銻(Antimony),金屬元素,元素符號Sb,原子(zi)序數51,銀白色(se)(se)有光(guang)澤硬而脆的(de)金屬(常制成棒、塊(kuai)、粉等多種(zhong)形狀(zhuang))。有鱗片狀(zhuang)晶體結構(gou)。在潮濕(shi)空(kong)氣(qi)中逐漸失去光(guang)澤,強熱則燃燒(shao)成白色(se)(se)銻的(de)氧化(hua)物。易溶于(yu)王水(shui),溶于(yu)濃硫(liu)酸。相對密度6.68,熔點630℃,沸點1635℃,原子(zi)半徑為1.28?,電負性(xing)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(shi)一種稀有金(jin)屬(shu),在電(dian)氣、化學(xue)、醫藥等工業領域(yu)用途極廣(guang),氧化銻是(shi)現代信息家電(dian)產(chan)品生產(chan)中(zhong)重要(yao)的(de)阻(zu)燃增效劑。
銻(ti)是一種(zhong)帶有銀色光澤的(de)灰色金屬,其莫氏硬度為3。因此,純銻(ti)不(bu)能用于(yu)制造硬的(de)物(wu)件:中國(guo)的(de)貴州省曾(ceng)在(zai)1931年(nian)發行銻(ti)制的(de)硬幣,但(dan)因為銻(ti)很容易磨損,在(zai)流(liu)通過程(cheng)損失嚴重。
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(hua)熱 193.43kJ·mol
比熱容 25.23J·mol·K
壓/Pa 1 10 100 1000 10000 100000
溫(wen)/K 807 876 1011 1219 1491 1858
許多(duo)物體有熱脹冷縮的(de)特性,比如常用的(de)溫度計就(jiu)是(shi)利用了水銀熱脹冷縮的(de)原理(li)。但是(shi),銻與眾不同,它(ta)在(zai)一(yi)定溫度范圍內(nei)會熱縮冷脹。
銻是氮族元素(15族),電(dian)負(fu)性(xing)為2.05(鮑林標度(du))。根據元素周期(qi)律(lv),它的(de)電(dian)負(fu)性(xing)比錫(xi)和鉍大,比碲(di)和砷小。銻在(zai)室(shi)溫下(xia)的(de)空(kong)氣(qi)中是穩定的(de),但加熱(re)時能與氧氣(qi)反應(ying)生(sheng)成(cheng)三氧化二(er)銻。銻在(zai)一(yi)般條(tiao)件下(xia)不(bu)與酸反應(ying)。
已知銻有四種(zhong)同(tong)(tong)素異形(xing)體(ti)(ti)——一(yi)種(zhong)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬銻和三(san)(san)種(zhong)亞穩(wen)態銻(爆(bao)(bao)炸(zha)性銻、黑(hei)銻、黃(huang)銻)。金(jin)屬銻是一(yi)種(zhong)易碎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銀白色有光(guang)澤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬。把熔融(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銻緩慢冷(leng)卻,金(jin)屬銻就(jiu)會(hui)結成(cheng)(cheng)三(san)(san)方晶(jing)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti),其與(yu)砷(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)灰色同(tong)(tong)素異形(xing)體(ti)(ti)異質(zhi)同(tong)(tong)晶(jing)。罕見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銻可由電解(jie)三(san)(san)氯化(hua)(hua)銻制得,用尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器具刮擦它(ta)(ta)就(jiu)會(hui)發生放(fang)(fang)熱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反應,放(fang)(fang)出(chu)白煙并生成(cheng)(cheng)金(jin)屬銻。如果在研(yan)缽中用研(yan)杵將它(ta)(ta)磨碎,就(jiu)會(hui)發生劇(ju)烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸(zha)。黑(hei)銻是由金(jin)屬銻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽急劇(ju)冷(leng)卻形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)結構與(yu)紅磷和黑(hei)砷(shen)相(xiang)同(tong)(tong),在氧(yang)氣中易被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)甚至自(zi)燃。當溫度降到(dao)100℃時,它(ta)(ta)逐漸轉變(bian)成(cheng)(cheng)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)型。黃(huang)銻是最不(bu)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong),只(zhi)能由銻化(hua)(hua)氫在-90℃下氧(yang)化(hua)(hua)而得。在這(zhe)種(zhong)溫度和環境(jing)光(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下,亞穩(wen)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)素異形(xing)體(ti)(ti)會(hui)轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)更穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)銻。
