銻(Antimony),金屬元素,元素符號Sb,原子(zi)序(xu)數51,銀白(bai)色有(you)光(guang)澤硬而脆(cui)的(de)金屬(常制成棒(bang)、塊、粉等(deng)多種形狀)。有(you)鱗(lin)片狀晶體結(jie)構(gou)。在潮濕空氣(qi)中逐漸(jian)失(shi)去(qu)光(guang)澤,強熱則燃(ran)燒成白(bai)色銻的(de)氧(yang)化物。易溶于(yu)王水(shui),溶于(yu)濃硫酸。相(xiang)對密度6.68,熔點(dian)630℃,沸點(dian)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(ti)是(shi)一種稀有金屬,在電氣、化學(xue)、醫藥等工(gong)業領域用途(tu)極(ji)廣,氧(yang)化銻(ti)是(shi)現代信息家電產(chan)品生產(chan)中重要的阻燃增效劑。
銻是一種帶(dai)有銀色(se)(se)光澤(ze)的(de)灰(hui)色(se)(se)金屬,其莫(mo)氏硬度為(wei)3。因此(ci),純銻不(bu)能(neng)用于制造硬的(de)物(wu)件:中國的(de)貴州省曾在1931年發行銻制的(de)硬幣,但因為(wei)銻很容易磨損(sun),在流通過程損(sun)失嚴重。
物態 固態
密度 6.697g·cm3
熔(rong)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(re) 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)多物體有熱脹冷(leng)(leng)縮的(de)特性(xing),比如(ru)常(chang)用(yong)的(de)溫度(du)計就是利(li)用(yong)了水銀熱脹冷(leng)(leng)縮的(de)原理。但是,銻與眾不同,它在一定溫度(du)范(fan)圍內(nei)會(hui)熱縮冷(leng)(leng)脹。
銻是氮族(zu)元素(su)(15族(zu)),電(dian)負性為2.05(鮑林標度(du))。根據元素(su)周(zhou)期律,它(ta)的(de)電(dian)負性比(bi)錫和鉍大(da),比(bi)碲和砷小。銻在(zai)室溫下的(de)空(kong)氣(qi)中是穩定的(de),但加熱時能與(yu)氧(yang)氣(qi)反(fan)應生成(cheng)三氧(yang)化(hua)二銻。銻在(zai)一般條件下不與(yu)酸反(fan)應。
已(yi)知銻(ti)(ti)(ti)有四種(zhong)同(tong)素(su)異(yi)(yi)形(xing)(xing)體——一(yi)種(zhong)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)和(he)三種(zhong)亞穩(wen)態銻(ti)(ti)(ti)(爆炸性銻(ti)(ti)(ti)、黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)、黃(huang)銻(ti)(ti)(ti))。金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)是(shi)一(yi)種(zhong)易碎的(de)(de)(de)(de)(de)銀白色有光澤的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。把熔融的(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)緩慢(man)冷(leng)卻(que),金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)就(jiu)會(hui)結成三方(fang)晶(jing)系的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體,其與砷的(de)(de)(de)(de)(de)灰(hui)色同(tong)素(su)異(yi)(yi)形(xing)(xing)體異(yi)(yi)質同(tong)晶(jing)。罕見的(de)(de)(de)(de)(de)爆炸形(xing)(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)可由電解三氯化(hua)銻(ti)(ti)(ti)制得(de)(de),用(yong)尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)具刮擦它(ta)就(jiu)會(hui)發(fa)生放(fang)熱的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學反應,放(fang)出(chu)白煙(yan)并生成金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)。如(ru)果在研(yan)缽中用(yong)研(yan)杵(chu)將它(ta)磨碎,就(jiu)會(hui)發(fa)生劇(ju)烈的(de)(de)(de)(de)(de)爆炸。黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)是(shi)由金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽急劇(ju)冷(leng)卻(que)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體結構與紅磷和(he)黑(hei)(hei)砷相同(tong),在氧氣中易被氧化(hua)甚至自燃。當溫(wen)度降到100℃時(shi),它(ta)逐漸轉變成穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)型(xing)。