銻(Antimony),金(jin)屬元(yuan)素,元(yuan)素符號Sb,原子序數(shu)51,銀白(bai)色(se)有光澤硬而脆的金(jin)屬(常制成棒、塊、粉等多種(zhong)形狀)。有鱗片狀晶體結(jie)構。在潮濕(shi)空(kong)氣中逐漸(jian)失去(qu)光澤,強熱(re)則燃(ran)燒(shao)成白(bai)色(se)銻的氧(yang)化(hua)物(wu)。易溶于王水,溶于濃(nong)硫(liu)酸(suan)。相對密度6.68,熔點630℃,沸點1635℃,原子半徑為1.28?,電(dian)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(ti)是一種(zhong)稀有金屬,在電氣(qi)、化(hua)學、醫藥等(deng)工業領域用途極(ji)廣,氧化(hua)銻(ti)是現代(dai)信息家電產(chan)品生產(chan)中重要的阻燃增(zeng)效劑。
銻是一種帶有銀(yin)色(se)光澤的灰色(se)金(jin)屬,其(qi)莫(mo)氏硬度為3。因(yin)此(ci),純銻不能用于(yu)制造硬的物(wu)件:中國的貴(gui)州省曾在(zai)1931年發行(xing)銻制的硬幣(bi),但因(yin)為銻很容(rong)易磨損,在(zai)流通過程損失嚴重。
物態 固態
密(mi)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
汽化(hua)熱 193.43kJ·mol
比(bi)熱容 25.23J·mol·K
壓/Pa 1 10 100 1000 10000 100000
溫(wen)/K 807 876 1011 1219 1491 1858
許(xu)多(duo)物體有(you)熱脹(zhang)冷縮的特性,比如常用的溫度計就是(shi)利(li)用了水銀(yin)熱脹(zhang)冷縮的原(yuan)理。但是(shi),銻(ti)與眾不(bu)同(tong),它在一定(ding)溫度范圍內(nei)會熱縮冷脹(zhang)。
銻(ti)是(shi)(shi)氮族元素(15族),電負性為(wei)2.05(鮑林標度)。根據元素周期(qi)律(lv),它的電負性比錫(xi)和鉍大,比碲和砷小。銻(ti)在室溫下(xia)的空氣(qi)中(zhong)是(shi)(shi)穩定的,但加熱時能與氧氣(qi)反應(ying)生成三氧化二銻(ti)。銻(ti)在一般條(tiao)件下(xia)不與酸反應(ying)。
已知銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)有(you)四(si)種(zhong)(zhong)(zhong)同素(su)異(yi)形(xing)(xing)(xing)體——一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)金屬(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和三種(zhong)(zhong)(zhong)亞穩(wen)(wen)態銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(爆炸(zha)(zha)性銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黃銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))。金屬(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)易(yi)碎的(de)(de)銀白色有(you)光(guang)(guang)澤的(de)(de)金屬(shu)。把(ba)熔融(rong)的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)緩慢冷卻,金屬(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)就(jiu)會結成(cheng)三方晶系的(de)(de)晶體,其(qi)與砷(shen)的(de)(de)灰(hui)色同素(su)異(yi)形(xing)(xing)(xing)體異(yi)質同晶。罕見的(de)(de)爆炸(zha)(zha)形(xing)(xing)(xing)狀的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)可由(you)電解三氯化(hua)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)制得(de)(de),用(yong)尖銳的(de)(de)器具刮擦(ca)它(ta)(ta)就(jiu)會發生(sheng)放(fang)(fang)熱的(de)(de)化(hua)學反應,放(fang)(fang)出白煙(yan)并生(sheng)成(cheng)金屬(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。如果在研(yan)(yan)缽中(zhong)用(yong)研(yan)(yan)杵(chu)將它(ta)(ta)磨碎,就(jiu)會發生(sheng)劇烈的(de)(de)爆炸(zha)(zha)。黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是由(you)金屬(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)蒸汽急劇冷卻形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de),它(ta)(ta)的(de)(de)晶體結構與紅磷和黑(hei)(hei)砷(shen)相同,在氧(yang)氣中(zhong)易(yi)被氧(yang)化(hua)甚至自燃(ran)。