金(jin)屬銻的(de)(de)(de)結構為層(ceng)狀(zhuang)結構(空間群:R3m),而每(mei)層(ceng)都(dou)包(bao)含相(xiang)連的(de)(de)(de)褶(zhe)皺六元環結構。最(zui)近的(de)(de)(de)和次近的(de)(de)(de)銻原子(zi)形成(cheng)變形八面體(ti),在相(xiang)同(tong)雙層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)三(san)個(ge)銻原子(zi)比其他三(san)個(ge)相(xiang)距略(lve)近一些(xie)。這(zhe)種距離(li)上的(de)(de)(de)相(xiang)對近使得金(jin)屬銻的(de)(de)(de)密度達(da)到6.697g/cm3,但層(ceng)與層(ceng)之間的(de)(de)(de)成(cheng)鍵很(hen)弱也(ye)造(zao)成(cheng)它很(hen)軟(ruan)且易(yi)碎。
銻(ti)有(you)(you)兩種(zhong)(zhong)穩(wen)定同位(wei)素(su),121Sb的(de)(de)自(zi)然豐(feng)度為(wei)57.36%,而123Sb的(de)(de)自(zi)然豐(feng)度為(wei)42.64%。銻(ti)還有(you)(you)35種(zhong)(zhong)放射(she)性(xing)同位(wei)素(su),其中半衰期(qi)最長的(de)(de)125Sb為(wei)2.75年。此外,已發(fa)(fa)現(xian)了29種(zhong)(zhong)亞穩(wen)態。這(zhe)其中最穩(wen)定的(de)(de)是124Sb,半衰期(qi)為(wei)60.20天,它(ta)可以用作中子源。比穩(wen)定同位(wei)素(su)123Sb輕的(de)(de)同位(wei)素(su)傾向(xiang)于發(fa)(fa)生β+衰變,而較重的(de)(de)同位(wei)素(su)更易發(fa)(fa)生β-衰變。當然也有(you)(you)一(yi)些例外。
銻化合物通常分為+3價(jia)和+5價(jia)兩類。與同主族(zu)的(de)砷一樣(yang),它的(de)+5氧化態更(geng)為穩定。
三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二銻(ti)(ti)可由銻(ti)(ti)在空氣中(zhong)燃燒制(zhi)得。在氣相中(zhong),它(ta)以(yi)雙聚體Sb4O6的(de)形(xing)(xing)式存(cun)在,但(dan)冷凝時會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)多(duo)聚體。五氧(yang)化(hua)(hua)二銻(ti)(ti)只能用濃硝酸(suan)氧(yang)化(hua)(hua)三(san)價銻(ti)(ti)化(hua)(hua)合(he)物(wu)制(zhi)得。銻(ti)(ti)也能形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)混合(he)價態化(hua)(hua)合(he)物(wu)——四氧(yang)化(hua)(hua)二銻(ti)(ti),其中(zhong)的(de)銻(ti)(ti)為Sb(III)和Sb(V)。與(yu)磷和砷不同的(de)是,這些氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)都是兩(liang)性的(de),它(ta)們(men)不形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)定義(yi)明確的(de)含氧(yang)酸(suan),而是與(yu)酸(suan)反應(ying)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)銻(ti)(ti)鹽(yan)。
還沒有制得亞銻(ti)(ti)酸(suan)(suan)(suan)(Sb(OH)3),但它(ta)的共軛堿亞銻(ti)(ti)酸(suan)(suan)(suan)鈉可由熔(rong)融的氧化(hua)鈉與三氧化(hua)二銻(ti)(ti)反應制得。過渡(du)金屬的亞銻(ti)(ti)酸(suan)(suan)(suan)鹽也已制得。銻(ti)(ti)酸(suan)(suan)(suan)只能(neng)以(yi)水(shui)合(he)物(wu)HSb(OH)6的形式存在。這些鹽脫水(shui)得到(dao)混合(he)氧化(hua)物(wu)。
許多(duo)銻(ti)礦石(shi)是(shi)硫化(hua)物(wu),其中如輝(hui)(hui)銻(ti)礦(Sb2S3)、深(shen)紅銀礦(Ag3SbS3)、輝(hui)(hui)銻(ti)鉛礦、脆硫銻(ti)鉛礦和硫銻(ti)鉛礦。五硫化(hua)二銻(ti)是(shi)一種非整比化(hua)合物(wu),銻(ti)處于(yu)+3氧化(hua)態并含(han)有(you)S-S鍵。有(you)多(duo)種硫代銻(ti)酸鹽是(shi)已知的(de)。
