Антимон (с химичен символ Sb) е химичен елемент от групата на металоидите в периодичната система, разположен под арсена и над бисмута. Той притежава уникални свойства, които го правят едновременно интересен за химията и приложим в множество индустриални процеси.
| Антимон | |
 | |
| Информационна таблица | |
| Параметър | Информация |
|---|---|
| Име на елемента (български) | Антимон |
| Латинско / международно наименование | Antimonium |
| Химичен символ | Sb |
| Атомно число | 51 |
| Период и група | 5 период, 15 група |
| Блок | p-блок |
| Категория / тип елемент | Металоид |
| Атомна маса | 121.760 u |
| Изотопи | Sb-121, Sb-123 (стабилни); Sb-124, Sb-125 (радиоактивни) |
| Средна атомна маса | 121.760 u |
| Плътност | 6.697 g/cm³ |
| Температура на топене | 630.63 °C |
| Температура на кипене | 1587 °C |
| Агрегатно състояние (20°C) | Твърдо |
| Кристална структура | Ромбоедрична |
| Електронна конфигурация | [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³ |
| Електроотрицателност (Паулинг) | 2.05 |
| Йонизационна енергия | 834 kJ/mol |
| Окислителни степени | -3, +3, +5 |
| Ковалентен радиус | 139 pm |
| Атомен радиус | 140 pm |
| Топлопроводимост | 24 W/(m·K) |
| Електрическа проводимост | Слаба (полупроводник) |
| Магнитни свойства | Диамагнитен |
| Цвят | Сребристо-бял |
| Вид на връзките | Ковалентни, метални |
| Реактивност | Реактивен с халогени; стабилен към кислород при стайна температура |
| Химична формула | Sb (чист елемент) |
| Коефициент на разтваряне | Не се разтваря във вода; разтваря се в царска вода |
| Основни минерали | Stibnite (Sb₂S₃), Jamesonite, Tetrahedrite |
| Разпространение в земната кора | ~0.2 mg/kg |
| Наличие във вселената | Ниско |
| Произход в природата | Природни сулфидни руди |
| Основни производители | Китай, Русия, Таджикистан, Боливия |
| Начини за добив | Пирометалургичен процес; топене; рафиниране |
| Основни приложения | Сплави, огнезащитни материали, електроника, стъкларство |
| Участие в сплави | С олово, калай, мед и др. |
| Биологично значение | Липсва; токсичен |
| Токсичност и безопасност | Токсичен при попадане в организма; канцерогенен в някои форми |
| CAS номер | 7440-36-0 |
| PubChem CID | 5354495 |
| UN номер / код за транспорт | UN 2871 (антиомон) |
| Екологично значение | Потенциален замърсител на почви и води |
| Методи за рециклиране | Преработка на акумулатори и смеси |
| Международен статус | Критичен материал (ЕС) |
| Научна дисциплина | Химия, геология, материалознание |
| Историческо значение | Използван в козметиката и алхимията |
| Основни физиохимични особености | Полуметал, устойчив на корозия |
| Радиоактивност | Има изотопи с кратък полуживот |
| Участие в промишлеността | Електроника, текстил, полимери, батерии |
| Енергийна роля | Не участва в енергийни процеси |
| Примери за съединения | Sb₂O₃ (антимонов триоксид), SbCl₃ (антимонов трихлорид) |
| Индустриални рискове | Токсичен прах; необходима вентилация |
| Международни регулации | Регулиран от REACH, OSHA |
| Приложения в медицината | Ограничени; пунктуално за паразитни инфекции |
Още от древността антимонът е познат на човека – използван е за декоративни, медицински и металургични цели. Днес той продължава да играе важна роля в модерните технологии, като приложение намират както специфичните му сплавни качества, така и химическите му съединения.
Антимонът представлява твърдо вещество със сребристо-бял цвят и кристална структура. Химически той демонстрира свойства както на метал, така и на неметал, което го определя като полуметал.