當溫度(du)(du)降到100℃時,它(ta)(ta)逐(zhu)漸(jian)轉(zhuan)變成(cheng)穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)晶型。黃銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是最(zui)不穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong),只能由(you)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)氫在-90℃下氧(yang)化(hua)而得(de)(de)。在這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)溫度(du)(du)和環(huan)境光(guang)(guang)線的(de)(de)作用(yong)下,亞穩(wen)(wen)態的(de)(de)同素(su)異(yi)形(xing)(xing)(xing)體會轉(zhuan)化(hua)成(cheng)更穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。
金屬銻的(de)(de)(de)(de)結構為(wei)層狀結構(空間(jian)群:R3m),而每層都包含相(xiang)(xiang)連的(de)(de)(de)(de)褶皺六元環(huan)結構。最近的(de)(de)(de)(de)和次(ci)近的(de)(de)(de)(de)銻原子形成變形八(ba)面體,在相(xiang)(xiang)同雙層中的(de)(de)(de)(de)三個(ge)銻原子比其他三個(ge)相(xiang)(xiang)距略(lve)近一(yi)些。這種(zhong)距離上的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對近使得金屬銻的(de)(de)(de)(de)密度達到6.697g/cm3,但層與層之間(jian)的(de)(de)(de)(de)成鍵很弱也造成它很軟且易(yi)碎。
銻有(you)兩種(zhong)穩定(ding)同(tong)位(wei)素(su),121Sb的(de)自(zi)然(ran)(ran)豐度為57.36%,而(er)123Sb的(de)自(zi)然(ran)(ran)豐度為42.64%。銻還有(you)35種(zhong)放射(she)性同(tong)位(wei)素(su),其中(zhong)半衰期最(zui)長的(de)125Sb為2.75年。此(ci)外,已發現了(le)29種(zhong)亞穩態。這其中(zhong)最(zui)穩定(ding)的(de)是124Sb,半衰期為60.20天(tian),它可以用作中(zhong)子(zi)源。比(bi)穩定(ding)同(tong)位(wei)素(su)123Sb輕(qing)的(de)同(tong)位(wei)素(su)傾向于發生β+衰變,而(er)較重的(de)同(tong)位(wei)素(su)更易發生β-衰變。當然(ran)(ran)也(ye)有(you)一些(xie)例外。
銻(ti)化(hua)合(he)物通(tong)常(chang)分為+3價和+5價兩(liang)類。與同主族的砷一樣,它的+5氧化(hua)態更為穩定(ding)。
三氧(yang)化(hua)二銻(ti)可由銻(ti)在(zai)空(kong)氣中燃燒制(zhi)得。在(zai)氣相中,它以雙聚體(ti)Sb4O6的(de)(de)形式(shi)存在(zai),但(dan)冷凝時會形成多聚體(ti)。五(wu)氧(yang)化(hua)二銻(ti)只能用濃硝酸氧(yang)化(hua)三價銻(ti)化(hua)合(he)物制(zhi)得。銻(ti)也能形成混合(he)價態化(hua)合(he)物——四氧(yang)化(hua)二銻(ti),其中的(de)(de)銻(ti)為Sb(III)和Sb(V)。與磷和砷不(bu)同的(de)(de)是(shi),這些氧(yang)化(hua)物都是(shi)兩性的(de)(de),它們(men)不(bu)形成定義明(ming)確的(de)(de)含氧(yang)酸,而是(shi)與酸反應形成銻(ti)鹽。
還沒有制(zhi)得(de)亞銻(ti)酸(Sb(OH)3),但(dan)它的共軛堿亞銻(ti)酸鈉(na)可由熔融的氧(yang)化鈉(na)與三氧(yang)化二銻(ti)反(fan)應制(zhi)得(de)。過(guo)渡金(jin)屬的亞銻(ti)酸鹽也(ye)已制(zhi)得(de)。銻(ti)酸只(zhi)能以水合物(wu)HSb(OH)6的形式存在(zai)。這些鹽脫水得(de)到混合氧(yang)化物(wu)。
許多銻(ti)(ti)礦(kuang)(kuang)石是硫(liu)(liu)化(hua)物,其中如輝(hui)銻(ti)(ti)礦(kuang)(kuang)(Sb2S3)、深紅銀礦(kuang)(kuang)(Ag3SbS3)、輝(hui)銻(ti)(ti)鉛(qian)(qian)礦(kuang)(kuang)、脆硫(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛(qian)(qian)礦(kuang)(kuang)和硫(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛(qian)(qian)礦(kuang)(kuang)。五硫(liu)(liu)化(hua)二銻(ti)(ti)是一種(zhong)(zhong)非整比化(hua)合物,銻(ti)(ti)處(chu)于+3氧化(hua)態并含有S-S鍵。有多種(zhong)(zhong)硫(liu)(liu)代銻(ti)(ti)酸鹽(yan)是已知(zhi)的(de)。
