銻(Antimony),金屬元(yuan)素,元(yuan)素符號Sb,原(yuan)(yuan)子(zi)序數(shu)51,銀白色(se)有光澤硬而脆的(de)金屬(常制成(cheng)棒(bang)、塊、粉等多種形狀)。有鱗片狀晶(jing)體(ti)結構。在潮濕空氣中逐漸失去(qu)光澤,強熱則燃燒成(cheng)白色(se)銻的(de)氧化物。易溶(rong)(rong)于王(wang)水,溶(rong)(rong)于濃硫酸。相對密度6.68,熔點630℃,沸(fei)點1635℃,原(yuan)(yuan)子(zi)半徑為(wei)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,銻是一(yi)種稀有金屬,在電氣、化學、醫藥等工(gong)業(ye)領域用途極廣(guang),氧化銻是現(xian)代信息(xi)家電產品生產中重要的阻燃增效劑(ji)。
銻(ti)是一種(zhong)帶(dai)有(you)銀(yin)色光澤的灰色金(jin)屬,其莫氏(shi)硬度(du)為3。因此(ci),純銻(ti)不能用于制(zhi)造(zao)硬的物件:中國(guo)的貴州省曾在1931年發行銻(ti)制(zhi)的硬幣,但因為銻(ti)很容易磨損(sun),在流通(tong)過程(cheng)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
汽化熱 193.43kJ·mol
比熱容 25.23J·mol·K
壓/Pa 1 10 100 1000 10000 100000
溫/K 807 876 1011 1219 1491 1858
許多物體有熱(re)脹冷縮的特性,比(bi)如常(chang)用(yong)的溫度計就是利用(yong)了水銀(yin)熱(re)脹冷縮的原(yuan)理。但(dan)是,銻(ti)與(yu)眾不同,它在一定溫度范圍內(nei)會熱(re)縮冷脹。
銻(ti)(ti)是氮族元素(su)(15族),電(dian)負(fu)性為2.05(鮑(bao)林(lin)標度)。根(gen)據元素(su)周(zhou)期律,它的(de)電(dian)負(fu)性比(bi)錫和鉍大,比(bi)碲和砷小。銻(ti)(ti)在室溫下的(de)空氣中是穩定的(de),但加熱時能與(yu)(yu)氧氣反應(ying)生(sheng)成三氧化二銻(ti)(ti)。銻(ti)(ti)在一(yi)般條件下不與(yu)(yu)酸反應(ying)。
已知銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)有四種(zhong)同(tong)(tong)(tong)素異(yi)(yi)形(xing)(xing)體(ti)——一(yi)(yi)種(zhong)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和三(san)種(zhong)亞(ya)穩(wen)(wen)態銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(爆(bao)炸性銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、黃銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)易碎的(de)(de)(de)(de)(de)銀白色有光(guang)(guang)澤的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。把熔融的(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)緩慢(man)冷卻,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)就會(hui)結(jie)成(cheng)三(san)方(fang)晶(jing)系的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti),其(qi)與砷(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)灰(hui)色同(tong)(tong)(tong)素異(yi)(yi)形(xing)(xing)體(ti)異(yi)(yi)質同(tong)(tong)(tong)晶(jing)。罕見的(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸形(xing)(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)可由電(dian)解三(san)氯化(hua)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)制得(de),用(yong)尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)器具刮擦它就會(hui)發生(sheng)放(fang)熱的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反應,放(fang)出白煙并生(sheng)成(cheng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。如果在(zai)研(yan)缽中用(yong)研(yan)杵將它磨(mo)碎,就會(hui)發生(sheng)劇烈的(de)(de)(de)(de)(de)爆(bao)炸。黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)由金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽急劇冷卻形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de),它的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)結(jie)構與紅磷和黑砷(shen)相同(tong)(tong)(tong),在(zai)氧氣中易被氧化(hua)甚至(zhi)自燃。