銻(Antimony),金(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素,元(yuan)(yuan)素符號Sb,原子序(xu)數51,銀白(bai)色(se)有光澤(ze)硬而(er)脆的(de)金(jin)屬(shu)(常(chang)制成棒(bang)、塊、粉等多種形狀)。有鱗片狀晶體結構。在(zai)潮濕(shi)空(kong)氣(qi)中逐漸(jian)失去光澤(ze),強熱則燃(ran)燒(shao)成白(bai)色(se)銻的(de)氧化物。易溶于王水(shui),溶于濃硫酸。相對密度6.68,熔點(dian)630℃,沸點(dian)1635℃,原子半徑(jing)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(ti)是一(yi)種稀有金屬,在電氣、化(hua)學、醫藥等工(gong)業領(ling)域用途極(ji)廣,氧化(hua)銻(ti)是現代信息家電產品(pin)生產中重(zhong)要的阻燃增效劑(ji)。
銻是一種帶有銀色光澤的灰色金(jin)屬(shu),其莫氏(shi)硬(ying)度(du)為3。因(yin)此,純銻不能用于(yu)制造硬(ying)的物件:中(zhong)國的貴州(zhou)省曾在(zai)1931年(nian)發行(xing)銻制的硬(ying)幣,但因(yin)為銻很容易磨損,在(zai)流(liu)通(tong)過程損失嚴(yan)重。
物態 固態
密度 6.697g·cm3
熔點(dian) 903.78K,630.63°C,1167.13°F
沸點 1860K,1587°C,2889°F
熔化熱 19.7kJ·mol
汽化熱(re) 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(duo)物體有熱(re)脹冷縮(suo)(suo)的(de)特性,比如常用的(de)溫(wen)度計(ji)就是利用了水銀(yin)熱(re)脹冷縮(suo)(suo)的(de)原理。但(dan)是,銻與眾不(bu)同,它(ta)在一(yi)定(ding)溫(wen)度范圍(wei)內會(hui)熱(re)縮(suo)(suo)冷脹。
銻(ti)(ti)是(shi)氮族元(yuan)素(15族),電(dian)負性(xing)為2.05(鮑林標度)。根據元(yuan)素周期律(lv),它(ta)的電(dian)負性(xing)比錫和(he)鉍大(da),比碲和(he)砷小。銻(ti)(ti)在室溫下的空氣中是(shi)穩定的,但加熱時(shi)能與氧(yang)氣反(fan)(fan)應生成三氧(yang)化二銻(ti)(ti)。銻(ti)(ti)在一(yi)般(ban)條件下不與酸反(fan)(fan)應。
已知銻有四種(zhong)同(tong)素異(yi)形體(ti)(ti)(ti)——一(yi)種(zhong)穩定的(de)(de)金屬(shu)(shu)銻和三種(zhong)亞穩態銻(爆炸(zha)性銻、黑銻、黃銻)。金屬(shu)(shu)銻是一(yi)種(zhong)易(yi)碎的(de)(de)銀白(bai)色有光澤的(de)(de)金屬(shu)(shu)。把熔融的(de)(de)銻緩慢冷卻,金屬(shu)(shu)銻就會結(jie)成(cheng)(cheng)三方晶(jing)系的(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)(ti),其與(yu)砷(shen)的(de)(de)灰色同(tong)素異(yi)形體(ti)(ti)(ti)異(yi)質(zhi)同(tong)晶(jing)。罕(han)見的(de)(de)爆炸(zha)形狀(zhuang)的(de)(de)銻可由電解三氯(lv)化(hua)(hua)銻制得(de)(de),用尖銳的(de)(de)器具刮擦(ca)它就會發(fa)生放熱(re)的(de)(de)化(hua)(hua)學反應,放出白(bai)煙并生成(cheng)(cheng)金屬(shu)(shu)銻。如(ru)果在(zai)研缽中用研杵將它磨(mo)碎,就會發(fa)生劇烈的(de)(de)爆炸(zha)。黑銻是由金屬(shu)(shu)銻的(de)(de)蒸汽急劇冷卻形成(cheng)(cheng)的(de)(de),它的(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結(jie)構(gou)與(yu)紅磷和黑砷(shen)相同(tong),在(zai)氧氣中易(yi)被氧化(hua)(hua)甚至自(zi)燃。當溫度降到100℃時(shi),它逐漸(jian)轉變(bian)成(cheng)(cheng)穩定的(de)(de)晶(jing)型。黃銻是最不穩定的(de)(de)一(yi)種(zhong),只(zhi)能由銻化(hua)(hua)氫在(zai)-90℃下(xia)氧化(hua)(hua)而得(de)(de)。在(zai)這種(zhong)溫度和環境光線(xian)的(de)(de)作用下(xia),亞穩態的(de)(de)同(tong)素異(yi)形體(ti)(ti)(ti)會轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)更(geng)穩定的(de)(de)黑銻。