黃(huang)銻(ti)(ti)(ti)是(shi)最不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong),只(zhi)能由銻(ti)(ti)(ti)化(hua)氫(qing)在-90℃下氧化(hua)而得(de)(de)。在這種(zhong)溫(wen)度和(he)環境(jing)光線的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下,亞穩(wen)態的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)素(su)異(yi)(yi)形(xing)(xing)體會(hui)轉化(hua)成更穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)銻(ti)(ti)(ti)。
金(jin)(jin)屬銻(ti)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)為(wei)層(ceng)(ceng)狀結(jie)(jie)構(gou)(空間群:R3m),而每層(ceng)(ceng)都包含相連的(de)(de)褶皺六(liu)元環結(jie)(jie)構(gou)。最近的(de)(de)和次近的(de)(de)銻(ti)原(yuan)子形(xing)成(cheng)變形(xing)八面體,在相同雙層(ceng)(ceng)中的(de)(de)三個(ge)銻(ti)原(yuan)子比(bi)其他三個(ge)相距略近一些(xie)。這種(zhong)距離上的(de)(de)相對近使得金(jin)(jin)屬銻(ti)的(de)(de)密度達(da)到(dao)6.697g/cm3,但層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之間的(de)(de)成(cheng)鍵很弱也造成(cheng)它很軟且易碎。
銻有兩種(zhong)穩(wen)(wen)定同(tong)位(wei)(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%。銻還有35種(zhong)放(fang)射(she)性同(tong)位(wei)(wei)素(su),其(qi)中半衰期最(zui)長(chang)的(de)(de)125Sb為(wei)2.75年。此外,已發現了29種(zhong)亞(ya)穩(wen)(wen)態。這其(qi)中最(zui)穩(wen)(wen)定的(de)(de)是(shi)124Sb,半衰期為(wei)60.20天(tian),它可以用作中子源(yuan)。比穩(wen)(wen)定同(tong)位(wei)(wei)素(su)123Sb輕的(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素(su)傾向于發生β+衰變,而較(jiao)重的(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素(su)更易發生β-衰變。當然也有一些例外。
銻化合物(wu)通常(chang)分為+3價和+5價兩類。與同主(zhu)族的砷一(yi)樣(yang),它的+5氧化態更為穩定。
三氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)可由銻(ti)(ti)在(zai)(zai)空氣中(zhong)燃燒制(zhi)得。在(zai)(zai)氣相中(zhong),它(ta)以(yi)雙聚(ju)體(ti)Sb4O6的形(xing)(xing)(xing)式存在(zai)(zai),但冷(leng)凝時(shi)會形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)多聚(ju)體(ti)。五氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)只能(neng)用濃硝酸氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)三價銻(ti)(ti)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物制(zhi)得。銻(ti)(ti)也能(neng)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)混合價態化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物——四氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti),其(qi)中(zhong)的銻(ti)(ti)為Sb(III)和(he)Sb(V)。與磷和(he)砷不(bu)同(tong)的是(shi),這(zhe)些氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物都是(shi)兩性的,它(ta)們不(bu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)定義明(ming)確的含氧(yang)酸,而(er)是(shi)與酸反應形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)銻(ti)(ti)鹽。
還沒有制(zhi)得亞銻(ti)酸(Sb(OH)3),但它(ta)的共(gong)軛堿亞銻(ti)酸鈉可由熔融的氧化鈉與(yu)三(san)氧化二銻(ti)反應制(zhi)得。過渡金屬的亞銻(ti)酸鹽也已制(zhi)得。銻(ti)酸只能以水(shui)合物(wu)(wu)HSb(OH)6的形式(shi)存在(zai)。這些鹽脫水(shui)得到混合氧化物(wu)(wu)。