當溫(wen)度降到(dao)100℃時,它逐(zhu)漸(jian)轉變成(cheng)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)型。黃銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)最(zui)不(bu)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong),只能由銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)氫(qing)在(zai)-90℃下(xia)氧化(hua)而(er)得(de)。在(zai)這種(zhong)溫(wen)度和環境光(guang)(guang)線的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下(xia),亞(ya)穩(wen)(wen)態的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)素異(yi)(yi)形(xing)(xing)體(ti)會(hui)轉化(hua)成(cheng)更穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)黑銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。
金屬銻的結(jie)構為層(ceng)狀結(jie)構(空間群:R3m),而每層(ceng)都包(bao)含(han)相連的褶(zhe)皺六元環結(jie)構。最近(jin)的和(he)次近(jin)的銻原子形成變形八面(mian)體,在相同(tong)雙層(ceng)中的三(san)個(ge)銻原子比其他三(san)個(ge)相距(ju)略近(jin)一些。這(zhe)種(zhong)距(ju)離上的相對近(jin)使(shi)得金屬銻的密度達到(dao)6.697g/cm3,但(dan)層(ceng)與層(ceng)之間的成鍵很弱也造(zao)成它(ta)很軟且易碎。
銻(ti)有(you)(you)兩(liang)種(zhong)穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su),121Sb的(de)(de)自(zi)然豐度為57.36%,而123Sb的(de)(de)自(zi)然豐度為42.64%。銻(ti)還有(you)(you)35種(zhong)放射性同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su),其中半衰(shuai)期(qi)最長的(de)(de)125Sb為2.75年。此外,已發現了29種(zhong)亞穩(wen)態。這其中最穩(wen)定的(de)(de)是124Sb,半衰(shuai)期(qi)為60.20天,它可以(yi)用作中子源(yuan)。比(bi)穩(wen)定同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)123Sb輕(qing)的(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)傾向于發生(sheng)β+衰(shuai)變,而較(jiao)重(zhong)的(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)更易發生(sheng)β-衰(shuai)變。當然也有(you)(you)一些例外。
銻化合物通常分(fen)為(wei)+3價和+5價兩(liang)類。與同主(zhu)族的砷一樣(yang),它(ta)的+5氧(yang)化態更為(wei)穩(wen)定。
三氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti)可由(you)銻(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)空氣(qi)中燃燒(shao)制得。在(zai)氣(qi)相中,它以(yi)雙聚體(ti)Sb4O6的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)式存在(zai),但冷凝時會形(xing)(xing)(xing)成(cheng)多聚體(ti)。五氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti)只能用(yong)濃硝酸(suan)氧化(hua)三價銻(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)合物制得。銻(ti)(ti)(ti)(ti)也能形(xing)(xing)(xing)成(cheng)混合價態化(hua)合物——四氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)(ti),其中的(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)為Sb(III)和(he)Sb(V)。與磷和(he)砷(shen)不同的(de)(de)(de)是,這些氧化(hua)物都是兩性的(de)(de)(de),它們不形(xing)(xing)(xing)成(cheng)定義明確的(de)(de)(de)含氧酸(suan),而是與酸(suan)反應(ying)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)銻(ti)(ti)(ti)(ti)鹽(yan)。