金屬(shu)銻(ti)的結構(gou)為(wei)層(ceng)(ceng)狀結構(gou)(空間群(qun):R3m),而每(mei)層(ceng)(ceng)都包含相連的褶皺六(liu)元環結構(gou)。最(zui)近(jin)的和次近(jin)的銻(ti)原(yuan)(yuan)子(zi)形(xing)成(cheng)變形(xing)八面體,在(zai)相同雙(shuang)層(ceng)(ceng)中的三個(ge)銻(ti)原(yuan)(yuan)子(zi)比其他(ta)三個(ge)相距(ju)略近(jin)一(yi)些。這種距(ju)離(li)上的相對近(jin)使得金屬(shu)銻(ti)的密度達到6.697g/cm3,但層(ceng)(ceng)與(yu)層(ceng)(ceng)之間的成(cheng)鍵很弱(ruo)也造成(cheng)它很軟且易碎(sui)。
銻有(you)兩種穩(wen)(wen)定同位(wei)素(su),121Sb的(de)自然(ran)豐度(du)(du)為(wei)57.36%,而123Sb的(de)自然(ran)豐度(du)(du)為(wei)42.64%。銻還有(you)35種放射性同位(wei)素(su),其中半(ban)衰(shuai)期最長的(de)125Sb為(wei)2.75年。此外,已(yi)發(fa)現了29種亞穩(wen)(wen)態。這其中最穩(wen)(wen)定的(de)是124Sb,半(ban)衰(shuai)期為(wei)60.20天,它可(ke)以用作(zuo)中子源。比穩(wen)(wen)定同位(wei)素(su)123Sb輕(qing)的(de)同位(wei)素(su)傾向于發(fa)生β+衰(shuai)變,而較重的(de)同位(wei)素(su)更易發(fa)生β-衰(shuai)變。當然(ran)也有(you)一些例(li)外。
銻化(hua)合物(wu)通常分為(wei)(wei)+3價(jia)和+5價(jia)兩類。與同主族的砷一樣,它的+5氧化(hua)態更為(wei)(wei)穩定。
三氧化(hua)二銻(ti)可由銻(ti)在空氣中(zhong)燃燒(shao)制得。在氣相中(zhong),它(ta)(ta)以雙聚體(ti)Sb4O6的(de)(de)形式存(cun)在,但冷凝(ning)時會形成(cheng)(cheng)多聚體(ti)。五(wu)氧化(hua)二銻(ti)只能(neng)用(yong)濃(nong)硝酸氧化(hua)三價(jia)銻(ti)化(hua)合物制得。銻(ti)也能(neng)形成(cheng)(cheng)混合價(jia)態(tai)化(hua)合物——四氧化(hua)二銻(ti),其中(zhong)的(de)(de)銻(ti)為Sb(III)和Sb(V)。與磷和砷不同的(de)(de)是,這些氧化(hua)物都是兩性(xing)的(de)(de),它(ta)(ta)們(men)不形成(cheng)(cheng)定義明確的(de)(de)含氧酸,而(er)是與酸反應形成(cheng)(cheng)銻(ti)鹽。
還沒有制得亞(ya)銻(ti)酸(suan)(Sb(OH)3),但(dan)它的(de)共軛堿亞(ya)銻(ti)酸(suan)鈉可由熔(rong)融的(de)氧(yang)化(hua)鈉與三氧(yang)化(hua)二銻(ti)反應制得。過(guo)渡金(jin)屬的(de)亞(ya)銻(ti)酸(suan)鹽(yan)也已(yi)制得。銻(ti)酸(suan)只能(neng)以(yi)水合物(wu)HSb(OH)6的(de)形式(shi)存在。這些鹽(yan)脫水得到混合氧(yang)化(hua)物(wu)。
許多銻(ti)(ti)礦(kuang)石(shi)是(shi)硫(liu)(liu)化物,其中如輝(hui)(hui)銻(ti)(ti)礦(kuang)(Sb2S3)、深紅銀礦(kuang)(Ag3SbS3)、輝(hui)(hui)銻(ti)(ti)鉛礦(kuang)、脆硫(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛礦(kuang)和硫(liu)(liu)銻(ti)(ti)鉛礦(kuang)。五硫(liu)(liu)化二銻(ti)(ti)是(shi)一種非整比化合物,銻(ti)(ti)處于(yu)+3氧(yang)化態并(bing)含有(you)S-S鍵。有(you)多種硫(liu)(liu)代銻(ti)(ti)酸鹽是(shi)已知的。
銻能形(xing)成兩類鹵化物——SbX3和SbX5。其中三(san)鹵化物(SbF3、SbCl3、SbBr3和SbI3)的空間構型都是(shi)三(san)角錐(zhui)形(xing)。三(san)氟化銻可以由三(san)氧(yang)化二銻與氫氟酸反(fan)應制得:
Sb2O3 + 6HF→2SbF3 + 3H2O
這種氟化(hua)物是路易斯(si)酸,能結合氟離子形成配(pei)離子SbF4-和SbF52-。熔化(hua)的三(san)(san)氟化(hua)銻(ti)(ti)是一種弱(ruo)的導體。三(san)(san)氯化(hua)銻(ti)(ti)則由(you)三(san)(san)硫化(hua)二(er)銻(ti)(ti)溶(rong)于鹽酸制得(de):
Sb2S3 + 6HCl → 2SbCl3 + 3H2S
五(wu)鹵化(hua)物(wu)(SbF5和(he)SbCl5)氣態時(shi)的(de)空(kong)間(jian)構(gou)型為(wei)三角雙錐形。但是轉(zhuan)化(hua)為(wei)液態后,五(wu)氟(fu)(fu)化(hua)銻(ti)形成聚合物(wu),而五(wu)氯(lv)化(hua)銻(ti)依舊是單(dan)體(ti)。五(wu)氟(fu)(fu)化(hua)銻(ti)是很(hen)強的(de)路易斯酸(suan),可用于(yu)配制著名的(de)超強酸(suan)氟(fu)(fu)銻(ti)酸(suan)(HSbF6)。
