آنتیموان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
آنتیموان، 51Sb
Antimony-4.jpg
آنتیموان
تلفظ
ظاهرتوسی نقره‌ای
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)۱۲۱٫۷۶۰(۱)[۱]
آنتیموان در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
As

Sb

Bi
قلعآنتیموانتلوریم
عدد اتمی (Z)51
گروهگروه ۱۵ (گروه نیتروژن)
دورهدوره 5
بلوکبلوک-p
دسته Metalloid
آرایش الکترونی[Kr] 4d10 5s2 5p3
2, 8, 18, 18, 5
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب903.78 K ​(630.63 °C, ​1167.13 °F)
نقطه جوش1860 K ​(1587 °C, ​2889 °F)
چگالی (near r.t.)6.697 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)6.53 g/cm3
حرارت همجوشی19.79 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 193.43 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی25.23 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 807 876 1011 1219 1491 1858
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−3, −2, −1, 0,[۲] +1, +2, +3, +4, +5 (an amphoteric اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 2.05
انرژی یونش
  • 1st: 834 kJ/mol
  • 2nd: 1594.9 kJ/mol
  • 3rd: 2440 kJ/mol
  • (بیشتر)
شعاع اتمیempirical: 140 pm
شعاع کووالانسی pm 139±5
شعاع واندروالسی206 pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری آنتیموان
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوریدستگاه بلوری شش‌گوشه
Trigonal crystal structure for آنتیموان
سرعت صوت thin rod3420 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی11 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی24.4 W/(m·K)
رسانش الکتریکی417 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیدیامغناطیس[۳]
مدول یانگ55 GPa
مدول برشی20 GPa
مدول حجمی42 GPa
سختی موس3.0
سختی برینل294 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-36-0
ایزوتوپ‌های آنتیموان
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
121Sb 57.36% 121Sb ایزوتوپ پایدار است که 70 نوترون دارد
123Sb 42.64% 123Sb ایزوتوپ پایدار است که 72 نوترون دارد
125Sb syn 2.7582 y β 0.767 125Te
| منابع

آنتیموان (به انگلیسی: Antimony) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نماد شیمیایی آن Sb و عدد اتمی آن ۵۱ است.[۴]این عنصر در متنهای کهن فارسی به نام روی سخته یا روی سخته مصری نامیده شده‌است.[۵] نام آنتیموان از واژه یونانی "anti-monos" گرفته شده‌است که معنای "غیر تنهاً می‌دهد چرا که در گذشته شخصی به اسم باسط مصری ان را کشف و به عشقش که او را دوست داشت هدیه داد البته تصور بر این بود که این عنصر به صورت خالص وجود ندارد.[۶]

آنتیموان نیز همچون آلوتروپ، شبه فلزش دارای جلای فلزی سفید مایل به آبی و بسیار شکننده است. همچنین ساختار بلورین دارد و بلافاصله پوسته پوسته می‌شود. آنتیموان خالص و ترکیباتش بسیار سمی است؛ پس باید در کار با آن‌ها احتیاط لازم را به کار بست. منبع اصلی آنتیموان کانی به نام استیبنیت است که سولفیدی از آن عنصر است. همچنین در کانی‌های دیگر از جمله آلمینیت و گهگاهی به صورت خالص یافت می‌شود گر چه تا قرن هفدهم کسی نتوانسته بود آن را به شکل خالص از کانی جدا کند. آنتیموان در دمای اتاق با هوا واکنش نمی‌دهد اما روی شعله بلافاصله با نور درخشانی می‌سوزد و مقادیر فراوانی گازهای سفید تولید می‌کند. آنتیموان رسانایی ضعیف برای گرما و الکتریسیته است و به همین دلیل جز سازنه مناسبی در مواد نیمه رسانای میکروالکترونیکهاست.

مشخصات[ویرایش]

خواص[ویرایش]

آنتیموان عضوی از گروه 15 جدول تناوبی است ، یکی از عناصری که شبه فلز است و دارای الکترونگاتیوی 2.05 است. آنتیموان در دمای اتاق در هوا پایدار است ، اما در صورت گرم شدن با اکسیژن واکنش می دهد و تری اکسید آنتیموان ، تولید می کند.