銻(ti)(ti)能形(xing)成(cheng)兩(liang)類鹵化物(wu)——SbX3和SbX5。其中三鹵化物(wu)(SbF3、SbCl3、SbBr3和SbI3)的空間(jian)構型都是三角錐(zhui)形(xing)。三氟化銻(ti)(ti)可(ke)以由(you)三氧化二銻(ti)(ti)與(yu)氫(qing)氟酸反應制得:
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這種氟化物是(shi)路易斯酸,能結合(he)氟離子形成配離子SbF4-和SbF52-。熔化的三氟化銻(ti)(ti)是(shi)一(yi)種弱的導體。三氯(lv)化銻(ti)(ti)則由三硫化二銻(ti)(ti)溶于鹽酸制得:
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)(wu)鹵化(hua)(hua)(hua)物(SbF5和SbCl5)氣態時(shi)的空間(jian)構型(xing)為(wei)三角雙錐(zhui)形。但是(shi)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)液態后,五(wu)(wu)氟化(hua)(hua)(hua)銻(ti)形成聚合物,而(er)五(wu)(wu)氯化(hua)(hua)(hua)銻(ti)依舊是(shi)單體。五(wu)(wu)氟化(hua)(hua)(hua)銻(ti)是(shi)很強(qiang)的路易斯酸(suan)(suan),可用于配制著名(ming)的超強(qiang)酸(suan)(suan)氟銻(ti)酸(suan)(suan)(HSbF6)。
銻(ti)的鹵(lu)氧化(hua)物(wu)比砷和磷(lin)更為常見。三(san)氧化(hua)二銻(ti)溶(rong)于濃(nong)酸再稀釋可形成銻(ti)酰化(hua)合物(wu),例如SbOCl和(SbO)2SO4。
這類化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)通(tong)常被視作Sb的衍生物(wu)(wu)(wu)。Sb金(jin)(jin)屬性(xing)不(bu)強(qiang),能與金(jin)(jin)屬形成銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),例如銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)銦(InSb),銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)銀(Ag3Sb),銻(ti)(ti)(ti)鈀礦(Pd5Sb2),方銻(ti)(ti)(ti)金(jin)(jin)礦(AuSb2),紅銻(ti)(ti)(ti)鎳礦(NiSb)等。堿(jian)金(jin)(jin)屬和鋅的銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),例如Na3Sb和Zn3Sb2比(bi)以上物(wu)(wu)(wu)質更為(wei)活潑。這些銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)用(yong)酸處理可以生成不(bu)穩定(ding)的氣體銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)氫(SbH3)。
銻化(hua)物一般以共價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)鏈接,是(shi)電子(zi)云的(de)(de)重(zhong)疊,所(suo)以共價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)最本質的(de)(de)分(fen)類(lei)方式就是(shi)它們(men)的(de)(de)重(zhong)疊方式。σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),π鍵(jian)(jian)(jian)(jian),δ鍵(jian)(jian)(jian)(jian)在(zai)有(you)機(ji)化(hua)合物中,通常(chang)把共價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以其共用(yong)的(de)(de)電子(zi)對數分(fen)為單鍵(jian)(jian)(jian)(jian)、雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以及三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。單鍵(jian)(jian)(jian)(jian)是(shi)一根(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian);雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)和三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)都(dou)含一根(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),其余1根(gen)或2根(gen)是(shi)π鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。