銻能形成(cheng)兩類鹵(lu)化物(wu)——SbX3和(he)SbX5。其中(zhong)三(san)鹵(lu)化物(wu)(SbF3、SbCl3、SbBr3和(he)SbI3)的空間構(gou)型都是三(san)角(jiao)錐形。三(san)氟化銻可以由(you)三(san)氧化二銻與氫(qing)氟酸反應制得(de):
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這(zhe)種氟(fu)化(hua)物是(shi)路易斯酸,能結合氟(fu)離(li)子形成(cheng)配離(li)子SbF4-和SbF52-。熔化(hua)的(de)三氟(fu)化(hua)銻是(shi)一種弱的(de)導體(ti)。三氯化(hua)銻則由三硫化(hua)二銻溶于(yu)鹽酸制得:
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(SbF5和(he)SbCl5)氣態時的空間構(gou)型為(wei)三角雙錐(zhui)形。但(dan)是(shi)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)液(ye)態后(hou),五(wu)氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銻(ti)形成聚合物(wu)(wu),而五(wu)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銻(ti)依舊是(shi)單體。五(wu)氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銻(ti)是(shi)很強的路易斯酸,可(ke)用(yong)于配制著名(ming)的超(chao)強酸氟(fu)銻(ti)酸(HSbF6)。
銻的鹵氧化物(wu)比砷和磷更為(wei)常見。三氧化二銻溶于(yu)濃(nong)酸再(zai)稀釋可形(xing)成銻酰化合物(wu),例如(ru)SbOCl和(SbO)2SO4。
這(zhe)類化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)通常被(bei)視(shi)作(zuo)Sb的(de)(de)(de)衍生物(wu)(wu)(wu)。Sb金(jin)(jin)(jin)屬(shu)性不強,能(neng)與金(jin)(jin)(jin)屬(shu)形成銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),例如銻(ti)化(hua)(hua)(hua)銦(InSb),銻(ti)化(hua)(hua)(hua)銀(Ag3Sb),銻(ti)鈀礦(Pd5Sb2),方銻(ti)金(jin)(jin)(jin)礦(AuSb2),紅銻(ti)鎳礦(NiSb)等。堿金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)鋅的(de)(de)(de)銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),例如Na3Sb和(he)Zn3Sb2比以上(shang)物(wu)(wu)(wu)質更(geng)為活潑。這(zhe)些(xie)銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)用(yong)酸處理可以生成不穩定的(de)(de)(de)氣(qi)體銻(ti)化(hua)(hua)(hua)氫(SbH3)。
銻(ti)化物一(yi)般以共(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)鏈接,是(shi)電(dian)子云的(de)重疊(die),所(suo)以共(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)最本質的(de)分(fen)類方式(shi)就是(shi)它們的(de)重疊(die)方式(shi)。σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),π鍵(jian)(jian)(jian)(jian),δ鍵(jian)(jian)(jian)(jian)在有機(ji)化合物中(zhong),通常把共(gong)價(jia)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以其(qi)共(gong)用(yong)的(de)電(dian)子對數分(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(yi)根σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian);雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)和三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)都含(han)一(yi)根σ鍵(jian)(jian)(jian)(jian),其(qi)余1根或2根是(shi)π鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。但無(wu)機(ji)銻(ti)化物不用(yong)此(ci)法。原因是(shi),無(wu)機(ji)銻(ti)化物中(zhong)經常出現(xian)的(de)共(gong)軛(e)體系(離域π鍵(jian)(jian)(jian)(jian))使得某兩個原子之間共(gong)用(yong)的(de)電(dian)子對數很(hen)難確定(ding),因此(ci)無(wu)機(ji)物中(zhong)常取平均(jun)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)級(ji),作為鍵(jian)(jian)(jian)(jian)能的(de)粗略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有(you)機(ji)銻化合物一般可由格氏試(shi)劑(ji)對鹵化銻的烷基(ji)化反應制(zhi)備。已知有(you)大量(liang)三價和五價的有(you)機(ji)銻化合物——包括(kuo)混合氯代(dai)衍生物,還(huan)有(you)以(yi)(yi)銻為中心的陽離子和陰(yin)離子。例如Sb(C6H5)3(三苯基(ji)銻)、Sb2(C6H5)4(含有(you)一根Sb-Sb鍵(jian))以(yi)(yi)及環狀的[Sb(C6H5)]n。五配位的有(you)機(ji)銻化合物也很常見(jian),例如Sb(C6H5)5和一些類似(si)的鹵代(dai)物。