آنتیموان یک فلز خاکستری نقره ای و براق با سختی موس 3 است که برای ساخت اجسام سخت خیلی نرم است. سکه های آنتیموان در استان گوئیژو چین در سال 1931 صادر شد اما دوام آن ضعیف بود و ضرب آن به زودی متوقف شد. [۷] آنتیموان در برابر حمله اسیدها مقاوم است.

چهار آلوتروپ آنتیموان شناخته شده است: یک شکل فلزی پایدار و سه فرم قابل جبران (انفجاری ، سیاه و زرد). آنتیموان عنصری یک فلز براق شکننده و سفید نقره ای است. آنتیموان مذاب هنگامی که به آرامی خنک می شود ، در یک سلول مثلثی متشکل می شود ، هم شکل با آلبوم خاکستری آرسنیک. یک شکل انفجاری نادر از آنتیموان می تواند از الکترولیز تری کلرید آنتیموان تشکیل شود. هنگامی که با استفاده از یک تیز خراشیده می شود ، یک واکنش گرمازایی رخ می دهد و بخارهای سفید به صورت فرم های آنتیموان فلزی داده می شوند. هنگامی که با یک گلدان در هاون مالیده می شود ، یک انفجار شدید اتفاق می افتد. آنتیموان سیاه با خنک شدن سریع بخار آنتیموان تشکیل می شود. ساختار بلوری آن همانند فسفر قرمز و آرسنیک سیاه است. در هوا اکسید می شود و ممکن است خود به خود شعله ور شود. در دمای 100 درجه سانتیگراد ، به تدریج به شکل پایدار تبدیل می شود. آلوتروپ زرد آنتیموان بی ثبات ترین است. این تنها با اکسیداسیون استیبین () در دمای 90 درجه سانتی گراد تولید شده است. بالاتر از این دما و در نور محیط ، این آلوتروپ متاستاز به آلوتروپ سیاه پایدارتر تبدیل می شود.[۸][۹]

ایزوتوپ ها[ویرایش]

آنتیموان دارای دو ایزوتوپ پایدار است: 121Sb با فراوانی طبیعی 57.36٪ و 123Sb با فراوانی طبیعی 42.64٪. همچنین دارای 35 رادیوایزوتوپ است که طولانی ترین عمر آن 125Sb با نیمه عمر 2.75 سال است. علاوه بر این ، 29 حالت قابل تبدیل شدن مشخص شده است. پایدارترین آنها 120m1Sb با نیمه عمر 5.76 روز است. ایزوتوپ هایی که سبک تر از 123Sb پایدار هستند ، با پوسیدگی β + متلاشی می شوند و آنهایی که سنگین تر هستند ، با برخی استثنا ها ، با پوسیدگی β− متلاشی می شوند.

رخداد[ویرایش]

فراوانی آنتیموان در پوسته زمین 0.2 تا 0.5 قسمت در میلیون تخمین زده می شود ، قابل مقایسه با تالیم 0.5 قسمت در میلیون و نقره در 0.07 ppm. حتی اگر این عنصر فراوان نباشد ، در بیش از 100 گونه معدنی یافت می شود. آنتیموان گاهی خالص یافت می شود ، اما بیشتر در سولفید استیبنیت یافت می شود که ماده معدنی غالب است. [۱۰]

کاربرد[ویرایش]

حدود ۶۰٪ آنتیموان در بازدارنده‌های شعله مصرف می شود و ۲۰٪ در آلیاژهای باتری ، یاتاقان های ساده و لحیم ها استفاده می شود. [۱۱]

بازدارنده‌های شعله[ویرایش]

آنتیموان عمدتاً به عنوان تری اکسید برای ترکیبات ضد شعله استفاده می شود ، همیشه در ترکیب با بازدارنده‌های شعله هالوژنه به جز در پلیمرهای حاوی هالوژن. اثر بازدارندهٔ شعله تری اکسید آنتیموان در اثر تشکیل ترکیبات آنتیموان هالوژنه ، [۱۲] که با اتم های هیدروژن و احتمالاً با اتم های اکسیژن و رادیکال های OH واکنش نشان می دهند ، باعث مهار آتش می شود. [۱۳]بازارهای این بازدارنده های شعله شامل لباس کودکان ، اسباب بازی ها ، هواپیماها و روکش صندلی های اتومبیل است. همچنین برای مواردی مانند روکش موتور هواپیمای سبک به رزین های پلی استر در کامپوزیت های فایبرگلاس اضافه می شوند. این رزین در حضور شعله ای از خارج می سوزد ، اما با برداشته شدن شعله خارجی خاموش می شود. [۱۴][۱۵]