還沒有制得亞銻(ti)酸(suan)(Sb(OH)3),但它的(de)共軛堿亞銻(ti)酸(suan)鈉可由熔融的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈉與三氧(yang)化(hua)(hua)二銻(ti)反應制得。過(guo)渡金屬的(de)亞銻(ti)酸(suan)鹽也已制得。銻(ti)酸(suan)只能以水(shui)合物(wu)HSb(OH)6的(de)形式存(cun)在。這些鹽脫水(shui)得到混合氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)。
許多銻(ti)礦石是(shi)硫(liu)化(hua)(hua)物(wu),其中如輝銻(ti)礦(Sb2S3)、深紅銀礦(Ag3SbS3)、輝銻(ti)鉛(qian)礦、脆硫(liu)銻(ti)鉛(qian)礦和硫(liu)銻(ti)鉛(qian)礦。五硫(liu)化(hua)(hua)二銻(ti)是(shi)一種非(fei)整比化(hua)(hua)合物(wu),銻(ti)處(chu)于+3氧化(hua)(hua)態(tai)并含有(you)(you)S-S鍵。有(you)(you)多種硫(liu)代(dai)銻(ti)酸鹽(yan)是(shi)已知的。
銻能(neng)形(xing)成兩類鹵化(hua)物(wu)——SbX3和(he)SbX5。其中(zhong)三(san)鹵化(hua)物(wu)(SbF3、SbCl3、SbBr3和(he)SbI3)的空間(jian)構型都是三(san)角(jiao)錐形(xing)。三(san)氟化(hua)銻可以由三(san)氧化(hua)二銻與氫氟酸反應制得:
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這種氟化物是(shi)路易斯酸(suan),能結合氟離子形成配離子SbF4-和SbF52-。熔化的三氟化銻(ti)是(shi)一種弱的導體(ti)。三氯化銻(ti)則由三硫(liu)化二(er)銻(ti)溶(rong)于(yu)鹽酸(suan)制(zhi)得:
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)鹵(lu)化(hua)(hua)物(SbF5和(he)SbCl5)氣態(tai)時的(de)空間構型為三角雙錐(zhui)形(xing)。但是(shi)(shi)轉(zhuan)化(hua)(hua)為液態(tai)后,五(wu)氟化(hua)(hua)銻形(xing)成聚合物,而五(wu)氯化(hua)(hua)銻依舊(jiu)是(shi)(shi)單體。五(wu)氟化(hua)(hua)銻是(shi)(shi)很強(qiang)的(de)路易斯酸(suan),可用(yong)于(yu)配制著名的(de)超強(qiang)酸(suan)氟銻酸(suan)(HSbF6)。
銻的鹵氧化(hua)(hua)(hua)物比砷和(he)磷更(geng)為(wei)常見。三氧化(hua)(hua)(hua)二銻溶(rong)于濃酸再稀釋可形成(cheng)銻酰(xian)化(hua)(hua)(hua)合物,例如SbOCl和(he)(SbO)2SO4。
這類化(hua)合物(wu)通常被視(shi)作Sb的衍生物(wu)。Sb金(jin)屬性不強(qiang),能與金(jin)屬形(xing)成(cheng)銻(ti)(ti)化(hua)物(wu),例如銻(ti)(ti)化(hua)銦(InSb),銻(ti)(ti)化(hua)銀(yin)(Ag3Sb),銻(ti)(ti)鈀礦(kuang)(Pd5Sb2),方(fang)銻(ti)(ti)金(jin)礦(kuang)(AuSb2),紅銻(ti)(ti)鎳礦(kuang)(NiSb)等(deng)。堿金(jin)屬和(he)鋅(xin)的銻(ti)(ti)化(hua)物(wu),例如Na3Sb和(he)Zn3Sb2比(bi)以(yi)上物(wu)質(zhi)更為活潑。這些銻(ti)(ti)化(hua)物(wu)用酸處理可以(yi)生成(cheng)不穩定的氣體(ti)銻(ti)(ti)化(hua)氫(qing)(SbH3)。
銻化物一(yi)般以(yi)共價鍵(jian)(jian)(jian)鏈接,是(shi)電子云的(de)(de)重(zhong)疊,所以(yi)共價鍵(jian)(jian)(jian)最本(ben)質的(de)(de)分(fen)(fen)類方(fang)式(shi)就(jiu)是(shi)它們的(de)(de)重(zhong)疊方(fang)式(shi)。σ鍵(jian)(jian)(jian),π鍵(jian)(jian)(jian),δ鍵(jian)(jian)(jian)在有(you)機(ji)化合物中,通常把(ba)共價鍵(jian)(jian)(jian)以(yi)其共用的(de)(de)電子對(dui)數分(fen)(fen)為(wei)單(dan)鍵(jian)(jian)(jian)、雙(shuang)鍵(jian)(jian)(jian)以(yi)及三鍵(jian)(jian)(jian)。單(dan)鍵(jian)(jian)(jian)是(shi)一(yi)根(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian);雙(shuang)鍵(jian)(jian)(jian)和三鍵(jian)(jian)(jian)都含(han)一(yi)根(gen)σ鍵(jian)(jian)(jian),其余(yu)1根(gen)或2根(gen)是(shi)π鍵(jian)(jian)(jian)。但無機(ji)銻化物不用此法。