許多(duo)銻(ti)(ti)礦石是(shi)(shi)硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)物(wu),其中如輝銻(ti)(ti)礦(Sb2S3)、深紅銀礦(Ag3SbS3)、輝銻(ti)(ti)鉛礦、脆硫(liu)(liu)(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛礦和硫(liu)(liu)(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛礦。五硫(liu)(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)二銻(ti)(ti)是(shi)(shi)一種(zhong)(zhong)非整比化(hua)(hua)合物(wu),銻(ti)(ti)處(chu)于+3氧化(hua)(hua)態并(bing)含(han)有S-S鍵。有多(duo)種(zhong)(zhong)硫(liu)(liu)(liu)(liu)代銻(ti)(ti)酸(suan)鹽是(shi)(shi)已知的。
銻(ti)能形(xing)成兩類鹵化物——SbX3和SbX5。其中三(san)(san)鹵化物(SbF3、SbCl3、SbBr3和SbI3)的空間構型都是三(san)(san)角錐形(xing)。三(san)(san)氟(fu)化銻(ti)可以由(you)三(san)(san)氧化二銻(ti)與氫氟(fu)酸反應制得:
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這種氟化(hua)物(wu)是(shi)路(lu)易斯酸(suan),能結合氟離子(zi)形成配離子(zi)SbF4-和SbF52-。熔(rong)化(hua)的(de)三(san)氟化(hua)銻是(shi)一種弱(ruo)的(de)導體。三(san)氯化(hua)銻則(ze)由三(san)硫化(hua)二銻溶于鹽(yan)酸(suan)制得(de):
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)鹵(lu)化物(wu)(SbF5和SbCl5)氣態(tai)時的空間構(gou)型(xing)為(wei)三角(jiao)雙錐(zhui)形(xing)。但(dan)是轉化為(wei)液態(tai)后,五(wu)氟(fu)化銻(ti)形(xing)成聚合物(wu),而五(wu)氯化銻(ti)依(yi)舊(jiu)是單體。五(wu)氟(fu)化銻(ti)是很(hen)強的路易斯(si)酸(suan),可用于配制著名的超強酸(suan)氟(fu)銻(ti)酸(suan)(HSbF6)。
銻(ti)(ti)的鹵氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)比砷(shen)和磷更為(wei)常見。三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)二(er)銻(ti)(ti)溶于濃酸再稀釋可形成銻(ti)(ti)酰(xian)化(hua)(hua)合物(wu),例如SbOCl和(SbO)2SO4。
這類化(hua)(hua)合物(wu)通常被視(shi)作(zuo)Sb的(de)衍生(sheng)物(wu)。Sb金(jin)屬(shu)性(xing)不(bu)強,能與金(jin)屬(shu)形成銻(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu),例(li)如銻(ti)(ti)化(hua)(hua)銦(yin)(InSb),銻(ti)(ti)化(hua)(hua)銀(Ag3Sb),銻(ti)(ti)鈀(ba)礦(Pd5Sb2),方銻(ti)(ti)金(jin)礦(AuSb2),紅銻(ti)(ti)鎳礦(NiSb)等。堿金(jin)屬(shu)和(he)鋅的(de)銻(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu),例(li)如Na3Sb和(he)Zn3Sb2比以(yi)上物(wu)質更為活潑。這些銻(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu)用酸處理可以(yi)生(sheng)成不(bu)穩定的(de)氣體銻(ti)(ti)化(hua)(hua)氫(SbH3)。
銻化物一(yi)般(ban)以共(gong)價鍵(jian)(jian)(jian)(jian)鏈接,是(shi)電子(zi)(zi)(zi)云(yun)的(de)重疊,所以共(gong)價鍵(jian)(jian)(jian)(jian)最本質的(de)分類方(fang)式就是(shi)它們的(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(zai)有機(ji)(ji)化合物中(zhong)(zhong)(zhong),通常(chang)把共(gong)價鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以其(qi)共(gong)用的(de)電子(zi)(zi)(zi)對(dui)數(shu)分為單(dan)鍵(jian)(jian)(jian)(jian)、雙鍵(jian)(jian)(jian)(jian)以及(ji)三鍵(jian)(jian)(jian)(jian)。單(dan)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(dou)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)。但無機(ji)(ji)銻化物不用此法。