銻是全球(qiu)性(xing)污(wu)染物,是國際(ji)上最為關注(zhu)的(de)有(you)毒金屬(shu)元素之(zhi)一。與其他(ta)有(you)毒金屬(shu)如汞和砷等相比(bi),人們對銻的(de)環境(jing)污(wu)染過程和生物地球(qiu)化(hua)學循環還缺乏系統(tong)認識。
化學形態、微生物和有機(ji)質的(de)(de)(de)影響,及(ji)同位素等(deng)現代分(fen)析(xi)技術是(shi)研究(jiu)銻(ti)生物地(di)(di)球化學循環強(qiang)有力的(de)(de)(de)研究(jiu)手段,可以為某些關鍵重(zhong)要的(de)(de)(de)環節提供(gong)新的(de)(de)(de)思路,在此基礎上,建立地(di)(di)表環境(jing)(jing)中銻(ti)的(de)(de)(de)生物地(di)(di)球化學演(yan)化、歸宿以及(ji)與人(ren)體健康(kang)的(de)(de)(de)關系的(de)(de)(de)基本(ben)認識框架,為其它(ta)類(lei)型銻(ti)污染(ran)咖城市(shi)地(di)(di)表環境(jing)(jing)的(de)(de)(de)評價和治(zhi)理提供(gong)借鑒(jian)。
近些年的(de)研究(jiu)表明生(sheng)物活動和(he)有機質參與(yu)了環境(jing)中銻(ti)(ti)的(de)遷移轉(zhuan)化等。生(sheng)物對銻(ti)(ti)的(de)吸收和(he)吸附(fu)過程取決于銻(ti)(ti)的(de)形態和(he)微(wei)環境(jing)如微(wei)生(sheng)物,溶(rong)解三價銻(ti)(ti)很容易被植物根系吸收,而五價銻(ti)(ti)則很難被吸收。
大量(liang)最新的(de)(de)研究(jiu)結果表明:天然有(you)機(ji)質(zhi)對(dui)微(wei)量(liang)金(jin)屬元素(su)如汞、銅、鉛、鈷和鐵(tie)等的(de)(de)生(sheng)物地(di)(di)球化學循(xun)環過(guo)程起著十分重要(yao)的(de)(de)作用,這(zhe)是(shi)由(you)于有(you)機(ji)質(zhi)能與(yu)金(jin)屬離子形(xing)成有(you)機(ji)金(jin)屬配位體,導致金(jin)屬元素(su)生(sheng)物地(di)(di)球化學行為的(de)(de)改變,影響其(qi)溶(rong)解性、生(sheng)物有(you)效(xiao)性、與(yu)微(wei)粒之間(jian)的(de)(de)相互作用并改變它們的(de)(de)毒(du)性。
因此,金屬與有(you)(you)機質(zhi)的(de)相(xiang)互(hu)作用機理(li)(li)是近年來環(huan)境(jing)化學(xue)領域(yu)注目(mu)的(de)焦點。由于(yu)關于(yu)銻(ti)(ti)與有(you)(you)機質(zhi)相(xiang)互(hu)作用的(de)研究相(xiang)對較少,有(you)(you)機質(zhi)對銻(ti)(ti)生物地(di)球(qiu)化學(xue)循環(huan)的(de)影響程(cheng)度和機理(li)(li)還不(bu)清楚。但從(cong)相(xiang)關的(de)文(wen)獻報(bao)道可(ke)以看出(chu):在水(shui)環(huan)境(jing)中(zhong),有(you)(you)機結(jie)(jie)合(he)態銻(ti)(ti)占總銻(ti)(ti)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)份額,在海水(shui)和湖水(shui)中(zhong),銻(ti)(ti)與有(you)(you)機質(zhi)結(jie)(jie)合(he);土壤和沉積物中(zhong)有(you)(you)機質(zhi)結(jie)(jie)合(he)態銻(ti)(ti)占總銻(ti)(ti)的(de)比例還不(bu)清楚,預計會比水(shui)體(ti)中(zhong)更大(da)。
由于(yu)MC-ICP-MS的(de)(de)發展以及高(gao)效率離(li)子化(hua)氫(qing)等離(li)子體的(de)(de)出現,準確和(he)(he)高(gao)精度的(de)(de)同(tong)位(wei)素(su)比(bi)值測定成(cheng)為可能,一些(xie)(xie)金屬如(ru)銅、鐵、鋅(xin)、鉑(bo)和(he)(he)硒等穩定同(tong)位(wei)素(su)系統的(de)(de)研究已(yi)為認識這些(xie)(xie)金屬的(de)(de)生物(wu)地(di)球化(hua)學過(guo)程和(he)(he)自然分餾(liu)研究提(ti)供了(le)一種(zhong)全新(xin)(xin)的(de)(de)技術手(shou)段。因此,金屬元素(su)的(de)(de)穩定同(tong)位(wei)素(su)研究是金屬元素(su)環(huan)境(jing)與(yu)生物(wu)地(di)球化(hua)學領域(yu)的(de)(de)前(qian)沿領域(yu)之一。同(tong)位(wei)素(su)為銻在地(di)表環(huan)境(jing)的(de)(de)無機與(yu)生物(wu)過(guo)程示蹤(zong)和(he)(he)來(lai)源研究提(ti)供了(le)全新(xin)(xin)的(de)(de)技術手(shou)段。