原(yuan)因(yin)是(shi),無機(ji)銻化物中經常出現的(de)(de)共軛體系(離域π鍵(jian)(jian)(jian))使得某(mou)兩個原(yuan)子之間(jian)共用的(de)(de)電子對(dui)數很(hen)難確定(ding),因(yin)此無機(ji)物中常取平(ping)均鍵(jian)(jian)(jian)級,作為(wei)鍵(jian)(jian)(jian)能的(de)(de)粗(cu)略(lve)標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有(you)(you)(you)機銻(ti)化(hua)(hua)(hua)合物一(yi)般可由格氏試劑對鹵化(hua)(hua)(hua)銻(ti)的(de)(de)烷基化(hua)(hua)(hua)反應(ying)制備。已知有(you)(you)(you)大量(liang)三價(jia)和五價(jia)的(de)(de)有(you)(you)(you)機銻(ti)化(hua)(hua)(hua)合物——包(bao)括混合氯代衍(yan)生物,還有(you)(you)(you)以銻(ti)為(wei)中心(xin)的(de)(de)陽離子(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)。例如Sb(C6H5)3(三苯(ben)基銻(ti))、Sb2(C6H5)4(含(han)有(you)(you)(you)一(yi)根Sb-Sb鍵)以及環狀的(de)(de)[Sb(C6H5)]n。五配位(wei)的(de)(de)有(you)(you)(you)機銻(ti)化(hua)(hua)(hua)合物也(ye)很常見,例如Sb(C6H5)5和一(yi)些(xie)類似的(de)(de)鹵代物。
銻(ti)是(shi)全球性污(wu)染物,是(shi)國際上(shang)最為關注的(de)有毒(du)金屬(shu)元素之(zhi)一。與其他有毒(du)金屬(shu)如汞(gong)和(he)砷(shen)等(deng)相比,人們對銻(ti)的(de)環境污(wu)染過程和(he)生物地球化學循環還(huan)缺乏系(xi)統認識。
化(hua)學(xue)形態、微生(sheng)(sheng)物和有(you)機質的(de)影響(xiang),及(ji)同位(wei)素等現代分析技術是研究銻生(sheng)(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)循環(huan)強有(you)力的(de)研究手段(duan),可以(yi)為某些(xie)關(guan)鍵重要的(de)環(huan)節提供(gong)新的(de)思路,在此基礎上,建立地(di)表環(huan)境中(zhong)銻的(de)生(sheng)(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)演化(hua)、歸宿以(yi)及(ji)與人體健康的(de)關(guan)系的(de)基本認識(shi)框架,為其它類型銻污染咖城市地(di)表環(huan)境的(de)評價和治(zhi)理提供(gong)借鑒(jian)。
近些(xie)年的研究(jiu)表明生(sheng)物活動和(he)有機質參與了環境中銻的遷移轉化等。生(sheng)物對銻的吸收(shou)(shou)和(he)吸附過程取決于銻的形態和(he)微環境如微生(sheng)物,溶解三(san)價銻很(hen)容易被(bei)植物根系吸收(shou)(shou),而五價銻則很(hen)難被(bei)吸收(shou)(shou)。
大量最新的研(yan)究結(jie)果(guo)表(biao)明:天(tian)然有(you)機質(zhi)對(dui)微量金屬(shu)元(yuan)素如汞(gong)、銅(tong)、鉛(qian)、鈷和鐵等(deng)的生物(wu)地(di)(di)球化學循環(huan)過程(cheng)起著(zhu)十分重要的作用(yong),這是由于有(you)機質(zhi)能與(yu)金屬(shu)離子形(xing)成有(you)機金屬(shu)配位體,導致金屬(shu)元(yuan)素生物(wu)地(di)(di)球化學行(xing)為(wei)的改(gai)變(bian),影響其溶解(jie)性(xing)、生物(wu)有(you)效性(xing)、與(yu)微粒之(zhi)間的相(xiang)互作用(yong)并改(gai)變(bian)它(ta)們的毒性(xing)。
因(yin)此,金屬與(yu)有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)的相互(hu)作用(yong)機(ji)理是近年來(lai)環(huan)境化學(xue)領域注目的焦點。由于關(guan)于銻(ti)與(yu)有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)相互(hu)作用(yong)的研究相對較少,有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)對銻(ti)生物地球化學(xue)循環(huan)的影響程(cheng)度(du)和機(ji)理還(huan)不清楚(chu)。但從相關(guan)的文獻(xian)報(bao)道可以(yi)看(kan)出:在水環(huan)境中(zhong),有(you)(you)機(ji)結合態銻(ti)占總銻(ti)相當大的份額,在海水和湖(hu)水中(zhong),銻(ti)與(yu)有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)結合;土壤和沉積物中(zhong)有(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)結合態銻(ti)占總銻(ti)的比(bi)例還(huan)不清楚(chu),預計會比(bi)水體中(zhong)更大。