但(dan)無機(ji)銻化(hua)物不用(yong)此(ci)法。原因是(shi),無機(ji)銻化(hua)物中經常(chang)出(chu)現的(de)(de)共軛體系(離域π鍵(jian)(jian)(jian)(jian))使得(de)某兩(liang)個原子(zi)之間共用(yong)的(de)(de)電子(zi)對數很難確定,因此(ci)無機(ji)物中常(chang)取平均鍵(jian)(jian)(jian)(jian)級(ji),作為鍵(jian)(jian)(jian)(jian)能的(de)(de)粗略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有機(ji)銻(ti)化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)一(yi)般可由(you)格氏試劑對鹵化(hua)銻(ti)的(de)烷(wan)基化(hua)反應制備。已知有大(da)量(liang)三價(jia)和五(wu)價(jia)的(de)有機(ji)銻(ti)化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)——包括混合(he)(he)(he)氯代(dai)衍生(sheng)物(wu),還有以(yi)銻(ti)為中心(xin)的(de)陽(yang)離(li)(li)子和陰離(li)(li)子。例如Sb(C6H5)3(三苯基銻(ti))、Sb2(C6H5)4(含有一(yi)根Sb-Sb鍵)以(yi)及環狀的(de)[Sb(C6H5)]n。五(wu)配(pei)位的(de)有機(ji)銻(ti)化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)也很常見,例如Sb(C6H5)5和一(yi)些類似的(de)鹵代(dai)物(wu)。
銻是(shi)全球性污染物,是(shi)國際上最為關(guan)注的(de)有(you)毒金(jin)屬元素之(zhi)一。與其他有(you)毒金(jin)屬如(ru)汞和砷等相比,人們對銻的(de)環境污染過程和生物地球化學循(xun)環還缺乏系統認識。
化學形態、微生(sheng)物(wu)(wu)和(he)有機質的(de)(de)(de)影響,及同位素等現代(dai)分析技術是研(yan)究(jiu)銻生(sheng)物(wu)(wu)地(di)球化學循環(huan)(huan)強有力的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)手段,可以為某些(xie)關(guan)(guan)鍵重要的(de)(de)(de)環(huan)(huan)節提(ti)供新(xin)的(de)(de)(de)思(si)路,在此基礎上,建立(li)地(di)表環(huan)(huan)境中銻的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)地(di)球化學演化、歸(gui)宿以及與人體健康的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系的(de)(de)(de)基本認識框架,為其(qi)它類型銻污染(ran)咖城市地(di)表環(huan)(huan)境的(de)(de)(de)評價和(he)治理提(ti)供借鑒。
近些年的(de)(de)(de)研究表明生物(wu)活動和有機(ji)質(zhi)參與了環(huan)境(jing)中銻(ti)的(de)(de)(de)遷移轉(zhuan)化等。生物(wu)對銻(ti)的(de)(de)(de)吸收(shou)和吸附(fu)過程取決于(yu)銻(ti)的(de)(de)(de)形態(tai)和微環(huan)境(jing)如微生物(wu),溶(rong)解(jie)三價銻(ti)很容易(yi)被植物(wu)根系吸收(shou),而五價銻(ti)則很難被吸收(shou)。
大量最新的(de)(de)研究結果(guo)表明:天然有機(ji)質對微量金(jin)(jin)屬(shu)元素(su)如(ru)汞、銅、鉛、鈷和鐵等的(de)(de)生物地球(qiu)化(hua)學(xue)循(xun)環過程起著十分重(zhong)要的(de)(de)作(zuo)用,這是由于有機(ji)質能與(yu)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子形成有機(ji)金(jin)(jin)屬(shu)配位體,導(dao)致金(jin)(jin)屬(shu)元素(su)生物地球(qiu)化(hua)學(xue)行(xing)為的(de)(de)改(gai)變(bian),影響其溶解(jie)性、生物有效性、與(yu)微粒之間(jian)的(de)(de)相互作(zuo)用并改(gai)變(bian)它(ta)們(men)的(de)(de)毒(du)性。
因此,金屬與有機(ji)(ji)質的(de)(de)相(xiang)互(hu)作用機(ji)(ji)理是(shi)近年(nian)來(lai)環境化(hua)(hua)學領域(yu)注目(mu)的(de)(de)焦點。由(you)于關(guan)于銻(ti)(ti)(ti)與有機(ji)(ji)質相(xiang)互(hu)作用的(de)(de)研究相(xiang)對(dui)較少,有機(ji)(ji)質對(dui)銻(ti)(ti)(ti)生物地球化(hua)(hua)學循環的(de)(de)影響程度(du)和機(ji)(ji)理還不(bu)清楚(chu)(chu)。但從(cong)相(xiang)關(guan)的(de)(de)文獻報道可以(yi)看出:在水(shui)環境中,有機(ji)(ji)結合(he)(he)態銻(ti)(ti)(ti)占(zhan)總銻(ti)(ti)(ti)相(xiang)當大(da)的(de)(de)份額,在海(hai)水(shui)和湖水(shui)中,銻(ti)(ti)(ti)與有機(ji)(ji)質結合(he)(he);土壤和沉(chen)積(ji)物中有機(ji)(ji)質結合(he)(he)態銻(ti)(ti)(ti)占(zhan)總銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)比例還不(bu)清楚(chu)(chu),預(yu)計會(hui)比水(shui)體中更大(da)。