銻的一種煉金術符號為♀形
早在公元前(qian)3100年的埃及前(qian)王朝時代,化妝品(pin)剛被發明,三硫化二銻就用作(zuo)化妝用的眼影粉。
在迦勒底的(de)(de)(de)泰(tai)洛赫(今伊拉克(ke)),曾發現(xian)(xian)(xian)一(yi)(yi)塊(kuai)可(ke)追溯到公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)(qian)(qian)3000年(nian)的(de)(de)(de)銻制史前(qian)(qian)(qian)花(hua)瓶(ping)(ping)碎(sui)(sui)片;而在埃(ai)及發現(xian)(xian)(xian)了公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)(qian)(qian)2500年(nian)至前(qian)(qian)(qian)2200年(nian)間的(de)(de)(de)鍍銻的(de)(de)(de)銅器。奧斯(si)汀在1892年(nian)赫伯(bo)特(te)·格拉斯(si)頓的(de)(de)(de)一(yi)(yi)場演講時說(shuo)道(dao):“我們只知道(dao)銻現(xian)(xian)(xian)在是一(yi)(yi)種(zhong)很(hen)易碎(sui)(sui)的(de)(de)(de)金屬(shu),很(hen)難被塑(su)造成實用(yong)(yong)的(de)(de)(de)花(hua)瓶(ping)(ping),因此這項值得一(yi)(yi)提的(de)(de)(de)發現(xian)(xian)(xian)(即上(shang)文的(de)(de)(de)花(hua)瓶(ping)(ping)碎(sui)(sui)片)表現(xian)(xian)(xian)了已失傳的(de)(de)(de)使銻具(ju)有(you)可(ke)塑(su)性的(de)(de)(de)方(fang)法。”然(ran)而,默里(li)(Moorey)不相信(xin)那個碎(sui)(sui)片真的(de)(de)(de)來(lai)自花(hua)瓶(ping)(ping),在1975年(nian)發表他的(de)(de)(de)分析(xi)論文后(hou),認為斯(si)里(li)米卡(ka)哈諾夫(Selimkhanov)試圖將(jiang)那塊(kuai)金屬(shu)與外高加索的(de)(de)(de)天(tian)然(ran)銻聯系起來(lai),但用(yong)(yong)那種(zhong)材料制成的(de)(de)(de)都是小飾物。這大大削弱了銻在古代技術(shu)下(xia)具(ju)有(you)可(ke)塑(su)性這種(zhong)說(shuo)法的(de)(de)(de)可(ke)信(xin)度(du)。
歐(ou)洲人萬諾喬·比林(lin)(lin)古喬于1540年最早(zao)在《火焰學》(De la pirotechnia)中描述了(le)提(ti)煉(lian)銻(ti)的(de)(de)(de)(de)方法,這(zhe)早(zao)于1556年阿(a)格里科(ke)拉出(chu)(chu)版(ban)的(de)(de)(de)(de)名作(zuo)《論礦冶》(De re Metallica)。此書(shu)中阿(a)格里科(ke)拉錯誤地記入了(le)金屬銻(ti)的(de)(de)(de)(de)發(fa)現。1604年,德(de)國(guo)出(chu)(chu)版(ban)了(le)一本名為(wei)《Currus Triumphalis Antimonii》(直譯為(wei)“凱旋(xuan)戰車銻(ti)”)的(de)(de)(de)(de)書(shu),其(qi)中介紹(shao)了(le)金屬銻(ti)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)。15世紀時,據說筆(bi)名叫(jiao)巴西利(li)厄斯·華倫提(ti)努的(de)(de)(de)(de)圣本篤(du)修會的(de)(de)(de)(de)修士提(ti)到了(le)銻(ti)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)法,如果此事屬實,就早(zao)于比林(lin)(lin)古喬。
一般認為(wei),純銻是由賈比(bi)爾(Jābir ibn Hayyān)于(yu)8世紀時最早(zao)制得的(de)。然而(er)爭議依舊不(bu)斷,翻譯家馬塞蘭·貝特洛(luo)聲(sheng)稱賈比(bi)爾的(de)書里(li)沒有提(ti)到銻,但其他人(ren)認為(wei)貝特洛(luo)只翻譯了(le)一些不(bu)重要的(de)著作,而(er)最相關的(de)那些(可能描述(shu)了(le)銻)還沒翻譯,它們的(de)內容如今(jin)還是未知(zhi)的(de)。
地殼中自然存在(zai)的純銻最早(zao)是(shi)由瑞典(dian)籍英(ying)國(guo)科(ke)學家威廉(lian)·亨利·布拉格于1783年記(ji)載的。品種樣本采集自瑞典(dian)西曼(man)蘭(lan)省薩(sa)拉市的薩(sa)拉銀礦。
60%的銻用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)阻燃劑,而(er)20%的銻用(yong)(yong)于(yu)制造電池中(zhong)的合金材料(liao)、滑動軸承和(he)焊接劑。