由于MC-ICP-MS的(de)(de)(de)發(fa)展以及高(gao)效率離子(zi)化(hua)氫等離子(zi)體的(de)(de)(de)出現,準(zhun)確和(he)(he)高(gao)精度的(de)(de)(de)同位素(su)比值測定(ding)成(cheng)為(wei)可能,一些(xie)金(jin)(jin)屬如銅、鐵(tie)、鋅、鉑和(he)(he)硒(xi)等穩(wen)定(ding)同位素(su)系統(tong)的(de)(de)(de)研究(jiu)已(yi)為(wei)認識這些(xie)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)生(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)過程和(he)(he)自(zi)然分餾研究(jiu)提(ti)供(gong)了一種全新(xin)的(de)(de)(de)技(ji)術手(shou)段(duan)。因(yin)此(ci),金(jin)(jin)屬元素(su)的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)同位素(su)研究(jiu)是金(jin)(jin)屬元素(su)環境(jing)與生(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)前沿領(ling)域(yu)之一。同位素(su)為(wei)銻在地(di)表環境(jing)的(de)(de)(de)無機與生(sheng)物過程示(shi)蹤和(he)(he)來源研究(jiu)提(ti)供(gong)了全新(xin)的(de)(de)(de)技(ji)術手(shou)段(duan)。
銻的一種煉金術符號為♀形
早在公(gong)元前3100年的(de)埃及(ji)前王朝(chao)時代,化(hua)妝品剛被發明,三硫(liu)化(hua)二銻就用作化(hua)妝用的(de)眼影(ying)粉。
在迦(jia)勒底(di)的(de)(de)(de)泰洛赫(he)(今(jin)伊拉(la)克),曾(ceng)發現(xian)一(yi)塊可(ke)追溯到公元前3000年(nian)(nian)的(de)(de)(de)銻(ti)(ti)制(zhi)(zhi)史前花(hua)(hua)瓶碎(sui)片(pian)(pian);而在埃及發現(xian)了公元前2500年(nian)(nian)至(zhi)前2200年(nian)(nian)間的(de)(de)(de)鍍銻(ti)(ti)的(de)(de)(de)銅器(qi)。奧斯(si)汀(ting)在1892年(nian)(nian)赫(he)伯特·格(ge)拉(la)斯(si)頓的(de)(de)(de)一(yi)場演講時說(shuo)道:“我們只知道銻(ti)(ti)現(xian)在是(shi)一(yi)種很(hen)易碎(sui)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu),很(hen)難被塑(su)造(zao)成(cheng)實用的(de)(de)(de)花(hua)(hua)瓶,因此這(zhe)項值得一(yi)提(ti)的(de)(de)(de)發現(xian)(即(ji)上文的(de)(de)(de)花(hua)(hua)瓶碎(sui)片(pian)(pian))表(biao)現(xian)了已失傳的(de)(de)(de)使(shi)銻(ti)(ti)具有可(ke)塑(su)性的(de)(de)(de)方法。”然(ran)而,默(mo)里(li)(Moorey)不相(xiang)信那個碎(sui)片(pian)(pian)真的(de)(de)(de)來自(zi)花(hua)(hua)瓶,在1975年(nian)(nian)發表(biao)他的(de)(de)(de)分析論文后,認為斯(si)里(li)米卡哈諾夫(Selimkhanov)試圖將(jiang)那塊金(jin)屬(shu)與外高加索的(de)(de)(de)天然(ran)銻(ti)(ti)聯系起來,但用那種材料制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)都(dou)是(shi)小飾物。這(zhe)大(da)大(da)削弱了銻(ti)(ti)在古代(dai)技術下具有可(ke)塑(su)性這(zhe)種說(shuo)法的(de)(de)(de)可(ke)信度(du)。
歐洲人萬諾喬(qiao)·比(bi)林古喬(qiao)于(yu)(yu)1540年(nian)最早(zao)在《火焰(yan)學(xue)》(De la pirotechnia)中描述了(le)提煉銻的(de)(de)方法(fa)(fa),這早(zao)于(yu)(yu)1556年(nian)阿格(ge)里科(ke)拉(la)出版的(de)(de)名作《論礦冶》(De re Metallica)。此書(shu)(shu)中阿格(ge)里科(ke)拉(la)錯誤地記入(ru)了(le)金屬(shu)(shu)銻的(de)(de)發現。1604年(nian),德國(guo)出版了(le)一本名為《Currus Triumphalis Antimonii》(直譯為“凱旋戰(zhan)車銻”)的(de)(de)書(shu)(shu),其(qi)中介紹(shao)了(le)金屬(shu)(shu)銻的(de)(de)制備。15世紀(ji)時,據(ju)說(shuo)筆名叫巴西利厄斯·華倫提努的(de)(de)圣(sheng)本篤修(xiu)會的(de)(de)修(xiu)士提到了(le)銻的(de)(de)制法(fa)(fa),如(ru)果此事(shi)屬(shu)(shu)實,就早(zao)于(yu)(yu)比(bi)林古喬(qiao)。
一(yi)般認為(wei),純銻是(shi)(shi)由賈(jia)比爾(Jābir ibn Hayyān)于(yu)8世紀時(shi)最(zui)早制得的(de)。然而爭議依舊不斷,翻(fan)譯(yi)家(jia)馬塞蘭·貝特(te)(te)洛聲稱(cheng)賈(jia)比爾的(de)書(shu)里(li)沒(mei)有提到(dao)銻,但其他人認為(wei)貝特(te)(te)洛只(zhi)翻(fan)譯(yi)了一(yi)些不重要(yao)的(de)著(zhu)作,而最(zui)相(xiang)關的(de)那些(可能描述了銻)還(huan)沒(mei)翻(fan)譯(yi),它們的(de)內容(rong)如今還(huan)是(shi)(shi)未知的(de)。