آلیاژها[ویرایش]

آنتیموان آلیاژی بسیار مفیدی با سرب تشکیل می دهد و سختی و مقاومت مکانیکی آن را افزایش می دهد. برای بیشتر برنامه های کاربردی شامل سرب ، مقادیر مختلف آنتیموان به عنوان فلز آلیاژ استفاده می‌شود. در باتری‌های اسید سرب، این افزودنی باعث بهبود مقاومت صفحات و ویژگی‌های شارژ می شود. [۱۶] برای قایق های بادبانی ، از پیچ های سربی به عنوان وزنه مقابل استفاده می شود ، از 600 پوند تا بیش از 8000 پوند. برای بهبود سختی و مقاومت کششی پیچ سرب ، آنتیموان با سرب بین 2 تا 5 درصد حجمی مخلوط می شود. از آنتیموان در آلیاژهای ضد اصطکاک (مانند فلز بابیت) ، [۱۷] در گلوله ها و گلوله های سربی ، غلاف کابل های برقی ، نوع فلز (به عنوان مثال برای ماشین های چاپ لینوتیپ ) ، لحیم کاری (برخی از لحیم های "بدون سرب") استفاده می شود حاوی 5٪ Sb) ، [64] در پیوتر ، و در آلیاژهای سخت کننده با مقدار قلع کم در ساخت لوله های اندام.

کاربرد های دیگر[ویرایش]

یک کاربرد به عنوان یک تثبیت کننده و کاتالیزور برای تولید پلی اتیلن ترفتالات است. مورد دیگر به عنوان یک ماده ریز کننده برای از بین بردن حباب های میکروسکوپی در شیشه ، بیشتر برای صفحه های تلویزیون است ؛ یون های آنتیموان با اکسیژن در تعامل هستند و تمایل این دو را برای ایجاد حباب سرکوب می کنند. سومین کاربرد رنگدانه ها است. [۱۸][۱۹]

از آنتیموان به طور فزاینده ای در نیمه هادی ها به عنوان ماده مخدر در ویفرهای سیلیکونی نوع n [68] برای دیودها ، ردیاب های مادون قرمز و دستگاه های اثر هال استفاده می شود. در دهه 1950 ، ساطع کننده ها و جمع کننده های ترانزیستورهای اتصال آلیاژ n-p-n با دانه های ریز آلیاژ سرب-آنتیموان دوپ شدند. آنتیمونید ایندیوم به عنوان ماده ای برای ردیاب های مادون قرمز استفاده می شود. [۲۰][۲۱]

زیست شناسی و پزشکی کاربردهای کمی برای آنتیموان دارند.از ترکیبات آنتیموان به عنوان داروهای ضد پروتوزوآ استفاده می شود. آنتی مونیل تارتارات پتاسیم یا تریک تارتار ، از سال 1919 به بعد به عنوان داروی ضد شیستوزومی مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن با praziquantel جایگزین شد. [۲۲] آنتیموان و ترکیبات آن در چندین داروی دامپزشکی مانند آنتیومالین و تیومالات آنتیموان لیتیم به عنوان نرم کننده پوست در نشخوارکنندگان استفاده می شود. [۲۳] آنتیموان اثر مغذی یا تغذیه کننده ای بر روی بافتهای کراتینه شده در حیوانات دارد.

داروهای مبتنی بر آنتیموان ، مانند مگلومین آنتیمونیات ، نیز داروهای انتخابی برای درمان بیماری سالک در حیوانات اهلی محسوب می شوند. علاوه بر دارا بودن شاخص های درمانی پایین ، داروها حداقل مغز استخوان را در خود جای می دهند ، جایی که برخی از آمیستگوتهای لیشمانیا در آن ساکن هستند و بهبود بیماری - به ویژه فرم احشایی - بسیار دشوار است. [۲۴]آنتیموان عنصری به عنوان قرص آنتیموان یک بار به عنوان دارو استفاده می شد. دیگران می توانند پس از بلع و از بین بردن مجدداً از آن استفاده کنند.