銻(ti)(ti)的鹵氧化(hua)物比(bi)砷和(he)磷更為常見。三氧化(hua)二銻(ti)(ti)溶于濃酸(suan)再稀釋(shi)可形成銻(ti)(ti)酰化(hua)合(he)物,例如SbOCl和(he)(SbO)2SO4。
這類化(hua)(hua)合物(wu)通常被視作(zuo)Sb的衍(yan)生物(wu)。Sb金(jin)屬(shu)性不(bu)強,能與金(jin)屬(shu)形成(cheng)銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu),例如(ru)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)礦(AuSb2),紅銻(ti)(ti)(ti)鎳礦(NiSb)等。堿金(jin)屬(shu)和鋅(xin)的銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu),例如(ru)Na3Sb和Zn3Sb2比(bi)以上物(wu)質(zhi)更為活潑。這些銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)物(wu)用酸處理可以生成(cheng)不(bu)穩定的氣體銻(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)氫(SbH3)。
銻化物(wu)(wu)一(yi)般(ban)以(yi)共(gong)(gong)價鍵(jian)(jian)鏈接,是(shi)電子(zi)云(yun)的(de)(de)(de)(de)重疊(die),所以(yi)共(gong)(gong)價鍵(jian)(jian)最本(ben)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)類方(fang)式就是(shi)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)重疊(die)方(fang)式。σ鍵(jian)(jian),π鍵(jian)(jian),δ鍵(jian)(jian)在有機(ji)化合物(wu)(wu)中,通常把(ba)共(gong)(gong)價鍵(jian)(jian)以(yi)其共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)對數分(fen)為(wei)單(dan)鍵(jian)(jian)、雙(shuang)鍵(jian)(jian)以(yi)及三鍵(jian)(jian)。單(dan)鍵(jian)(jian)是(shi)一(yi)根(gen)σ鍵(jian)(jian);雙(shuang)鍵(jian)(jian)和(he)三鍵(jian)(jian)都含一(yi)根(gen)σ鍵(jian)(jian),其余1根(gen)或2根(gen)是(shi)π鍵(jian)(jian)。但無(wu)機(ji)銻化物(wu)(wu)不(bu)用(yong)此法。原因(yin)(yin)是(shi),無(wu)機(ji)銻化物(wu)(wu)中經(jing)常出現(xian)的(de)(de)(de)(de)共(gong)(gong)軛體系(離域π鍵(jian)(jian))使得某兩(liang)個(ge)原子(zi)之間共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)對數很(hen)難確定,因(yin)(yin)此無(wu)機(ji)物(wu)(wu)中常取(qu)平均鍵(jian)(jian)級,作為(wei)鍵(jian)(jian)能的(de)(de)(de)(de)粗(cu)略標準。
Sb3- + 3H+ =SbH3↑
有(you)(you)(you)機(ji)銻(ti)化合(he)物(wu)一般(ban)可由格(ge)氏試劑對鹵化銻(ti)的(de)烷基(ji)化反應制備。已知有(you)(you)(you)大量(liang)三價(jia)和(he)五價(jia)的(de)有(you)(you)(you)機(ji)銻(ti)化合(he)物(wu)——包括混(hun)合(he)氯代衍生物(wu),還(huan)有(you)(you)(you)以(yi)銻(ti)為(wei)中心的(de)陽離子和(he)陰離子。例如(ru)Sb(C6H5)3(三苯基(ji)銻(ti))、Sb2(C6H5)4(含(han)有(you)(you)(you)一根Sb-Sb鍵(jian))以(yi)及環狀(zhuang)的(de)[Sb(C6H5)]n。五配位(wei)的(de)有(you)(you)(you)機(ji)銻(ti)化合(he)物(wu)也很常(chang)見,例如(ru)Sb(C6H5)5和(he)一些類似(si)的(de)鹵代物(wu)。
銻是全球(qiu)性污染物,是國際(ji)上最為(wei)關注的有(you)毒金(jin)屬元(yuan)素之(zhi)一。與其他有(you)毒金(jin)屬如(ru)汞和砷(shen)等相比,人們(men)對銻的環境污染過程和生物地球(qiu)化學循環還缺(que)乏系統認識(shi)。
化(hua)(hua)學形態、微生(sheng)(sheng)物和有(you)(you)機質的(de)影響,及同位素等現代分析技術是(shi)研究銻生(sheng)(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)(hua)學循(xun)環強(qiang)有(you)(you)力(li)的(de)研究手段,可以(yi)為某些關(guan)鍵(jian)重要(yao)的(de)環節提供新的(de)思路,在此基(ji)(ji)礎(chu)上,建立地(di)表(biao)(biao)環境中銻的(de)生(sheng)(sheng)物地(di)球(qiu)化(hua)(hua)學演化(hua)(hua)、歸宿以(yi)及與人體健康的(de)關(guan)系的(de)基(ji)(ji)本認識框(kuang)架,為其它類型銻污(wu)染咖城市地(di)表(biao)(biao)環境的(de)評價和治理提供借鑒(jian)。