由于MC-ICP-MS的(de)發展以及(ji)高效(xiao)率離(li)子(zi)化氫等(deng)離(li)子(zi)體(ti)的(de)出(chu)現,準確和高精(jing)度(du)的(de)同(tong)位素比值測定(ding)成為可能,一(yi)些金(jin)屬如銅、鐵、鋅、鉑和硒等(deng)穩(wen)定(ding)同(tong)位素系統的(de)研(yan)究(jiu)已為認識這些金(jin)屬的(de)生物(wu)(wu)地球(qiu)化學過程和自然分餾研(yan)究(jiu)提供了(le)一(yi)種全(quan)新的(de)技(ji)術(shu)手(shou)段。因此,金(jin)屬元素的(de)穩(wen)定(ding)同(tong)位素研(yan)究(jiu)是(shi)金(jin)屬元素環境與生物(wu)(wu)地球(qiu)化學領域(yu)的(de)前沿領域(yu)之一(yi)。同(tong)位素為銻在地表(biao)環境的(de)無機(ji)與生物(wu)(wu)過程示(shi)蹤和來源研(yan)究(jiu)提供了(le)全(quan)新的(de)技(ji)術(shu)手(shou)段。
銻的一種煉金術符號為♀形
早在公元前(qian)3100年(nian)的(de)(de)埃及(ji)前(qian)王(wang)朝時代(dai),化(hua)妝品剛(gang)被發明,三(san)硫化(hua)二銻(ti)就用(yong)作化(hua)妝用(yong)的(de)(de)眼影粉。
在迦勒(le)底的(de)(de)(de)(de)泰洛赫(he)(今伊拉克),曾發(fa)(fa)現一(yi)(yi)(yi)塊可(ke)追(zhui)溯到公(gong)元(yuan)前3000年(nian)的(de)(de)(de)(de)銻(ti)制史前花(hua)瓶碎(sui)片(pian);而(er)(er)在埃(ai)及發(fa)(fa)現了公(gong)元(yuan)前2500年(nian)至(zhi)前2200年(nian)間的(de)(de)(de)(de)鍍銻(ti)的(de)(de)(de)(de)銅器(qi)。奧斯汀在1892年(nian)赫(he)伯特·格拉斯頓的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)場演講時說(shuo)道(dao):“我(wo)們(men)只知道(dao)銻(ti)現在是(shi)一(yi)(yi)(yi)種很(hen)易碎(sui)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬,很(hen)難被塑(su)造成實用(yong)的(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶,因此這項值得一(yi)(yi)(yi)提的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(即上文的(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶碎(sui)片(pian))表現了已(yi)失(shi)傳的(de)(de)(de)(de)使(shi)銻(ti)具有(you)可(ke)塑(su)性(xing)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)。”然而(er)(er),默里(li)(Moorey)不相信(xin)那個碎(sui)片(pian)真的(de)(de)(de)(de)來自花(hua)瓶,在1975年(nian)發(fa)(fa)表他的(de)(de)(de)(de)分析論文后,認為斯里(li)米卡哈諾夫(Selimkhanov)試圖將那塊金(jin)屬與外高加索的(de)(de)(de)(de)天然銻(ti)聯系起(qi)來,但(dan)用(yong)那種材料制成的(de)(de)(de)(de)都是(shi)小(xiao)飾物。這大大削(xue)弱(ruo)了銻(ti)在古代技(ji)術下(xia)具有(you)可(ke)塑(su)性(xing)這種說(shuo)法(fa)的(de)(de)(de)(de)可(ke)信(xin)度。
歐(ou)洲人萬諾喬·比林(lin)古喬于(yu)1540年最早在(zai)《火(huo)焰學》(De la pirotechnia)中描(miao)述了(le)提煉銻(ti)的方法,這早于(yu)1556年阿(a)格里(li)科(ke)拉(la)出版(ban)的名作(zuo)《論礦(kuang)冶》(De re Metallica)。此(ci)書中阿(a)格里(li)科(ke)拉(la)錯誤地記(ji)入了(le)金(jin)屬銻(ti)的發現。1604年,德(de)國(guo)出版(ban)了(le)一本名為《Currus Triumphalis Antimonii》(直譯為“凱(kai)旋(xuan)戰車銻(ti)”)的書,其中介(jie)紹了(le)金(jin)屬銻(ti)的制備。15世紀(ji)時,據(ju)說(shuo)筆名叫(jiao)巴(ba)西利厄斯·華倫提努的圣本篤(du)修(xiu)會的修(xiu)士提到了(le)銻(ti)的制法,如(ru)果此(ci)事屬實(shi),就早于(yu)比林(lin)古喬。