銻的最(zui)主要用途是它的氧化(hua)物三(san)氧化(hua)二(er)銻用于(yu)制造(zao)耐火(huo)材(cai)料(liao)。除了含鹵素(su)的聚合物阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)以(yi)外,它幾乎總是與鹵化(hua)物阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)一起使用。三(san)氧化(hua)二(er)銻形成銻的鹵化(hua)物的過程可以(yi)減緩燃(ran)(ran)燒,即為它具有(you)阻(zu)燃(ran)(ran)效應(ying)(ying)的原(yuan)因。這(zhe)些化(hua)合物與氫原(yuan)子、氧原(yuan)子和羥(qian)基(ji)自(zi)由基(ji)反應(ying)(ying),最(zui)終使火(huo)熄(xi)滅(mie)。商業中這(zhe)些阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)應(ying)(ying)用于(yu)兒童服裝、玩具、飛機和汽車座套(tao)。它也(ye)用于(yu)玻璃纖維復合材(cai)料(liao)(俗稱玻璃鋼)工業中聚酯(zhi)樹脂的添加(jia)劑(ji),例如輕型飛機的發動機蓋。樹脂遇(yu)火(huo)燃(ran)(ran)燒但火(huo)被撲滅(mie)后它的燃(ran)(ran)燒就(jiu)會自(zi)行(xing)停(ting)止。
銻能(neng)與鉛(qian)(qian)形成(cheng)(cheng)用途廣泛的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin),這(zhe)種合(he)(he)金(jin)(jin)硬度(du)(du)與機(ji)械強(qiang)度(du)(du)相比銻都有(you)所提高。大部分使用鉛(qian)(qian)的(de)(de)場合(he)(he)都加(jia)入數量(liang)不等的(de)(de)銻來制成(cheng)(cheng)合(he)(he)金(jin)(jin)。在鉛(qian)(qian)酸電池中,這(zhe)種添(tian)加(jia)劑改(gai)變電極(ji)性質,并(bing)能(neng)減(jian)少放(fang)電時副產物(wu)氫氣的(de)(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)。銻也用于減(jian)摩(mo)合(he)(he)金(jin)(jin)(例(li)如巴比特合(he)(he)金(jin)(jin)),子(zi)彈、鉛(qian)(qian)彈、網線外套、鉛(qian)(qian)字合(he)(he)金(jin)(jin)(例(li)如Linotype排(pai)字機(ji))、焊(han)料(一些無鉛(qian)(qian)焊(han)接劑含有(you)5%的(de)(de)銻)、鉛(qian)(qian)錫銻合(he)(he)金(jin)(jin)、以及硬化制作(zuo)管風琴的(de)(de)含錫較(jiao)少的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)。
其他的(de)(de)銻(ti)幾乎都用(yong)(yong)于(yu)(yu)下文所述的(de)(de)三(san)個(ge)方面(mian)。第(di)一項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)是(shi)(shi)生(sheng)產聚對苯(ben)二甲酸乙二酯(zhi)的(de)(de)穩定劑(ji)(ji)和(he)催(cui)化劑(ji)(ji)。第(di)二項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)則是(shi)(shi)去除玻璃中顯微(wei)鏡下可(ke)見的(de)(de)氣泡的(de)(de)澄清(qing)劑(ji)(ji),主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)途是(shi)(shi)制(zhi)造電視屏幕;這是(shi)(shi)因為(wei)銻(ti)離(li)子(zi)與氧氣接觸后阻礙(ai)了(le)氣泡繼續生(sheng)成。第(di)三(san)項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)則是(shi)(shi)顏料(liao)。銻(ti)在半導體(ti)(ti)工業中的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)正不(bu)斷發展,主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)在超(chao)高電導率的(de)(de)n-型硅晶圓(yuan)中用(yong)(yong)作摻雜劑(ji)(ji),這種材料(liao)用(yong)(yong)于(yu)(yu)生(sheng)產二極管、紅(hong)(hong)外(wai)線探測器(qi)和(he)霍(huo)爾效應(ying)元件(jian)。20世(shi)紀(ji)50年代,小珠裝(zhuang)的(de)(de)鉛銻(ti)合金用(yong)(yong)于(yu)(yu)給NPN型合金結晶體(ti)(ti)管的(de)(de)發射器(qi)和(he)接收器(qi)上漆。銻(ti)化銦是(shi)(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)作紅(hong)(hong)外(wai)探測儀(yi)的(de)(de)材料(liao)。
銻的(de)生(sheng)物(wu)(wu)學或醫(yi)(yi)學應用很(hen)少(shao)(shao)。主要成分為銻的(de)藥品稱作(zuo)含銻藥劑(ji),是一種(zhong)催吐劑(ji)。銻化(hua)合物(wu)(wu)也用作(zuo)抗原蟲劑(ji)。從1919年(nian)起,酒(jiu)石酸銻鉀(俗稱吐酒(jiu)石)曾(ceng)用作(zuo)治(zhi)療血吸蟲病的(de)藥物(wu)(wu)。它后來逐漸(jian)被吡喹酮(tong)所取代(dai)。銻及(ji)其化(hua)合物(wu)(wu)用于多種(zhong)獸醫(yi)(yi)藥劑(ji),例如安(an)修(xiu)馬林(lin)(硫蘋果酸銻鋰)用作(zuo)反芻動(dong)物(wu)(wu)的(de)皮膚調節(jie)劑(ji)。銻對角(jiao)質化(hua)的(de)組(zu)織有滋養和(he)調節(jie)作(zuo)用,至少(shao)(shao)對動(dong)物(wu)(wu)是如此(ci)。