近些年的(de)研(yan)究表明生物活動和(he)(he)有機質參(can)與(yu)了環境中銻(ti)的(de)遷移(yi)轉(zhuan)化等。生物對銻(ti)的(de)吸(xi)收和(he)(he)吸(xi)附過程取決于銻(ti)的(de)形態和(he)(he)微環境如微生物,溶解三價(jia)(jia)銻(ti)很容(rong)易被植物根(gen)系吸(xi)收,而五價(jia)(jia)銻(ti)則很難被吸(xi)收。
大量最(zui)新(xin)的研究結果表明:天然有機(ji)質對微量金(jin)(jin)屬元素如汞、銅、鉛、鈷(gu)和鐵等(deng)的生(sheng)(sheng)物地球(qiu)(qiu)化學(xue)循環過程起著十分(fen)重要的作(zuo)用(yong),這是由于有機(ji)質能與金(jin)(jin)屬離子(zi)形成有機(ji)金(jin)(jin)屬配位(wei)體,導致金(jin)(jin)屬元素生(sheng)(sheng)物地球(qiu)(qiu)化學(xue)行為的改變,影響其溶(rong)解性(xing)、生(sheng)(sheng)物有效性(xing)、與微粒之間的相互作(zuo)用(yong)并改變它們的毒性(xing)。
因此,金屬與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)的相(xiang)(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)機(ji)理是近年(nian)來環(huan)境化(hua)學(xue)領(ling)域注(zhu)目的焦(jiao)點(dian)。由(you)于關于銻(ti)與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)相(xiang)(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)的研究(jiu)相(xiang)(xiang)對較少,有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)對銻(ti)生物(wu)地球化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)的影響(xiang)程度和(he)機(ji)理還不(bu)(bu)清(qing)楚。但從相(xiang)(xiang)關的文獻報道可以看出:在(zai)水環(huan)境中(zhong),有(you)(you)(you)機(ji)結(jie)合態(tai)銻(ti)占總銻(ti)相(xiang)(xiang)當大(da)的份額,在(zai)海水和(he)湖水中(zhong),銻(ti)與(yu)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)合;土壤和(he)沉(chen)積物(wu)中(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)結(jie)合態(tai)銻(ti)占總銻(ti)的比(bi)例還不(bu)(bu)清(qing)楚,預計會比(bi)水體(ti)中(zhong)更大(da)。
由(you)于MC-ICP-MS的(de)(de)(de)發展以及高效率離子(zi)(zi)化氫(qing)等離子(zi)(zi)體的(de)(de)(de)出現,準確和(he)高精(jing)度的(de)(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素比值測(ce)定(ding)成為可能,一(yi)些(xie)金屬(shu)如銅、鐵、鋅、鉑和(he)硒等穩定(ding)同(tong)位(wei)(wei)素系統的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)已為認(ren)識(shi)這些(xie)金屬(shu)的(de)(de)(de)生物(wu)地球(qiu)化學過程(cheng)和(he)自(zi)然分餾研究(jiu)(jiu)提(ti)供了(le)一(yi)種全新(xin)的(de)(de)(de)技術手段。因(yin)此,金屬(shu)元(yuan)素的(de)(de)(de)穩定(ding)同(tong)位(wei)(wei)素研究(jiu)(jiu)是金屬(shu)元(yuan)素環(huan)(huan)境(jing)與生物(wu)地球(qiu)化學領域的(de)(de)(de)前(qian)沿領域之(zhi)一(yi)。同(tong)位(wei)(wei)素為銻在地表環(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)(de)無機與生物(wu)過程(cheng)示(shi)蹤和(he)來源(yuan)研究(jiu)(jiu)提(ti)供了(le)全新(xin)的(de)(de)(de)技術手段。
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)妝品剛被發明,三(san)硫化(hua)二銻就用(yong)(yong)作(zuo)化(hua)妝用(yong)(yong)的眼影粉(fen)。