Разполага с четири валентни състояния и е способен да образува разнообразни съединения, използвани в електрониката, производството на огнеупорни материали, стъкларството и дори медицината. Заедно със своята историческа дълбочина, елементът представлява важен мост между древната химия и съвременната материална наука.
История и етимология
Историята на антимона се проследява още в древен Египет, където сулфидният минерал стибнит е бил използван като съставка за декоративни мазила за очи. Интерес предизвиква фактът, че в древността антимонът често е бил смесван с олово за изработка на съдове, орнаменти и козметика.
През Средновековието той добива популярност в алхимията, а името му произлиза от латинския термин "antimonium". Според някои теории името е свързано и с гръцката фраза "анти монас", което някои тълкуват като „против монасите“, базирайки се на средновековни легенди, свързани с използването му в античните рецепти.
Химични и физични свойства
Антимонът се отличава с полуметално поведение. При стайна температура е твърд и чуплив с метален блясък и сребристо-сив оттенък. Неговата структура е ромбоедрична, а плътността му е около 6,7 g/cm³.
Топи се при температура около 630°C, а кипи при близо 1587°C. Електрическата му проводимост е ниска, но показва полупроводникови свойства при определена температура, което го прави приложим в електрониката.
Химически антимонът образува оксиди, хлориди, сулфиди и други съединения, като най-често срещаният минерал е стебнит (Sb₂S₃). Окислителните му степени варират от -3 до +5, като най-типични в природата са +3 и +5. Когато се нагрява в присъствие на кислород, образува бял окис – антимонов триоксид, който е широко използван като огнеустойчив агент.
Разпространение и добив
Антимонът е сравнително рядък елемент в земната кора, срещащ се средно 0,2 mg/kg. Основните находища се намират в Китай, Русия, Таджикистан, Боливия и Южна Африка. Повечето от световните залежи са концентрирани в сулфидни руди, като стебнитът е основният източник за добив.
Добивът и обработването се извършват чрез топене, субтракция и последваща рафинация. Като токсичен елемент той следва да се добива и преработва внимателно, за да се избегне замърсяване на околната среда.
Индустриални и технологични приложения
Антимонът има разнообразни приложения в съвременната индустрия. Най-широко е използването му в производство на сплави – особено с олово, за да се повиши твърдостта и стабилността. Тези сплави намират приложение в производството на акумулатори, куршуми и лагери.
Антимоновите съединения се използват като огнеустойчиви добавки в пластмаси, текстил и електроника, като в комбинация с хлорирани съединения те предотвратяват разпространението на пламъци.
В стъкларството антимонът служи като избистрител, който премахва мехурчетата от разтопеното стъкло. В електрониката антимоновите полупроводници и сплави се използват в диоди и инфрачервени детектори. В медицината в миналото са използвани препарати на основата на антимон за лечение на тропически паразитни заболявания, но съвременната фармакология избягва употребата им поради токсичността на елемента.
Токсичност и безопасност
Антимонът е токсичен за организма. Поглъщането му или вдишването на прахови частици може да доведе до кожни, дихателни и гастроинтестинални усложнения. Дългосрочното натрупване може да засегне черния дроб и нервната система.
Въпреки това антимоновите съединения продължават да се използват, тъй като при правилна обработка и дозировка рисковете са контролируеми. Индустрията прилага строги стандарти за безопасност при работа с антимон, за да ограничи вредните емисии и да предпази работниците.
Екологично значение и устойчивост
Един от сериозните екологични проблеми, свързани с антимона, е натрупването му в почвата и подземните води в близост до рудодобивни райони. За това се извършват регулярни еко мониторинги, а световната индустрия се опитва постепенно да премине към безопасни методи на извличане и рециклиране.
Антимонът е признат като критичен ресурс от Европейския съюз, както заради индустриалното му значение, така и заради ограничените му резерви.