含(han)銻的(de)(de)(de)(de)藥物也用作(zuo)治(zhi)療家畜的(de)(de)(de)(de)利(li)什曼病的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇之一,例如(ru)葡甲胺銻酸(suan)鹽。可惜的(de)(de)(de)(de)是(shi),它不僅治(zhi)療指(zhi)數(shu)較低,而且難以(yi)進入(ru)一些利(li)什曼原(yuan)蟲無(wu)鞭毛體(ti)所在的(de)(de)(de)(de)骨髓,也就無(wu)法治(zhi)愈影響(xiang)內(nei)臟的(de)(de)(de)(de)疾(ji)病。金屬銻制成的(de)(de)(de)(de)銻丸(wan)曾(ceng)用作(zuo)藥。但(dan)它被(bei)其他人從空氣中(zhong)攝入(ru)后會導致(zhi)中(zhong)毒。
在一(yi)些安全火柴(chai)的(de)(de)火柴(chai)頭中(zhong)使用(yong)了(le)三硫(liu)化二銻。銻-124和(he)(he)鈹(pi)一(yi)起(qi)用(yong)于中(zhong)子源(yuan):銻-124釋放(fang)出(chu)伽馬射線(xian),引發鈹(pi)的(de)(de)光致蛻變。這樣釋放(fang)出(chu)的(de)(de)中(zhong)子平(ping)均能(neng)量為24keV。銻的(de)(de)硫(liu)化物已被(bei)證(zheng)實(shi)可以穩定汽車剎車片材料的(de)(de)摩(mo)擦系數。銻也用(yong)于制造子彈和(he)(he)子彈示蹤劑。這種元素也用(yong)于傳(chuan)統的(de)(de)裝飾中(zhong),例如刷漆(qi)和(he)(he)藝術(shu)玻璃工藝。20世紀30年代前曾用(yong)它作牙釉質的(de)(de)遮光劑,但是多次(ci)發生中(zhong)毒后就不(bu)再使用(yong)了(le)。
銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和它的(de)(de)(de)(de)許多化(hua)合(he)物有(you)毒,作用機理為抑制酶(mei)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing),這點與砷(shen)類(lei)似;與同族的(de)(de)(de)(de)砷(shen)和鉍一樣,三(san)(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)要比五價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)大。但(dan)是(shi),銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)比砷(shen)低(di)得多,這可(ke)(ke)能(neng)是(shi)砷(shen)與銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)之間(jian)在(zai)攝(she)取、新陳代(dai)謝和排泄過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)巨大差別所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de):如三(san)(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和五價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)消化(hua)道的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收最多為20%;五價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)細胞中(zhong)不(bu)(bu)能(neng)被定量地還(huan)原(yuan)為三(san)(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)(事實上在(zai)細胞中(zhong)三(san)(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)反而會被氧(yang)化(hua)成(cheng)五價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti));由于體(ti)內(nei)不(bu)(bu)能(neng)發生(sheng)甲基化(hua)反應,五價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)主要排泄途徑(jing)是(shi)尿液(ye)。急性(xing)(xing)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒的(de)(de)(de)(de)癥狀也與砷(shen)中(zhong)毒相似,主要引起(qi)(qi)心(xin)臟(zang)毒性(xing)(xing)(表(biao)現(xian)為心(xin)肌炎(yan)),不(bu)(bu)過銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)心(xin)臟(zang)毒性(xing)(xing)還(huan)可(ke)(ke)能(neng)引起(qi)(qi)阿-斯綜合(he)征(zheng)。