang)止陽光直射。切(qie)忌(ji)與氧(yang)化(hua)劑、食用(yong)化(hua)學品、酸類等共儲混運。
滅火(huo):干(gan)粉(fen)、砂土。禁止CO2和酸堿滅火(huo)劑。
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