在(zai)(zai)迦勒底的(de)(de)(de)(de)(de)泰洛(luo)赫(今伊拉(la)克),曾發(fa)現一(yi)塊可追溯到(dao)公元(yuan)前(qian)3000年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)銻(ti)(ti)制史前(qian)花(hua)瓶碎(sui)片(pian);而在(zai)(zai)埃及(ji)發(fa)現了公元(yuan)前(qian)2500年(nian)(nian)至前(qian)2200年(nian)(nian)間的(de)(de)(de)(de)(de)鍍銻(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)銅器。奧斯(si)汀在(zai)(zai)1892年(nian)(nian)赫伯特·格拉(la)斯(si)頓的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)場演講時說道:“我們(men)只知道銻(ti)(ti)現在(zai)(zai)是(shi)一(yi)種很易碎(sui)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬,很難被塑造成實用的(de)(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶,因此這(zhe)項值得一(yi)提的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(即上文的(de)(de)(de)(de)(de)花(hua)瓶碎(sui)片(pian))表(biao)(biao)現了已失傳的(de)(de)(de)(de)(de)使銻(ti)(ti)具有(you)可塑性的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)。”然(ran)而,默里(li)(Moorey)不相信那(nei)(nei)個碎(sui)片(pian)真的(de)(de)(de)(de)(de)來自花(hua)瓶,在(zai)(zai)1975年(nian)(nian)發(fa)表(biao)(biao)他的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析論文后,認為斯(si)里(li)米卡哈(ha)諾夫(Selimkhanov)試(shi)圖將那(nei)(nei)塊金屬與外(wai)高加(jia)索的(de)(de)(de)(de)(de)天然(ran)銻(ti)(ti)聯系(xi)起來,但用那(nei)(nei)種材料(liao)制成的(de)(de)(de)(de)(de)都是(shi)小飾物。這(zhe)大大削(xue)弱了銻(ti)(ti)在(zai)(zai)古代技術(shu)下(xia)具有(you)可塑性這(zhe)種說法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)可信度(du)。
歐(ou)洲人萬諾喬·比林(lin)古喬于1540年最早(zao)(zao)在《火焰學》(De la pirotechnia)中(zhong)描述了(le)提(ti)煉銻(ti)(ti)的(de)方(fang)法(fa),這早(zao)(zao)于1556年阿(a)格里科(ke)(ke)拉出版的(de)名作《論(lun)礦冶》(De re Metallica)。此書中(zhong)阿(a)格里科(ke)(ke)拉錯誤(wu)地記入了(le)金屬銻(ti)(ti)的(de)發現(xian)。1604年,德國出版了(le)一本名為(wei)《Currus Triumphalis Antimonii》(直(zhi)譯為(wei)“凱旋戰車(che)銻(ti)(ti)”)的(de)書,其中(zhong)介紹了(le)金屬銻(ti)(ti)的(de)制備。15世紀時,據說筆名叫巴西利厄斯·華(hua)倫(lun)提(ti)努的(de)圣本篤修(xiu)會(hui)的(de)修(xiu)士提(ti)到(dao)了(le)銻(ti)(ti)的(de)制法(fa),如(ru)果此事屬實,就早(zao)(zao)于比林(lin)古喬。
一般認(ren)為,純銻(ti)(ti)是(shi)由賈比爾(er)(Jābir ibn Hayyān)于(yu)8世紀時最早制得的。然而爭議(yi)依舊不斷,翻譯家馬塞蘭(lan)·貝特洛(luo)(luo)聲稱賈比爾(er)的書(shu)里沒(mei)有提到銻(ti)(ti),但其他人(ren)認(ren)為貝特洛(luo)(luo)只翻譯了一些不重要的著作,而最相關的那些(可能(neng)描述(shu)了銻(ti)(ti))還(huan)沒(mei)翻譯,它們的內容如今還(huan)是(shi)未知(zhi)的。
地殼中自(zi)然存在的純銻最早(zao)是(shi)由瑞典(dian)籍英國科學家威廉·亨(heng)利·布(bu)拉(la)格于1783年(nian)記載的。品種(zhong)樣本采集(ji)自(zi)瑞典(dian)西曼蘭(lan)省薩拉(la)市的薩拉(la)銀礦。
60%的銻用于生產阻燃劑,而20%的銻用于制(zhi)造電池中的合金材料(liao)、滑動(dong)軸承和焊接劑。