原因(yin)是(shi),無機(ji)(ji)銻化物中(zhong)(zhong)(zhong)經(jing)常(chang)出(chu)現的(de)共(gong)軛體系(離域π鍵(jian)(jian)(jian)(jian))使(shi)得(de)某兩個原子(zi)(zi)(zi)之間共(gong)用的(de)電子(zi)(zi)(zi)對(dui)數(shu)很難確定(ding),因(yin)此無機(ji)(ji)物中(zhong)(zhong)(zhong)常(chang)取平均鍵(jian)(jian)(jian)(jian)級,作為鍵(jian)(jian)(jian)(jian)能的(de)粗略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有(you)(you)(you)機(ji)銻化(hua)合(he)物(wu)一般可由格氏試劑對鹵(lu)化(hua)銻的烷基化(hua)反應制備(bei)。已知有(you)(you)(you)大量(liang)三價(jia)和(he)五價(jia)的有(you)(you)(you)機(ji)銻化(hua)合(he)物(wu)——包(bao)括(kuo)混合(he)氯代衍(yan)生物(wu),還(huan)有(you)(you)(you)以銻為中心(xin)的陽離子和(he)陰離子。例如(ru)Sb(C6H5)3(三苯基銻)、Sb2(C6H5)4(含有(you)(you)(you)一根Sb-Sb鍵)以及環狀(zhuang)的[Sb(C6H5)]n。五配位的有(you)(you)(you)機(ji)銻化(hua)合(he)物(wu)也很常見,例如(ru)Sb(C6H5)5和(he)一些類(lei)似(si)的鹵(lu)代物(wu)。
銻是全球性污染(ran)物,是國(guo)際上最為關注的有毒金屬(shu)元素之一。與其(qi)他有毒金屬(shu)如汞和砷(shen)等相比,人們對銻的環境(jing)污染(ran)過(guo)程和生物地球化學循環還缺乏系統認識。
化(hua)學(xue)形態(tai)、微(wei)生物(wu)和有機質的(de)(de)影響,及同(tong)位素(su)等(deng)現代(dai)分析技(ji)術(shu)是研究銻(ti)(ti)(ti)生物(wu)地(di)球化(hua)學(xue)循環(huan)強(qiang)有力的(de)(de)研究手(shou)段,可(ke)以為某些關(guan)(guan)鍵重要(yao)的(de)(de)環(huan)節提供新的(de)(de)思(si)路(lu),在(zai)此基(ji)礎(chu)上,建立(li)地(di)表(biao)環(huan)境中銻(ti)(ti)(ti)的(de)(de)生物(wu)地(di)球化(hua)學(xue)演化(hua)、歸宿以及與人體健(jian)康(kang)的(de)(de)關(guan)(guan)系的(de)(de)基(ji)本認識框(kuang)架,為其它(ta)類型銻(ti)(ti)(ti)污染(ran)咖城市(shi)地(di)表(biao)環(huan)境的(de)(de)評價和治理提供借鑒。
近些年(nian)的(de)(de)研究表明生物活動和(he)有(you)機質參(can)與(yu)了環境(jing)中(zhong)銻(ti)的(de)(de)遷移轉化等。生物對銻(ti)的(de)(de)吸收和(he)吸附過程取決于銻(ti)的(de)(de)形態(tai)和(he)微環境(jing)如微生物,溶(rong)解三(san)價(jia)銻(ti)很容易(yi)被植物根系吸收,而五價(jia)銻(ti)則很難被吸收。
大量(liang)最新的(de)研究結果(guo)表明(ming):天然有(you)機(ji)質(zhi)對微量(liang)金(jin)屬(shu)元素如汞、銅、鉛、鈷和(he)鐵等的(de)生物地球化學(xue)循環過程(cheng)起著十分重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong),這是由于有(you)機(ji)質(zhi)能與(yu)金(jin)屬(shu)離子形成有(you)機(ji)金(jin)屬(shu)配位體(ti),導致金(jin)屬(shu)元素生物地球化學(xue)行為的(de)改變,影響其溶解性(xing)、生物有(you)效性(xing)、與(yu)微粒(li)之間的(de)相互作(zuo)用(yong)并改變它們(men)的(de)毒性(xing)。
因此,金屬與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用機(ji)(ji)理是近年來環(huan)境化(hua)學(xue)領域注目的(de)焦(jiao)點(dian)。由于關(guan)于銻(ti)(ti)與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)相(xiang)互(hu)作(zuo)用的(de)研究相(xiang)對較少(shao),有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)對銻(ti)(ti)生物(wu)(wu)地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)循環(huan)的(de)影響程(cheng)度和(he)機(ji)(ji)理還不清楚。但從相(xiang)關(guan)的(de)文獻報道可(ke)以看出(chu):在(zai)水(shui)(shui)環(huan)境中(zhong),有(you)(you)(you)機(ji)(ji)結(jie)合態(tai)銻(ti)(ti)占總銻(ti)(ti)相(xiang)當大(da)的(de)份額,在(zai)海(hai)水(shui)(shui)和(he)湖水(shui)(shui)中(zhong),銻(ti)(ti)與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)結(jie)合;土壤(rang)和(he)沉積(ji)物(wu)(wu)中(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)結(jie)合態(tai)銻(ti)(ti)占總銻(ti)(ti)的(de)比例還不清楚,預計會比水(shui)(shui)體中(zhong)更大(da)。