一(yi)般(ban)認(ren)為,純銻是(shi)由賈比爾(er)(Jābir ibn Hayyān)于8世紀(ji)時(shi)最早制得的(de)。然而(er)爭議依舊不斷,翻譯(yi)家馬塞(sai)蘭·貝(bei)特洛(luo)(luo)聲(sheng)稱賈比爾(er)的(de)書里沒有提(ti)到銻,但其他人認(ren)為貝(bei)特洛(luo)(luo)只翻譯(yi)了一(yi)些不重要的(de)著作,而(er)最相關的(de)那些(可能描述了銻)還沒翻譯(yi),它們的(de)內容如今還是(shi)未知的(de)。
地(di)殼(ke)中(zhong)自然(ran)存在的純銻(ti)最早是由瑞典籍英國科(ke)學家(jia)威廉·亨利·布拉格于1783年記載的。品種樣本采集自瑞典西曼蘭省薩拉市的薩拉銀(yin)礦。
60%的銻用(yong)于(yu)生產(chan)阻燃劑,而20%的銻用(yong)于(yu)制(zhi)造電(dian)池中(zhong)的合金材料、滑動軸承和焊(han)接(jie)劑。
銻(ti)的(de)(de)最主要用(yong)途是它(ta)的(de)(de)氧化(hua)物三(san)(san)氧化(hua)二(er)銻(ti)用(yong)于(yu)制(zhi)造耐火(huo)材料。除(chu)了含鹵素的(de)(de)聚合物阻(zu)燃劑(ji)(ji)以外(wai),它(ta)幾乎總(zong)是與(yu)鹵化(hua)物阻(zu)燃劑(ji)(ji)一起(qi)使(shi)用(yong)。三(san)(san)氧化(hua)二(er)銻(ti)形(xing)成(cheng)銻(ti)的(de)(de)鹵化(hua)物的(de)(de)過程可以減緩燃燒(shao),即為(wei)它(ta)具(ju)有阻(zu)燃效(xiao)應(ying)的(de)(de)原(yuan)因。這些(xie)化(hua)合物與(yu)氫原(yuan)子(zi)、氧原(yuan)子(zi)和(he)羥基(ji)自(zi)由基(ji)反應(ying),最終使(shi)火(huo)熄滅。商業(ye)中這些(xie)阻(zu)燃劑(ji)(ji)應(ying)用(yong)于(yu)兒童服裝、玩具(ju)、飛機(ji)和(he)汽車座套。它(ta)也用(yong)于(yu)玻璃(li)(li)纖維復合材料(俗稱玻璃(li)(li)鋼(gang))工業(ye)中聚酯(zhi)樹(shu)脂(zhi)的(de)(de)添加劑(ji)(ji),例如輕型飛機(ji)的(de)(de)發動機(ji)蓋。樹(shu)脂(zhi)遇火(huo)燃燒(shao)但火(huo)被撲滅后(hou)它(ta)的(de)(de)燃燒(shao)就會自(zi)行停止。
銻(ti)能(neng)與(yu)(yu)鉛形成(cheng)(cheng)(cheng)用(yong)途廣泛的(de)(de)合(he)(he)金,這種合(he)(he)金硬度與(yu)(yu)機械強度相比(bi)銻(ti)都(dou)有(you)所提高(gao)。大部(bu)分使用(yong)鉛的(de)(de)場合(he)(he)都(dou)加(jia)入數量不等的(de)(de)銻(ti)來制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)合(he)(he)金。在鉛酸電池中,這種添加(jia)劑改(gai)變電極(ji)性(xing)質,并能(neng)減少(shao)(shao)放電時副產物氫(qing)氣的(de)(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)。銻(ti)也用(yong)于(yu)減摩合(he)(he)金(例如(ru)巴比(bi)特合(he)(he)金),子(zi)彈(dan)、鉛彈(dan)、網線外套、鉛字合(he)(he)金(例如(ru)Linotype排字機)、焊料(一些無鉛焊接劑含(han)有(you)5%的(de)(de)銻(ti))、鉛錫銻(ti)合(he)(he)金、以(yi)及硬化制(zhi)作管風琴的(de)(de)含(han)錫較(jiao)少(shao)(shao)的(de)(de)合(he)(he)金。
其(qi)他的(de)(de)銻(ti)(ti)幾乎都用(yong)(yong)于下(xia)文所述的(de)(de)三個方(fang)面(mian)。第(di)一項應用(yong)(yong)是(shi)生產(chan)聚對苯(ben)二甲酸(suan)乙二酯的(de)(de)穩定劑(ji)(ji)和催化劑(ji)(ji)。第(di)二項應用(yong)(yong)則(ze)是(shi)去(qu)除玻璃(li)中顯微鏡下(xia)可見的(de)(de)氣泡的(de)(de)澄清劑(ji)(ji),主(zhu)要用(yong)(yong)途是(shi)制造電視屏幕;這是(shi)因為(wei)銻(ti)(ti)離子(zi)與氧氣接觸(chu)后阻(zu)礙了氣泡繼續(xu)生成(cheng)。第(di)三項應用(yong)(yong)則(ze)是(shi)顏(yan)料。銻(ti)(ti)在(zai)半(ban)導(dao)體工業中的(de)(de)應用(yong)(yong)正不斷發展,主(zhu)要是(shi)在(zai)超高(gao)電導(dao)率的(de)(de)n-型(xing)硅晶圓(yuan)中用(yong)(yong)作摻雜劑(ji)(ji),這種材(cai)料用(yong)(yong)于生產(chan)二極管(guan)、紅外(wai)線探測器(qi)和霍(huo)爾效應元(yuan)件。20世紀50年(nian)代,小珠裝(zhuang)的(de)(de)鉛銻(ti)(ti)合(he)金(jin)用(yong)(yong)于給NPN型(xing)合(he)金(jin)結晶體管(guan)的(de)(de)發射器(qi)和接收器(qi)上漆。銻(ti)(ti)化銦是(shi)用(yong)(yong)于制作紅外(wai)探測儀的(de)(de)材(cai)料。