آنتیموان (III) سولفید در سر بعضی از مسابقات ایمنی استفاده می شود. سولفیدهای آنتیموان به ثبات ضریب اصطکاک در مواد لنت ترمز خودرو کمک می کنند. از آنتیموان در گلوله ها ، ردیاب های گلوله ، رنگ ، هنر شیشه و به عنوان مات کننده در مینا استفاده می شود. آنتیموان -124 همراه با بریلیم در منابع نوترونی استفاده می شود. اشعه گاما که توسط آنتیموان -124 ساطع می شود ، تجزیه نوری بریلیوم را آغاز می کند. نوترونهای ساطع شده دارای انرژی متوسط 24 کیلو ولت هستند. از آنتیموان طبیعی در منابع نوترونی راه اندازی استفاده می شود.

از نظر تاریخی ، پودر حاصل از آنتیموان خرد شده (سرمه) با استفاده از میله فلزی و چاشنی بر روی چشم زده می شود ، که قدیمی ها تصور می کردند در بهبود عفونت چشم کمک می کند. این عمل هنوز در یمن و سایر کشورهای مسلمان دیده می شود

فراوانی[ویرایش]

در جدول زیر اطلاعات ۵ کشور اول تولیدکننده این عنصر در سال ۲۰۱۰ میلادی عنوان شده‌است.

تولید آنتیموان در سال 2016[۲۵]
کشور تن % درصد کل
 چین 100,000 76.9
v روسیه 9,000 6,9
 تاجیکستان 8,000 6,2
 بولیوی 4,000 3,1
تولید جهانی 130,000 ۱۰۰٫۰

منابع[ویرایش]

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Anastas Sidiropoulos. "Studies of N-heterocyclic Carbene (NHC) Complexes of the Main Group Elements" (PDF). p. 39.
  3. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  4. جدول تناوبی عناصر (مندلیف) جرارد چشر انتشارات شباهنگ
  5. حبیش تفلیسی- بیان الصناعات، تصحیح ایرج افشار در «فرهنگ ایران زمین» - سال ۱۳۳۶، ص330. + رک لغتنامه دهخدا، ذیل «روی سخته»
  6. چشر، جرارد (۱۳۹۱). جدول تناوبی عناصر (مندلیف). انتشارات شباهنگ. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۶۱۲۷-۸۲-۱.
  7. «"Metals Used in Coins and Medals". ukcoinpics.co.uk. Archived from the original on 26 December 2010. Retrieved 16 October 2009».
  8. "Antimony" in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th ed. 2004.
  9. «Norman, Nicholas C (1998). Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth».
  10. «http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/antimony/mcs-2016-antim.pdf» (PDF). پیوند خارجی در |title= وجود دارد (کمک)
  11. «Butterman, C.; Carlin, Jr., J. F. (2003). "Mineral Commodity Profiles: Antimony" (PDF). United States Geological Survey» (PDF).
  12. «Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (4 June 2009). "Antimony trioxide and Related Compounds". Flame retardants for plastics and textiles: Practical applications».
  13. Hastie, John W. (1973). "Mass spectrometric studies of flame inhibition: Analysis of antimony trihalides in flames". Combustion and Flame.
  14. Grund, Sabina C.; Hanusch, Kunibert; Breunig, Hans J.; Wolf, Hans Uwe (2006) "Antimony and Antimony Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim.
  15. «Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (4 June 2009). Flame retardants for plastics and textiles: Practical applications».
  16. «Kiehne, Heinz Albert (2003). "Types of Alloys". Battery Technology Handbook. CRC Press».
  17. «Williams, Robert S. (2007). Principles of Metallography».
  18. De Jong, Bernard H. W. S.; Beerkens, Ruud G. C.; Van Nijnatten, Peter A. (2000). "Glass". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.
  19. «Yamashita, H.; Yamaguchi, S.; Nishimura, R.; Maekawa, T. (2001). "Voltammetric Studies of Antimony Ions in Soda-lime-silica Glass Melts up to 1873 K"» (PDF).
  20. «Kinch, Michael A (2007). Fundamentals of infrared detector materials».
  21. «Willardson, Robert K & Beer, Albert C (1970). Infrared detectors».
  22. Harder, A. (2002). "Chemotherapeutic approaches to schistosomes: Current knowledge and outlook". Parasitology Research.
  23. «Kassirsky, I. A.; Plotnikov, N. N. (1 August 2003). Diseases of Warm Lands: A Clinical Manual».
  24. «Organisation Mondiale de la Santé (1995). Drugs used in parasitic diseases».
  25. «"Mineral Commodity Summaries: Antimony"» (PDF).