銻(ti)(ti)的(de)(de)最主要用途(tu)是它的(de)(de)氧(yang)化(hua)物三(san)氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)用于(yu)(yu)制(zhi)造耐火(huo)材(cai)料。除了含鹵素的(de)(de)聚合物阻(zu)燃(ran)劑以外,它幾乎總是與鹵化(hua)物阻(zu)燃(ran)劑一起使(shi)用。三(san)氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)形成銻(ti)(ti)的(de)(de)鹵化(hua)物的(de)(de)過程可以減緩燃(ran)燒,即為它具有阻(zu)燃(ran)效應的(de)(de)原(yuan)因。這些化(hua)合物與氫原(yuan)子(zi)、氧(yang)原(yuan)子(zi)和羥基自由基反應,最終使(shi)火(huo)熄滅(mie)。商業中這些阻(zu)燃(ran)劑應用于(yu)(yu)兒童服裝、玩具、飛機(ji)和汽車座套。它也用于(yu)(yu)玻璃(li)纖維復合材(cai)料(俗稱(cheng)玻璃(li)鋼)工業中聚酯樹脂(zhi)的(de)(de)添加劑,例如輕型飛機(ji)的(de)(de)發動機(ji)蓋(gai)。樹脂(zhi)遇火(huo)燃(ran)燒但火(huo)被撲滅(mie)后它的(de)(de)燃(ran)燒就會自行停(ting)止。
銻(ti)(ti)(ti)能(neng)與(yu)鉛(qian)形成(cheng)用(yong)(yong)途(tu)廣泛的(de)(de)合(he)(he)金,這(zhe)種合(he)(he)金硬(ying)度與(yu)機(ji)(ji)械強度相比銻(ti)(ti)(ti)都有(you)所提高。大部(bu)分使用(yong)(yong)鉛(qian)的(de)(de)場(chang)合(he)(he)都加(jia)入(ru)數(shu)量不等的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti)來制(zhi)成(cheng)合(he)(he)金。在鉛(qian)酸(suan)電(dian)(dian)(dian)池中(zhong),這(zhe)種添(tian)加(jia)劑(ji)改(gai)變電(dian)(dian)(dian)極性質,并能(neng)減(jian)(jian)少放電(dian)(dian)(dian)時副產物氫氣的(de)(de)生成(cheng)。銻(ti)(ti)(ti)也用(yong)(yong)于減(jian)(jian)摩合(he)(he)金(例如巴(ba)比特合(he)(he)金),子彈(dan)、鉛(qian)彈(dan)、網線外套(tao)、鉛(qian)字(zi)合(he)(he)金(例如Linotype排字(zi)機(ji)(ji))、焊料(一(yi)些無(wu)鉛(qian)焊接劑(ji)含(han)有(you)5%的(de)(de)銻(ti)(ti)(ti))、鉛(qian)錫(xi)銻(ti)(ti)(ti)合(he)(he)金、以及硬(ying)化制(zhi)作(zuo)管風琴的(de)(de)含(han)錫(xi)較少的(de)(de)合(he)(he)金。
其他(ta)的(de)(de)銻(ti)幾乎都用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)下文(wen)所述的(de)(de)三個(ge)方面。第(di)一項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)(shi)生產(chan)聚對苯二甲酸(suan)乙二酯的(de)(de)穩(wen)定劑(ji)和(he)催化劑(ji)。第(di)二項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)則是(shi)(shi)(shi)去除玻璃(li)中顯微(wei)鏡下可見的(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)的(de)(de)澄清劑(ji),主要(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)途是(shi)(shi)(shi)制造電視屏幕;這是(shi)(shi)(shi)因(yin)為銻(ti)離子與氧氣(qi)(qi)接觸后(hou)阻礙(ai)了(le)氣(qi)(qi)泡(pao)繼續生成。第(di)三項(xiang)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)則是(shi)(shi)(shi)顏料(liao)(liao)。銻(ti)在半導(dao)體工(gong)業中的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)正不斷發展(zhan),主要(yao)是(shi)(shi)(shi)在超高(gao)電導(dao)率的(de)(de)n-型(xing)硅晶(jing)圓中用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)作摻雜(za)劑(ji),這種材(cai)料(liao)(liao)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)生產(chan)二極管、紅(hong)外線探測器(qi)和(he)霍爾效(xiao)應(ying)元件。20世紀50年代,小珠裝的(de)(de)鉛(qian)銻(ti)合金用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)給NPN型(xing)合金結晶(jing)體管的(de)(de)發射器(qi)和(he)接收(shou)器(qi)上漆。銻(ti)化銦是(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)制作紅(hong)外探測儀的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)。