銻(ti)的(de)(de)生物(wu)(wu)(wu)學或(huo)醫(yi)學應(ying)用(yong)很少。主(zhu)要成分為(wei)銻(ti)的(de)(de)藥(yao)品稱作含銻(ti)藥(yao)劑(ji),是(shi)一種(zhong)催(cui)吐(tu)劑(ji)。銻(ti)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)也(ye)用(yong)作抗原蟲劑(ji)。從1919年起,酒石酸銻(ti)鉀(俗(su)稱吐(tu)酒石)曾用(yong)作治療血吸蟲病的(de)(de)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)。它后來(lai)逐漸被(bei)吡喹(kui)酮所(suo)取代。銻(ti)及其化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)用(yong)于多種(zhong)獸(shou)醫(yi)藥(yao)劑(ji),例(li)如安修(xiu)馬林(硫蘋果酸銻(ti)鋰(li))用(yong)作反芻動(dong)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)皮膚調節(jie)劑(ji)。銻(ti)對角質化(hua)的(de)(de)組(zu)織(zhi)有滋養(yang)和(he)調節(jie)作用(yong),至少對動(dong)物(wu)(wu)(wu)是(shi)如此(ci)。
含銻的藥物也用(yong)作治療(liao)家畜(chu)的利(li)什曼病的選擇之一(yi),例如葡甲(jia)胺銻酸鹽。可惜的是,它不僅治療(liao)指數(shu)較低,而且難以進入一(yi)些(xie)利(li)什曼原蟲無(wu)鞭毛體所在(zai)的骨髓(sui),也就無(wu)法(fa)治愈影(ying)響內(nei)臟的疾病。金(jin)屬銻制(zhi)成的銻丸曾用(yong)作藥。但它被其他人(ren)從(cong)空氣中攝(she)入后(hou)會(hui)導致(zhi)中毒。
在(zai)一(yi)些(xie)安全火(huo)柴的(de)火(huo)柴頭(tou)中(zhong)使用(yong)了(le)三硫(liu)化二(er)銻(ti)(ti)。銻(ti)(ti)-124和(he)(he)鈹一(yi)起用(yong)于中(zhong)子(zi)源:銻(ti)(ti)-124釋放出伽(jia)馬射(she)線,引發鈹的(de)光(guang)致(zhi)蛻變。這(zhe)樣釋放出的(de)中(zhong)子(zi)平均能量為24keV。銻(ti)(ti)的(de)硫(liu)化物已(yi)被證實可以穩定汽車剎車片材料的(de)摩(mo)擦系(xi)數。銻(ti)(ti)也(ye)用(yong)于制造子(zi)彈(dan)和(he)(he)子(zi)彈(dan)示蹤劑(ji)。這(zhe)種(zhong)元素也(ye)用(yong)于傳統的(de)裝飾中(zhong),例如(ru)刷(shua)漆(qi)和(he)(he)藝(yi)術玻璃(li)工藝(yi)。20世紀30年代(dai)前曾(ceng)用(yong)它(ta)作牙(ya)釉質的(de)遮(zhe)光(guang)劑(ji),但是多次發生(sheng)中(zhong)毒(du)后就不再使用(yong)了(le)。
銻(ti)(ti)和(he)(he)它的(de)(de)許多化合物有毒(du)(du)(du),作用(yong)機理為(wei)抑制(zhi)酶的(de)(de)活性(xing),這點與砷(shen)(shen)類似;與同族的(de)(de)砷(shen)(shen)和(he)(he)鉍一樣(yang),三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)(du)性(xing)要(yao)比五價(jia)銻(ti)(ti)大。但(dan)是,銻(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)(du)性(xing)比砷(shen)(shen)低(di)得多,這可(ke)能是砷(shen)(shen)與銻(ti)(ti)之(zhi)間在(zai)(zai)攝(she)(she)取(qu)、新陳(chen)代謝和(he)(he)排(pai)泄過程中(zhong)的(de)(de)巨大差別所造成的(de)(de):如(ru)三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)和(he)(he)五價(jia)銻(ti)(ti)在(zai)(zai)消(xiao)化道的(de)(de)吸收最多為(wei)20%;五價(jia)銻(ti)(ti)在(zai)(zai)細胞(bao)中(zhong)不能被定量地還原(yuan)為(wei)三(san)(san)價(jia)(事(shi)實上在(zai)(zai)細胞(bao)中(zhong)三(san)(san)價(jia)銻(ti)(ti)反而會(hui)(hui)被氧化成五價(jia)銻(ti)(ti));由(you)于體(ti)內不能發生甲(jia)基化反應,五價(jia)銻(ti)(ti)的(de)(de)主要(yao)排(pai)泄途徑是尿液。