由于MC-ICP-MS的(de)發展以及高(gao)效(xiao)率離子化氫等(deng)離子體的(de)出現,準確(que)和高(gao)精(jing)度的(de)同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)比值測定成為(wei)可(ke)能,一(yi)些(xie)金(jin)屬(shu)如銅(tong)、鐵(tie)、鋅、鉑和硒等(deng)穩定同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)系(xi)統的(de)研(yan)究(jiu)已(yi)為(wei)認識這些(xie)金(jin)屬(shu)的(de)生(sheng)物(wu)地(di)球化學(xue)(xue)過(guo)程和自(zi)然分餾研(yan)究(jiu)提(ti)供了一(yi)種全(quan)新的(de)技術手段。因(yin)此,金(jin)屬(shu)元素(su)(su)(su)的(de)穩定同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)研(yan)究(jiu)是金(jin)屬(shu)元素(su)(su)(su)環境與生(sheng)物(wu)地(di)球化學(xue)(xue)領(ling)域(yu)的(de)前沿領(ling)域(yu)之(zhi)一(yi)。同位(wei)(wei)素(su)(su)(su)為(wei)銻在地(di)表環境的(de)無機與生(sheng)物(wu)過(guo)程示蹤和來(lai)源研(yan)究(jiu)提(ti)供了全(quan)新的(de)技術手段。
銻的一種煉金術符號為♀形
早(zao)在公元(yuan)前(qian)3100年的埃及前(qian)王朝時代(dai),化妝品剛被發明,三硫化二銻就(jiu)用作化妝用的眼影粉。
在(zai)(zai)迦勒(le)底的(de)(de)(de)泰洛赫(he)(今伊拉(la)克),曾發(fa)現(xian)一塊可(ke)(ke)追溯到公元前(qian)3000年(nian)的(de)(de)(de)銻制(zhi)史前(qian)花瓶碎(sui)片(pian);而在(zai)(zai)埃及發(fa)現(xian)了公元前(qian)2500年(nian)至前(qian)2200年(nian)間的(de)(de)(de)鍍銻的(de)(de)(de)銅器(qi)。奧斯汀在(zai)(zai)1892年(nian)赫(he)伯(bo)特·格拉(la)斯頓的(de)(de)(de)一場演講時說(shuo)道:“我們只知道銻現(xian)在(zai)(zai)是(shi)一種(zhong)很易(yi)碎(sui)的(de)(de)(de)金屬(shu),很難被塑造成實用的(de)(de)(de)花瓶,因此這項(xiang)值得一提的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)(即上(shang)文的(de)(de)(de)花瓶碎(sui)片(pian))表現(xian)了已(yi)失傳的(de)(de)(de)使銻具有可(ke)(ke)塑性(xing)的(de)(de)(de)方法(fa)。”然而,默里(li)(Moorey)不(bu)相信那個碎(sui)片(pian)真(zhen)的(de)(de)(de)來自花瓶,在(zai)(zai)1975年(nian)發(fa)表他的(de)(de)(de)分析論(lun)文后,認(ren)為斯里(li)米卡(ka)哈諾夫(Selimkhanov)試圖將那塊金屬(shu)與外高加索的(de)(de)(de)天然銻聯系(xi)起(qi)來,但用那種(zhong)材(cai)料制(zhi)成的(de)(de)(de)都是(shi)小飾物(wu)。這大大削弱了銻在(zai)(zai)古(gu)代技術下(xia)具有可(ke)(ke)塑性(xing)這種(zhong)說(shuo)法(fa)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)信度(du)。
歐洲(zhou)人萬諾喬·比林(lin)古喬于(yu)1540年最(zui)早在《火焰學》(De la pirotechnia)中(zhong)描述了提(ti)煉銻(ti)的(de)方(fang)法(fa),這早于(yu)1556年阿(a)格里科拉(la)出(chu)版的(de)名作(zuo)《論(lun)礦冶(ye)》(De re Metallica)。此書(shu)中(zhong)阿(a)格里科拉(la)錯誤地記入了金(jin)屬(shu)銻(ti)的(de)發現。1604年,德國(guo)出(chu)版了一本名為(wei)《Currus Triumphalis Antimonii》(直(zhi)譯為(wei)“凱旋戰車銻(ti)”)的(de)書(shu),其中(zhong)介紹(shao)了金(jin)屬(shu)銻(ti)的(de)制(zhi)備。15世紀時(shi),據說筆(bi)名叫(jiao)巴西利厄斯·華倫提(ti)努的(de)圣本篤(du)修會的(de)修士提(ti)到了銻(ti)的(de)制(zhi)法(fa),如果此事屬(shu)實,就早于(yu)比林(lin)古喬。