銻(ti)的生物(wu)(wu)(wu)學或醫學應用很(hen)少(shao)。主要成分為銻(ti)的藥品(pin)稱作(zuo)含銻(ti)藥劑,是一種(zhong)(zhong)催吐劑。銻(ti)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)也用作(zuo)抗原蟲劑。從1919年起,酒石酸銻(ti)鉀(俗稱吐酒石)曾用作(zuo)治療(liao)血吸蟲病的藥物(wu)(wu)(wu)。它后來逐漸(jian)被吡喹酮所取代。銻(ti)及其化(hua)合物(wu)(wu)(wu)用于多種(zhong)(zhong)獸醫藥劑,例如安修馬林(硫蘋果酸銻(ti)鋰)用作(zuo)反(fan)芻動物(wu)(wu)(wu)的皮膚調(diao)節劑。銻(ti)對角(jiao)質(zhi)化(hua)的組織有滋(zi)養和調(diao)節作(zuo)用,至少(shao)對動物(wu)(wu)(wu)是如此(ci)。
含銻(ti)(ti)的(de)(de)藥(yao)(yao)物(wu)也用作(zuo)治療家畜的(de)(de)利什曼病的(de)(de)選擇之一,例如葡甲胺(an)銻(ti)(ti)酸鹽(yan)。可惜的(de)(de)是(shi),它不僅治療指(zhi)數較低,而(er)且難以進(jin)入(ru)(ru)一些(xie)利什曼原蟲(chong)無(wu)(wu)鞭毛體(ti)所在的(de)(de)骨髓,也就無(wu)(wu)法治愈(yu)影(ying)響(xiang)內臟的(de)(de)疾病。金屬銻(ti)(ti)制(zhi)成的(de)(de)銻(ti)(ti)丸(wan)曾用作(zuo)藥(yao)(yao)。但它被(bei)其他人從空氣(qi)中攝入(ru)(ru)后會導致中毒。
在一(yi)些(xie)安全(quan)火柴的(de)(de)火柴頭中(zhong)使用(yong)(yong)(yong)了三(san)硫化二銻。銻-124和(he)鈹(pi)一(yi)起用(yong)(yong)(yong)于中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan):銻-124釋放出(chu)伽馬射線(xian),引(yin)發(fa)鈹(pi)的(de)(de)光(guang)致(zhi)蛻變。這樣釋放出(chu)的(de)(de)中(zhong)子(zi)(zi)平(ping)均能量(liang)為24keV。銻的(de)(de)硫化物已被證實(shi)可以穩定(ding)汽車(che)剎車(che)片(pian)材料的(de)(de)摩擦系數。銻也(ye)用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)造子(zi)(zi)彈和(he)子(zi)(zi)彈示蹤劑。這種(zhong)元(yuan)素也(ye)用(yong)(yong)(yong)于傳統的(de)(de)裝(zhuang)飾中(zhong),例(li)如刷漆(qi)和(he)藝術玻璃工(gong)藝。20世紀30年代前曾用(yong)(yong)(yong)它作牙釉質的(de)(de)遮光(guang)劑,但(dan)是(shi)多次(ci)發(fa)生中(zhong)毒后就不再使用(yong)(yong)(yong)了。
銻(ti)和(he)它的(de)(de)(de)許多化(hua)(hua)合(he)物有毒(du),作用機理(li)為(wei)抑制酶的(de)(de)(de)活性(xing),這點與(yu)砷(shen)(shen)類似(si);與(yu)同族的(de)(de)(de)砷(shen)(shen)和(he)鉍(bi)一樣,三價(jia)銻(ti)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)要(yao)比(bi)五價(jia)銻(ti)大(da)(da)。但(dan)是(shi)(shi),銻(ti)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)比(bi)砷(shen)(shen)低(di)得(de)多,這可能是(shi)(shi)砷(shen)(shen)與(yu)銻(ti)之間在(zai)攝(she)取、新(xin)陳(chen)代謝和(he)排(pai)泄過程中(zhong)的(de)(de)(de)巨大(da)(da)差(cha)別所造成的(de)(de)(de):如(ru)三價(jia)銻(ti)和(he)五價(jia)銻(ti)在(zai)消化(hua)(hua)道(dao)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)最(zui)多為(wei)20%;五價(jia)銻(ti)在(zai)細(xi)胞中(zhong)不能被(bei)定量地還(huan)原為(wei)三價(jia)(事實上在(zai)細(xi)胞中(zhong)三價(jia)銻(ti)反而(er)會(hui)被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)成五價(jia)銻(ti));由于(yu)體內不能發(fa)生(sheng)甲基(ji)化(hua)(hua)反應(ying),五價(jia)銻(ti)的(de)(de)(de)主要(yao)排(pai)泄途徑是(shi)(shi)尿液。