急(ji)性(xing)銻(ti)(ti)中(zhong)毒(du)(du)(du)的(de)(de)癥狀也與砷(shen)(shen)中(zhong)毒(du)(du)(du)相(xiang)似,主要(yao)引(yin)(yin)起(qi)心臟(zang)(zang)毒(du)(du)(du)性(xing)(表現為(wei)心肌炎),不過銻(ti)(ti)的(de)(de)心臟(zang)(zang)毒(du)(du)(du)性(xing)還可(ke)能引(yin)(yin)起(qi)阿-斯綜合征。有報告稱,從搪瓷杯中(zhong)溶解(jie)的(de)(de)銻(ti)(ti)等價(jia)于90毫克酒(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)鉀時,銻(ti)(ti)中(zhong)毒(du)(du)(du)對人(ren)體(ti)只有短期影(ying)響;但(dan)是相(xiang)當于6克酒(jiu)石(shi)酸銻(ti)(ti)鉀時,就會(hui)(hui)在(zai)(zai)三(san)(san)天后致人(ren)死(si)(si)亡(wang)。吸入銻(ti)(ti)灰也對人(ren)體(ti)有害(hai)(hai),有時甚至是致命的(de)(de):小劑量吸入時會(hui)(hui)引(yin)(yin)起(qi)頭疼、眩暈和(he)(he)抑郁;大劑量攝(she)(she)入,例如(ru)長期皮膚(fu)接觸可(ke)能引(yin)(yin)起(qi)皮膚(fu)炎、損害(hai)(hai)肝腎、劇烈而頻繁的(de)(de)嘔吐(tu),甚至死(si)(si)亡(wang)。
銻不能與強氧(yang)化(hua)劑(ji)、強酸(suan)、氫鹵酸(suan)、氯(lv)或氟一起存(cun)放,并且(qie)應與熱源隔絕。
銻(ti)在(zai)浸(jin)取時會(hui)從聚對苯二甲酸乙二酯(zhi)(PET)瓶(ping)中進入液體。檢測(ce)到的銻(ti)濃度標(biao)準(zhun)則是(shi)瓶(ping)裝水低于飲用水,英國(guo)生產的濃縮(suo)果汁被檢測(ce)到含銻(ti)44.7μg/L,遠(yuan)遠(yuan)超出歐(ou)盟自來水的標(biao)準(zhun)5μg/L。各(ge)個組織的標(biao)準(zhun)分別是(shi):
世界(jie)衛(wei)生(sheng)組織:20μg/L
日(ri)本:15μg/L
美國(guo)國(guo)家環(huan)境保護局、加(jia)拿(na)大(da)衛生部和(he)安大(da)略省環(huan)境部:6μg/L
德國聯邦環境部(bu):5μg/L
根據(ju)《中華人(ren)民共和國(guo)國(guo)家標準(zhun)(zhun)污水綜合(he)排放標準(zhun)(zhun)》,銻(Sb)屬于第(di)一類(lei)污染物(wu),其最高(gao)允許排放濃(nong)度為0.1mg/L。
歐盟將銻(ti)列為(wei)高危害有毒物質和可(ke)致癌物質并予以規管。
美國(guo)(guo)環境(jing)保護署限(xian)制(zhi)排入湖、河、棄置場和農田(tian)的鎘量(liang)(liang)并禁止殺蟲劑中含(han)(han)(han)(han)有銻。美國(guo)(guo)環境(jing)保護署允許飲用水含(han)(han)(han)(han)有10ppb的銻,并打算(suan)把(ba)限(xian)制(zhi)減到5ppb。美國(guo)(guo)食品(pin)和藥物管理(li)局規定食用色素的含(han)(han)(han)(han)銻量(liang)(liang)為(wei)(wei)不得(de)多于15ppm。美國(guo)(guo)職業(ye)安全(quan)(quan)衛生署規定工作環境(jing)空氣中鎘含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)在(zai)煙霧(wu)為(wei)(wei)100微(wei)克/立方米(mi),在(zai)鎘塵為(wei)(wei)200微(wei)克/立方米(mi)。美國(guo)(guo)職業(ye)安全(quan)(quan)衛生署計劃將空氣中所有鎘化合物含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)限(xian)制(zhi)在(zai)1到5微(wei)克/立方米(mi)美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家職業(ye)安全(quan)(quan)和衛生研(yan)究所希望(wang)讓工人盡量(liang)(liang)少呼(hu)吸到銻以防止膀胱癌。
銻(ti)該品(pin)根據《危(wei)險化學品(pin)安全管(guan)理條例》受公(gong)安部(bu)門管(guan)制。
密封(feng)包裝,并(bing)貯于干燥(zao)通風處(chu)。遠離(li)火種(zhong)、熱源,防止(zhi)陽(yang)光(guang)直射。切忌與氧化劑、食用化學品、酸類等共儲混運。
滅火:干粉、砂土。禁止CO2和(he)酸堿滅火劑。
DZ/T 0395.2-2022 《硫鐵礦礦石分析方法(fa) 第2部分:鋰、鈹、鈷(gu)、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鉬、銀、鎘、銦、銻、銫、鎢、鉈、鉛、鉍、釷和(he)鈾含量的測(ce)定 混合酸分解―電感(gan)耦(ou)合等離子體質譜(pu)法(fa)》
DZ/T 0396.3-2022 《鎳礦石化學(xue)分析(xi)方法 第3部分:鋰(li)、鈹、鈧、鈷、銅(tong)、鋅、鎵、銣(ru)、鉬、銀、鎘(ge)、銦(yin)、銻(ti)、銫、鎢、鉈、鉛(qian)、鉍、釷和(he)鈾(you)含量的測定 混合酸分解—電感耦合等離(li)子體質譜法》