一般認為,純銻(ti)是(shi)(shi)由賈比爾(Jābir ibn Hayyān)于8世(shi)紀時(shi)最早制(zhi)得的(de)。然而爭議(yi)依舊不(bu)斷,翻(fan)(fan)譯(yi)家馬塞蘭(lan)·貝特洛(luo)(luo)聲(sheng)稱賈比爾的(de)書里沒(mei)有提到銻(ti),但其(qi)他人認為貝特洛(luo)(luo)只翻(fan)(fan)譯(yi)了一些不(bu)重要的(de)著作,而最相關(guan)的(de)那些(可能(neng)描述了銻(ti))還沒(mei)翻(fan)(fan)譯(yi),它們的(de)內容(rong)如今還是(shi)(shi)未知的(de)。
地殼(ke)中(zhong)自(zi)然(ran)存在的(de)純銻最早是由瑞典(dian)籍英國(guo)科學家威廉·亨利·布拉格于1783年記(ji)載的(de)。品種樣本采集自(zi)瑞典(dian)西曼蘭省薩(sa)(sa)拉市的(de)薩(sa)(sa)拉銀(yin)礦。
60%的銻用于生(sheng)產(chan)阻燃(ran)劑,而20%的銻用于制造(zao)電池中的合金材料(liao)、滑動軸承(cheng)和焊接劑。
銻的(de)(de)(de)最主(zhu)要用途(tu)是它(ta)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)三氧(yang)(yang)化(hua)二(er)銻用于制造耐火材料(liao)。除了含鹵素的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)以外,它(ta)幾乎總是與鹵化(hua)物(wu)(wu)阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)一起使(shi)用。三氧(yang)(yang)化(hua)二(er)銻形成銻的(de)(de)(de)鹵化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)過程可以減緩燃(ran)(ran)燒,即為它(ta)具有阻(zu)燃(ran)(ran)效(xiao)應的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。這些化(hua)合(he)物(wu)(wu)與氫(qing)原(yuan)子、氧(yang)(yang)原(yuan)子和(he)羥基(ji)自(zi)由基(ji)反應,最終(zhong)使(shi)火熄(xi)滅。商業中這些阻(zu)燃(ran)(ran)劑(ji)應用于兒(er)童(tong)服裝、玩(wan)具、飛(fei)機和(he)汽車(che)座套。它(ta)也(ye)用于玻(bo)璃纖維(wei)復合(he)材料(liao)(俗稱玻(bo)璃鋼)工業中聚(ju)(ju)酯(zhi)樹脂(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)添加劑(ji),例(li)如(ru)輕(qing)型飛(fei)機的(de)(de)(de)發動機蓋(gai)。樹脂(zhi)(zhi)遇火燃(ran)(ran)燒但(dan)火被撲滅后它(ta)的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)燒就會自(zi)行(xing)停止。
銻(ti)(ti)能(neng)與(yu)鉛形成用途廣泛(fan)的(de)合(he)金(jin),這(zhe)種合(he)金(jin)硬度(du)與(yu)機械強度(du)相比(bi)(bi)銻(ti)(ti)都有所提高。大部分(fen)使用鉛的(de)場合(he)都加(jia)入數(shu)量(liang)不等(deng)的(de)銻(ti)(ti)來制成合(he)金(jin)。在鉛酸電(dian)池中,這(zhe)種添加(jia)劑改變電(dian)極性質,并能(neng)減少放(fang)電(dian)時副產物氫氣(qi)的(de)生成。銻(ti)(ti)也用于減摩合(he)金(jin)(例如(ru)巴(ba)比(bi)(bi)特合(he)金(jin)),子彈(dan)、鉛彈(dan)、網線外(wai)套、鉛字合(he)金(jin)(例如(ru)Linotype排字機)、焊料(liao)(一(yi)些無(wu)鉛焊接(jie)劑含(han)有5%的(de)銻(ti)(ti))、鉛錫銻(ti)(ti)合(he)金(jin)、以及(ji)硬化制作(zuo)管風(feng)琴(qin)的(de)含(han)錫較(jiao)少的(de)合(he)金(jin)。
其他的(de)(de)銻幾乎都用(yong)(yong)(yong)于下文所述(shu)的(de)(de)三(san)個方面。第一項應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)是(shi)生(sheng)產(chan)聚對(dui)苯二(er)甲酸(suan)乙二(er)酯(zhi)的(de)(de)穩定劑(ji)(ji)和催(cui)化劑(ji)(ji)。第二(er)項應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)則是(shi)去除玻璃中(zhong)顯微鏡下可見的(de)(de)氣泡的(de)(de)澄清劑(ji)(ji),主要用(yong)(yong)(yong)途(tu)是(shi)制(zhi)造電視屏幕(mu);這是(shi)因為(wei)銻離子與氧氣接觸(chu)后(hou)阻礙了氣泡繼續生(sheng)成。第三(san)項應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)則是(shi)顏料。銻在(zai)半導體工業中(zhong)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)正不斷發展,主要是(shi)在(zai)超高電導率的(de)(de)n-型硅晶圓(yuan)中(zhong)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)摻雜劑(ji)(ji),這種材(cai)料用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)產(chan)二(er)極管、紅(hong)外(wai)線(xian)探(tan)測器和霍爾(er)效應(ying)(ying)元件。20世紀50年代,小珠(zhu)裝的(de)(de)鉛銻合金(jin)用(yong)(yong)(yong)于給NPN型合金(jin)結晶體管的(de)(de)發射(she)器和接收器上漆。銻化銦是(shi)用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)作(zuo)紅(hong)外(wai)探(tan)測儀的(de)(de)材(cai)料。