地殼中自(zi)然存在(zai)的純銻(ti)最早(zao)是由(you)瑞(rui)典籍英(ying)國科學(xue)家威廉·亨利·布(bu)拉格(ge)于1783年記載的。品種樣本采集自(zi)瑞(rui)典西曼蘭(lan)省薩(sa)(sa)拉市(shi)的薩(sa)(sa)拉銀(yin)礦。
60%的銻(ti)(ti)用(yong)于(yu)(yu)生產阻燃劑,而20%的銻(ti)(ti)用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造電池中(zhong)的合金材料(liao)、滑動軸(zhou)承和(he)焊接劑。
銻(ti)的最(zui)主(zhu)要用(yong)途是它(ta)的氧化(hua)物(wu)三氧化(hua)二(er)銻(ti)用(yong)于制造耐火材料(liao)。除(chu)了含(han)鹵素的聚(ju)合(he)(he)物(wu)阻燃(ran)劑以外,它(ta)幾乎總是與鹵化(hua)物(wu)阻燃(ran)劑一(yi)起使用(yong)。三氧化(hua)二(er)銻(ti)形成銻(ti)的鹵化(hua)物(wu)的過程可以減緩燃(ran)燒(shao),即為它(ta)具有(you)阻燃(ran)效(xiao)應(ying)的原(yuan)因。這(zhe)些化(hua)合(he)(he)物(wu)與氫原(yuan)子、氧原(yuan)子和羥基(ji)(ji)自由基(ji)(ji)反應(ying),最(zui)終使火熄滅。商業中這(zhe)些阻燃(ran)劑應(ying)用(yong)于兒童服裝(zhuang)、玩具、飛(fei)機(ji)(ji)和汽車座套。它(ta)也用(yong)于玻璃纖(xian)維復合(he)(he)材料(liao)(俗稱玻璃鋼)工業中聚(ju)酯樹(shu)(shu)脂的添加劑,例如輕型飛(fei)機(ji)(ji)的發動機(ji)(ji)蓋。樹(shu)(shu)脂遇火燃(ran)燒(shao)但(dan)火被撲滅后它(ta)的燃(ran)燒(shao)就會自行停止。
銻(ti)(ti)能(neng)(neng)與鉛(qian)形成用(yong)途(tu)廣泛的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin),這種合(he)(he)(he)金(jin)(jin)硬度(du)與機械(xie)強度(du)相(xiang)比銻(ti)(ti)都有所提高。大(da)部分使用(yong)鉛(qian)的(de)(de)場合(he)(he)(he)都加入數量不等的(de)(de)銻(ti)(ti)來制成合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。在鉛(qian)酸電池中,這種添(tian)加劑改變電極(ji)性質,并(bing)能(neng)(neng)減(jian)少(shao)(shao)放電時副產物(wu)氫氣的(de)(de)生成。銻(ti)(ti)也用(yong)于減(jian)摩合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(例如(ru)巴比特合(he)(he)(he)金(jin)(jin)),子彈(dan)(dan)、鉛(qian)彈(dan)(dan)、網線外套、鉛(qian)字合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(例如(ru)Linotype排(pai)字機)、焊料(一些無鉛(qian)焊接劑含(han)有5%的(de)(de)銻(ti)(ti))、鉛(qian)錫銻(ti)(ti)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)、以及硬化制作管(guan)風琴的(de)(de)含(han)錫較少(shao)(shao)的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。
其他的(de)(de)(de)(de)(de)銻幾(ji)乎(hu)都(dou)用于(yu)(yu)(yu)下文所述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)三個方面。第一項應(ying)(ying)(ying)用是(shi)生(sheng)產聚對(dui)苯(ben)二(er)甲酸乙(yi)二(er)酯的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)劑和(he)催化劑。第二(er)項應(ying)(ying)(ying)用則是(shi)去除玻璃中(zhong)顯微鏡下可見的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)澄清劑,主要用途是(shi)制造電視(shi)屏幕(mu);這(zhe)是(shi)因為銻離子與氧(yang)氣(qi)接觸后阻礙了氣(qi)泡(pao)繼(ji)續生(sheng)成。第三項應(ying)(ying)(ying)用則是(shi)顏料(liao)(liao)。銻在(zai)半導體工業(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用正不斷發展,主要是(shi)在(zai)超高(gao)電導率的(de)(de)(de)(de)(de)n-型(xing)硅(gui)晶圓(yuan)中(zhong)用作摻(chan)雜劑,這(zhe)種材(cai)料(liao)(liao)用于(yu)(yu)(yu)生(sheng)產二(er)極管、紅外(wai)線探測器和(he)霍爾效應(ying)(ying)(ying)元件。20世紀(ji)50年代,小珠裝的(de)(de)(de)(de)(de)鉛銻合金用于(yu)(yu)(yu)給NPN型(xing)合金結晶體管的(de)(de)(de)(de)(de)發射器和(he)接收器上漆(qi)。銻化銦(yin)是(shi)用于(yu)(yu)(yu)制作紅外(wai)探測儀的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)。