有(you)報(bao)告稱,從搪(tang)瓷杯中(zhong)溶解的(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)等價(jia)(jia)(jia)(jia)于90毫克酒石酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時,銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒對人(ren)體(ti)只有(you)短期(qi)影響;但(dan)是(shi)相當于6克酒石酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時,就會在(zai)三(san)(san)天后致(zhi)人(ren)死亡(wang)。吸(xi)入銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)灰也對人(ren)體(ti)有(you)害(hai),有(you)時甚至是(shi)致(zhi)命(ming)的(de)(de)(de)(de):小劑量吸(xi)入時會引起(qi)(qi)頭疼、眩暈和抑郁;大劑量攝(she)入,例(li)如長(chang)期(qi)皮膚接觸可(ke)(ke)能(neng)引起(qi)(qi)皮膚炎(yan)、損(sun)害(hai)肝(gan)腎(shen)、劇烈而頻繁的(de)(de)(de)(de)嘔吐,甚至死亡(wang)。
銻不能與強(qiang)氧化劑、強(qiang)酸(suan)、氫鹵酸(suan)、氯(lv)或氟一起存放,并且應與熱源隔絕。
銻在浸取時會從(cong)聚對苯二甲酸(suan)乙二酯(PET)瓶(ping)中進入液體(ti)。檢(jian)測到的(de)(de)銻濃度標(biao)(biao)準(zhun)則是(shi)瓶(ping)裝(zhuang)水(shui)低于飲用水(shui),英(ying)國生產(chan)的(de)(de)濃縮(suo)果汁被檢(jian)測到含銻44.7μg/L,遠遠超出(chu)歐盟自來(lai)水(shui)的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)5μg/L。各個組織的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)分別是(shi):
世界衛(wei)生組(zu)織:20μg/L
日本:15μg/L
美(mei)國(guo)國(guo)家環(huan)境(jing)保護局、加拿大衛生(sheng)部(bu)(bu)和安大略(lve)省環(huan)境(jing)部(bu)(bu):6μg/L
德國聯邦環(huan)境(jing)部:5μg/L
根(gen)據《中華人民共和國國家標準(zhun)污水綜合排(pai)放標準(zhun)》,銻(Sb)屬于第一類(lei)污染(ran)物,其最高允許排(pai)放濃(nong)度為0.1mg/L。
歐盟將(jiang)銻列為高危害有(you)毒物質和可致癌(ai)物質并予以規管。
美(mei)國(guo)環境(jing)(jing)保(bao)護署限(xian)制(zhi)排(pai)入(ru)湖(hu)、河、棄置(zhi)場和農田的(de)鎘量并(bing)禁止(zhi)殺蟲(chong)劑中含有銻(ti)(ti)。美(mei)國(guo)環境(jing)(jing)保(bao)護署允許飲用水含有10ppb的(de)銻(ti)(ti),并(bing)打算把限(xian)制(zhi)減到5ppb。美(mei)國(guo)食(shi)品(pin)和藥物管理局規定(ding)食(shi)用色(se)素的(de)含銻(ti)(ti)量為不得多(duo)于15ppm。美(mei)國(guo)職業(ye)安全(quan)衛(wei)生署規定(ding)工(gong)(gong)作(zuo)環境(jing)(jing)空氣(qi)(qi)中鎘含量在(zai)煙霧為100微(wei)(wei)克(ke)/立(li)(li)方(fang)米,在(zai)鎘塵(chen)為200微(wei)(wei)克(ke)/立(li)(li)方(fang)米。美(mei)國(guo)職業(ye)安全(quan)衛(wei)生署計劃(hua)將空氣(qi)(qi)中所有鎘化合(he)物含量限(xian)制(zhi)在(zai)1到5微(wei)(wei)克(ke)/立(li)(li)方(fang)米美(mei)國(guo)國(guo)家職業(ye)安全(quan)和衛(wei)生研究(jiu)所希望(wang)讓工(gong)(gong)人(ren)盡量少呼吸到銻(ti)(ti)以防止(zhi)膀(bang)胱癌。
銻該品(pin)(pin)根據《危(wei)險化學品(pin)(pin)安全(quan)管(guan)理條例》受(shou)公安部門管(guan)制。
密(mi)封包裝,并貯于干燥通風處。遠離火種、熱(re)源,防止陽(yang)光直射。切忌與氧化(hua)劑、食用化(hua)學品(pin)、酸類(lei)等(deng)共儲混運。
滅(mie)火(huo):干粉、砂土。禁止(zhi)CO2和酸堿滅(mie)火(huo)劑。
DZ/T 0395.2-2022 《硫鐵礦礦石分析方法 第2部分:鋰、鈹、鈷、鎳(nie)、銅、鋅、鎵、銣、鉬、銀(yin)、鎘、銦、銻、銫、鎢、鉈、鉛、鉍、釷和鈾(you)含量的測定 混合(he)酸分解(jie)―電(dian)感耦合(he)等(deng)離子體質(zhi)譜法》
DZ/T 0396.3-2022 《鎳礦(kuang)石化學分析方(fang)法 第3部分:鋰(li)、鈹、鈧(kang)、鈷、銅、鋅(xin)、鎵、銣、鉬、銀、鎘、銦(yin)、銻(ti)、銫、鎢、鉈、鉛(qian)、鉍(bi)、釷和鈾含量(liang)的測(ce)定 混合酸分解—電感耦合等離(li)子體質譜法》