急性(xing)銻(ti)中(zhong)毒(du)的(de)(de)(de)癥狀也(ye)與(yu)砷(shen)(shen)中(zhong)毒(du)相似(si),主要(yao)引起(qi)心臟(zang)(zang)毒(du)性(xing)(表現為(wei)心肌炎),不過銻(ti)的(de)(de)(de)心臟(zang)(zang)毒(du)性(xing)還(huan)可能引起(qi)阿-斯(si)綜合(he)征。有報(bao)告稱,從搪瓷杯中(zhong)溶解(jie)的(de)(de)(de)銻(ti)等價(jia)于(yu)90毫克酒石(shi)酸銻(ti)鉀時,銻(ti)中(zhong)毒(du)對人(ren)體只有短期影響;但(dan)是(shi)(shi)相當于(yu)6克酒石(shi)酸銻(ti)鉀時,就會(hui)在(zai)三天后致人(ren)死亡(wang)。吸(xi)(xi)入銻(ti)灰也(ye)對人(ren)體有害,有時甚至是(shi)(shi)致命的(de)(de)(de):小劑(ji)量吸(xi)(xi)入時會(hui)引起(qi)頭(tou)疼、眩暈和(he)抑郁;大(da)(da)劑(ji)量攝(she)入,例如(ru)長(chang)期皮(pi)膚接(jie)觸可能引起(qi)皮(pi)膚炎、損害肝腎、劇烈而(er)頻繁的(de)(de)(de)嘔吐,甚至死亡(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(yuan)隔絕。
銻在浸取時會從聚對苯二甲酸乙二酯(PET)瓶(ping)中進(jin)入液體。檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)(de)銻濃度(du)標準則是(shi)瓶(ping)裝水低于飲用水,英國生產的(de)(de)濃縮果汁被檢(jian)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。各個組織的(de)(de)標準分別(bie)是(shi):
世界衛生組織:20μg/L
日(ri)本:15μg/L
美國國家環(huan)境(jing)保(bao)護局、加拿大衛生部和安大略省環(huan)境(jing)部:6μg/L
德國(guo)聯邦環境部(bu):5μg/L
根據《中華(hua)人民共和國國家標準(zhun)污水(shui)綜合排放標準(zhun)》,銻(Sb)屬(shu)于第一類污染(ran)物,其(qi)最高(gao)允(yun)許排放濃度為(wei)0.1mg/L。
歐盟將銻列為高危害有毒(du)物質和可致(zhi)癌物質并(bing)予以(yi)規管。
美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)環境保(bao)護(hu)(hu)署(shu)限制排入湖、河、棄置(zhi)場和(he)(he)農田的鎘量(liang)并禁止殺(sha)蟲劑中含有銻。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)環境保(bao)護(hu)(hu)署(shu)允許飲用水含有10ppb的銻,并打算把(ba)限制減(jian)到5ppb。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)食(shi)品(pin)和(he)(he)藥(yao)物管理局規定(ding)食(shi)用色素的含銻量(liang)為(wei)不得多于15ppm。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)職業安(an)全(quan)衛(wei)生署(shu)規定(ding)工(gong)作(zuo)環境空(kong)氣(qi)中鎘含量(liang)在(zai)煙(yan)霧(wu)為(wei)100微克/立方(fang)米,在(zai)鎘塵為(wei)200微克/立方(fang)米。美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)職業安(an)全(quan)衛(wei)生署(shu)計(ji)劃(hua)將空(kong)氣(qi)中所有鎘化合物含量(liang)限制在(zai)1到5微克/立方(fang)米美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家職業安(an)全(quan)和(he)(he)衛(wei)生研究所希望讓工(gong)人盡量(liang)少呼吸到銻以防止膀胱癌。
銻(ti)該品根據《危險化學品安全管(guan)理條(tiao)例》受公安部門管(guan)制。
密(mi)封包裝,并貯(zhu)于(yu)干(gan)燥通風處。遠(yuan)離火種、熱源,防止(zhi)陽(yang)光(guang)直射。切(qie)忌與氧化劑、食(shi)用化學品、酸類等共儲(chu)混運。
滅火(huo)(huo):干粉、砂(sha)土。禁止CO2和酸(suan)堿滅火(huo)(huo)劑(ji)。
DZ/T 0395.2-2022 《硫鐵(tie)礦礦石分(fen)析方法 第2部分(fen):鋰、鈹、鈷(gu)、鎳、銅(tong)、鋅(xin)、鎵、銣、鉬、銀、鎘(ge)、銦(yin)、銻、銫、鎢、鉈、鉛(qian)、鉍、釷(tu)和鈾含量的測(ce)定 混合酸分(fen)解―電(dian)感耦合等(deng)離子體質(zhi)譜(pu)法》
DZ/T 0396.3-2022 《鎳礦石(shi)化學分析(xi)方法(fa) 第3部分:鋰、鈹、鈧、鈷、銅、鋅、鎵、銣(ru)、鉬、銀、鎘、銦(yin)、銻、銫、鎢(wu)、鉈、鉛、鉍、釷(tu)和鈾含量的測定 混合(he)酸分解—電感耦合(he)等離(li)子(zi)體質(zhi)譜法(fa)》