銻(ti)的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)學或(huo)醫(yi)學應(ying)用(yong)(yong)(yong)很少。主要成分(fen)為銻(ti)的(de)(de)(de)藥(yao)品(pin)稱作(zuo)(zuo)含銻(ti)藥(yao)劑(ji)(ji),是(shi)一種(zhong)催吐劑(ji)(ji)。銻(ti)化合(he)物(wu)(wu)也(ye)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)抗原蟲劑(ji)(ji)。從1919年起(qi),酒(jiu)石酸銻(ti)鉀(俗稱吐酒(jiu)石)曾用(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)治療血吸蟲病的(de)(de)(de)藥(yao)物(wu)(wu)。它后(hou)來逐漸被吡喹酮所取代。銻(ti)及其化合(he)物(wu)(wu)用(yong)(yong)(yong)于多(duo)種(zhong)獸醫(yi)藥(yao)劑(ji)(ji),例如(ru)安修馬林(硫(liu)蘋(pin)果酸銻(ti)鋰)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)反芻動(dong)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)皮膚調節(jie)劑(ji)(ji)。銻(ti)對角質化的(de)(de)(de)組織有滋養(yang)和(he)調節(jie)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong),至(zhi)少對動(dong)物(wu)(wu)是(shi)如(ru)此。
含銻(ti)的(de)藥物也用作治(zhi)(zhi)療(liao)家畜的(de)利什(shen)曼病的(de)選擇之一(yi),例如葡甲胺銻(ti)酸鹽(yan)。可惜的(de)是,它不(bu)僅治(zhi)(zhi)療(liao)指數較低(di),而且難以進入(ru)(ru)一(yi)些利什(shen)曼原蟲無鞭毛體所(suo)在的(de)骨髓,也就無法治(zhi)(zhi)愈影(ying)響(xiang)內臟的(de)疾(ji)病。金屬(shu)銻(ti)制成(cheng)的(de)銻(ti)丸曾用作藥。但它被(bei)其他人從空(kong)氣中攝入(ru)(ru)后(hou)會(hui)導致中毒。
在一些安全(quan)火柴的(de)火柴頭中(zhong)(zhong)使用(yong)了三硫(liu)化二(er)銻。銻-124和(he)鈹(pi)一起用(yong)于中(zhong)(zhong)子源:銻-124釋(shi)放出伽(jia)馬射(she)線(xian),引發鈹(pi)的(de)光致蛻變。這(zhe)樣釋(shi)放出的(de)中(zhong)(zhong)子平均(jun)能量為(wei)24keV。銻的(de)硫(liu)化物已被證實可以穩定汽(qi)車剎車片材料(liao)的(de)摩擦系數。銻也用(yong)于制造子彈(dan)和(he)子彈(dan)示蹤(zong)劑(ji)(ji)。這(zhe)種元(yuan)素(su)也用(yong)于傳(chuan)統的(de)裝(zhuang)飾中(zhong)(zhong),例如刷(shua)漆和(he)藝(yi)術玻璃工藝(yi)。20世紀30年代前曾用(yong)它作牙釉(you)質(zhi)的(de)遮光劑(ji)(ji),但是多次發生中(zhong)(zhong)毒后(hou)就(jiu)不再使用(yong)了。
銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和它的(de)(de)(de)許多化(hua)合物有毒(du),作用機理為抑制酶的(de)(de)(de)活性(xing),這點與砷類似;與同族的(de)(de)(de)砷和鉍一樣,三價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)要比(bi)五(wu)(wu)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)大(da)。但(dan)是(shi),銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)比(bi)砷低(di)得多,這可能(neng)(neng)是(shi)砷與銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)之間在(zai)攝取(qu)、新陳代謝和排泄過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)巨大(da)差別(bie)所造成的(de)(de)(de):如三價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和五(wu)(wu)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)消化(hua)道的(de)(de)(de)吸(xi)收最多為20%;五(wu)(wu)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)不能(neng)(neng)被(bei)定量(liang)地(di)還(huan)(huan)原為三價(事(shi)實上在(zai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)三價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)反而(er)會(hui)被(bei)氧化(hua)成五(wu)(wu)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti));由于(yu)(yu)體內不能(neng)(neng)發生甲基化(hua)反應(ying),五(wu)(wu)價銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)主要排泄途徑是(shi)尿液(ye)。