銻(ti)的生物(wu)(wu)學或(huo)醫(yi)(yi)學應(ying)用(yong)(yong)很少。主要成分為銻(ti)的藥(yao)品稱(cheng)作含銻(ti)藥(yao)劑(ji),是(shi)一種催(cui)吐(tu)劑(ji)。銻(ti)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)也用(yong)(yong)作抗原蟲(chong)劑(ji)。從1919年起,酒石(shi)酸銻(ti)鉀(俗稱(cheng)吐(tu)酒石(shi))曾用(yong)(yong)作治療(liao)血(xue)吸蟲(chong)病的藥(yao)物(wu)(wu)。它后來逐漸被(bei)吡(bi)喹酮(tong)所取代。銻(ti)及其化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)用(yong)(yong)于多種獸醫(yi)(yi)藥(yao)劑(ji),例如安修馬(ma)林(硫蘋果酸銻(ti)鋰)用(yong)(yong)作反(fan)芻動(dong)物(wu)(wu)的皮(pi)膚(fu)調(diao)(diao)節劑(ji)。銻(ti)對角質化(hua)的組(zu)織(zhi)有滋養和調(diao)(diao)節作用(yong)(yong),至少對動(dong)物(wu)(wu)是(shi)如此。
含(han)銻(ti)的(de)(de)(de)藥物也用(yong)作(zuo)治(zhi)療家畜的(de)(de)(de)利(li)什曼(man)病的(de)(de)(de)選擇之一,例如葡甲(jia)胺(an)銻(ti)酸(suan)鹽。可惜的(de)(de)(de)是,它不僅治(zhi)療指數較低,而且難以(yi)進入(ru)一些利(li)什曼(man)原蟲無鞭毛體所(suo)在(zai)的(de)(de)(de)骨髓,也就無法治(zhi)愈影(ying)響內臟的(de)(de)(de)疾病。金(jin)屬銻(ti)制成(cheng)的(de)(de)(de)銻(ti)丸曾用(yong)作(zuo)藥。但它被其他人從空(kong)氣中(zhong)攝(she)入(ru)后會導致中(zhong)毒(du)。
在(zai)一些安全火柴的(de)(de)火柴頭中使用(yong)了三硫化二銻(ti)(ti)。銻(ti)(ti)-124和鈹一起用(yong)于(yu)中子(zi)源:銻(ti)(ti)-124釋(shi)放出伽馬射線(xian),引(yin)發鈹的(de)(de)光致蛻變。這樣(yang)釋(shi)放出的(de)(de)中子(zi)平均能(neng)量(liang)為24keV。銻(ti)(ti)的(de)(de)硫化物已被證實可(ke)以穩(wen)定汽車(che)(che)剎車(che)(che)片材(cai)料(liao)的(de)(de)摩擦系數。銻(ti)(ti)也(ye)用(yong)于(yu)制(zhi)造子(zi)彈和子(zi)彈示蹤劑。這種元素(su)也(ye)用(yong)于(yu)傳統的(de)(de)裝飾中,例如刷漆和藝(yi)術玻璃工藝(yi)。20世(shi)紀30年代前曾用(yong)它(ta)作牙釉質的(de)(de)遮光劑,但(dan)是(shi)多(duo)次(ci)發生中毒后就不再使用(yong)了。
銻(ti)(ti)和(he)(he)它的(de)(de)許(xu)多(duo)化(hua)合(he)物有(you)毒(du)(du)(du),作用機(ji)理為抑制酶的(de)(de)活性(xing)(xing),這點與砷類(lei)似(si);與同族的(de)(de)砷和(he)(he)鉍(bi)一樣,三(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)(du)性(xing)(xing)要(yao)比(bi)五(wu)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)大(da)。但是,銻(ti)(ti)的(de)(de)毒(du)(du)(du)性(xing)(xing)比(bi)砷低得多(duo),這可(ke)能是砷與銻(ti)(ti)之間(jian)在(zai)(zai)攝(she)取、新(xin)陳代謝和(he)(he)排泄過程中的(de)(de)巨(ju)大(da)差別(bie)所造成的(de)(de):如(ru)三(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)和(he)(he)五(wu)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)在(zai)(zai)消化(hua)道的(de)(de)吸(xi)收最多(duo)為20%;五(wu)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)在(zai)(zai)細(xi)胞中不能被定(ding)量(liang)(liang)地還(huan)原為三(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)(事實上在(zai)(zai)細(xi)胞中三(san)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)反(fan)而會被氧化(hua)成五(wu)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti));由(you)于(yu)體(ti)(ti)內(nei)不能發生甲基化(hua)反(fan)應,五(wu)價(jia)(jia)(jia)(jia)銻(ti)(ti)的(de)(de)主要(yao)排泄途徑是尿液。急性(xing)(xing)銻(ti)(ti)中毒(du)(du)(du)的(de)(de)癥狀也與砷中毒(du)(du)(du)相似(si),主要(yao)引(yin)起(qi)心臟(zang)毒(du)(du)(du)性(xing)(xing)(表(biao)現(xian)為心肌炎(yan)(yan)),不過銻(ti)(ti)的(de)(de)心臟(zang)毒(du)(du)(du)性(xing)(xing)還(huan)可(ke)能引(yin)起(qi)阿-斯(si)綜合(he)征。有(you)報(bao)告(gao)稱,從(cong)搪(tang)瓷杯(bei)中溶解的(de)(de)銻(ti)(ti)等價(jia)(jia)(jia)(jia)于(yu)90毫克酒(jiu)石酸銻(ti)(ti)鉀時,銻(ti)(ti)中毒(du)(du)(du)對人體(ti)(ti)只(zhi)有(you)短期影響;但是相當于(yu)6克酒(jiu)石酸銻(ti)(ti)鉀時,就會在(zai)(zai)三(san)天(tian)后(hou)致(zhi)人死(si)亡(wang)。吸(xi)入(ru)銻(ti)(ti)灰(hui)也對人體(ti)(ti)有(you)害,有(you)時甚(shen)至是致(zhi)命的(de)(de):小劑(ji)量(liang)(liang)吸(xi)入(ru)時會引(yin)起(qi)頭疼、眩暈和(he)(he)抑郁(yu);大(da)劑(ji)量(liang)(liang)攝(she)入(ru),例如(ru)長期皮膚(fu)接(jie)觸可(ke)能引(yin)起(qi)皮膚(fu)炎(yan)(yan)、損害肝腎、劇烈(lie)而頻繁(fan)的(de)(de)嘔吐(tu),甚(shen)至死(si)亡(wang)。
銻不能與強(qiang)氧化劑、強(qiang)酸、氫鹵酸、氯或氟一起存放,并且應與熱源隔(ge)絕。
銻(ti)在浸(jin)取時會從聚對苯二甲酸乙二酯(PET)瓶中進(jin)入液體。檢(jian)測到的(de)(de)銻(ti)濃(nong)度標準則是瓶裝水(shui)低于飲(yin)用水(shui),英國生產(chan)的(de)(de)濃(nong)縮果(guo)汁被檢(jian)測到含(han)銻(ti)44.7μg/L,遠(yuan)遠(yuan)超(chao)出歐盟自來水(shui)的(de)(de)標準5μg/L。各個組(zu)織的(de)(de)標準分別是:
世界衛生組(zu)織:20μg/L
日本:15μg/L
美(mei)國國家環境(jing)保護局、加拿(na)大衛生部和安(an)大略省(sheng)環境(jing)部:6μg/L
德國聯(lian)邦(bang)環境部:5μg/L
根據(ju)《中華人民共和(he)國(guo)國(guo)家標(biao)準污水(shui)綜合排(pai)放標(biao)準》,銻(Sb)屬于第一(yi)類污染物,其最(zui)高允許排(pai)放濃(nong)度為0.1mg/L。
歐(ou)盟將銻列為高(gao)危害有毒物質和可(ke)致癌物質并(bing)予(yu)以規管(guan)。
美(mei)(mei)國(guo)環(huan)(huan)境保護(hu)(hu)署限(xian)制排(pai)入湖、河、棄(qi)置場和(he)農田的(de)鎘(ge)量(liang)(liang)并禁止殺蟲劑中含有銻(ti)(ti)。美(mei)(mei)國(guo)環(huan)(huan)境保護(hu)(hu)署允許飲用水含有10ppb的(de)銻(ti)(ti),并打算(suan)把(ba)限(xian)制減(jian)到5ppb。美(mei)(mei)國(guo)食品和(he)藥物管(guan)理局(ju)規定(ding)食用色素的(de)含銻(ti)(ti)量(liang)(liang)為(wei)(wei)不得多(duo)于15ppm。美(mei)(mei)國(guo)職(zhi)業安(an)全衛(wei)生署規定(ding)工作環(huan)(huan)境空氣(qi)中鎘(ge)含量(liang)(liang)在煙霧(wu)為(wei)(wei)100微克(ke)/立(li)方米,在鎘(ge)塵(chen)為(wei)(wei)200微克(ke)/立(li)方米。美(mei)(mei)國(guo)職(zhi)業安(an)全衛(wei)生署計(ji)劃將空氣(qi)中所有鎘(ge)化合物含量(liang)(liang)限(xian)制在1到5微克(ke)/立(li)方米美(mei)(mei)國(guo)國(guo)家(jia)職(zhi)業安(an)全和(he)衛(wei)生研究(jiu)所希(xi)望讓工人盡量(liang)(liang)少呼(hu)吸到銻(ti)(ti)以(yi)防止膀胱癌(ai)。
銻該品根據(ju)《危險化學品安全管理條例》受公安部(bu)門管制。
密封包裝,并(bing)貯(zhu)于(yu)干燥通風處。遠離火種、熱源,防止陽光(guang)直射。切忌與(yu)氧化劑、食用化學(xue)品、酸(suan)類等共儲混運。
滅火:干(gan)粉、砂土。禁止CO2和酸堿滅火劑。
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