急(ji)性(xing)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒(du)的(de)(de)(de)癥狀也與砷中(zhong)毒(du)相(xiang)似,主要引起心(xin)(xin)臟毒(du)性(xing)(表現為心(xin)(xin)肌炎(yan)),不過銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)心(xin)(xin)臟毒(du)性(xing)還(huan)(huan)可能(neng)(neng)引起阿(a)-斯綜合征。有報告稱,從搪(tang)瓷杯中(zhong)溶解的(de)(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)等價于(yu)(yu)90毫克(ke)酒(jiu)石酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時(shi)(shi),銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)毒(du)對人體只有短(duan)期(qi)影響;但(dan)是(shi)相(xiang)當于(yu)(yu)6克(ke)酒(jiu)石酸銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鉀(jia)時(shi)(shi),就會(hui)在(zai)三天后致(zhi)(zhi)人死亡。吸(xi)入銻(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)灰也對人體有害,有時(shi)(shi)甚至是(shi)致(zhi)(zhi)命的(de)(de)(de):小劑量(liang)吸(xi)入時(shi)(shi)會(hui)引起頭疼、眩暈(yun)和抑郁;大(da)劑量(liang)攝入,例如長期(qi)皮(pi)膚接觸可能(neng)(neng)引起皮(pi)膚炎(yan)、損害肝腎、劇烈而(er)頻繁(fan)的(de)(de)(de)嘔吐,甚至死亡。
銻不能與強氧化劑、強酸、氫(qing)鹵酸、氯或氟一起存放,并且應與熱源隔絕。
銻在浸取時會從(cong)聚(ju)對苯(ben)二甲(jia)酸乙(yi)二酯(zhi)(PET)瓶中進入液體。檢測(ce)到(dao)的(de)(de)銻濃度標準則(ze)是瓶裝(zhuang)水低于飲(yin)用水,英國生(sheng)產的(de)(de)濃縮果汁被檢測(ce)到(dao)含銻44.7μg/L,遠遠超出歐盟自來水的(de)(de)標準5μg/L。各(ge)個組織的(de)(de)標準分別是:
世界衛生(sheng)組織:20μg/L
日本:15μg/L
美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家環境保護局、加拿大衛生部和安(an)大略省(sheng)環境部:6μg/L
德國聯邦環境部:5μg/L
根據《中華(hua)人民共(gong)和國國家標(biao)準(zhun)污水綜合(he)排放標(biao)準(zhun)》,銻(Sb)屬于第一類污染物,其(qi)最高允許排放濃度為0.1mg/L。
歐盟將銻列(lie)為高危害(hai)有毒物質(zhi)和可致癌(ai)物質(zhi)并予以規管。
美(mei)國環境保護(hu)署(shu)限制排入湖(hu)、河、棄置場和農田的(de)(de)鎘量并禁止(zhi)(zhi)殺蟲劑中含有銻。美(mei)國環境保護(hu)署(shu)允許(xu)飲用水含有10ppb的(de)(de)銻,并打算把(ba)限制減(jian)到5ppb。美(mei)國食(shi)品(pin)和藥物(wu)管理局規(gui)(gui)定(ding)食(shi)用色(se)素的(de)(de)含銻量為(wei)不得多于15ppm。美(mei)國職(zhi)業安全衛生(sheng)(sheng)署(shu)規(gui)(gui)定(ding)工作(zuo)環境空氣(qi)中鎘含量在煙霧(wu)為(wei)100微克/立方(fang)(fang)米,在鎘塵為(wei)200微克/立方(fang)(fang)米。美(mei)國職(zhi)業安全衛生(sheng)(sheng)署(shu)計劃將空氣(qi)中所有鎘化合物(wu)含量限制在1到5微克/立方(fang)(fang)米美(mei)國國家職(zhi)業安全和衛生(sheng)(sheng)研究所希(xi)望(wang)讓工人盡量少呼吸到銻以防止(zhi)(zhi)膀胱癌。
銻該(gai)品根據《危險化學品安(an)全管理條例(li)》受(shou)公安(an)部門管制。
密(mi)封包(bao)裝,并貯于干燥通(tong)風處(chu)。遠離火種、熱源,防止陽光直射。切(qie)忌(ji)與氧化(hua)劑、食(shi)用化(hua)學品、酸(suan)類等共儲混(hun)運。
滅火(huo):干粉、砂土。禁止CO2和酸(suan)堿滅火(huo)劑。
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