안티몬 : 역사, 구조, 속성, 용도 및 위험 - 화학 - 2025

안티 모니는 반 금속 광택, 실버, 그리고 약간의 푸른 빛이 도는 색조. 그 고체는 또한 매우 부서지기 쉽고 질감이 벗겨지는 특징이 있습니다. 그것은 질소가 이끄는 주기율표의 그룹 15에 속합니다. 비스무트 (및 모스크바) 다음으로 그룹에서 가장 무거운 요소입니다.

화학 기호 Sb로 표시되며, 자연적으로 주로 stibite와 ullmannite 광석에서 발견되며, 그 화학 공식은 각각 Sb ₂ S ₃ 및 NiSbS입니다. 산화물 대신 황화물을 형성하는 높은 경향은 화학적으로 부드럽기 때문입니다.

결정 안티몬. 출처 : Best Sci-Fatcs

반면 안티몬은 물리적으로 부드러워 Mohs 척도에서 3의 경도를 나타냅니다. 상온에서 안정적이며 공기 중의 산소와 반응하지 않습니다. 그러나 산소가있는 상태에서 가열하면 삼산화 안티몬 인 Sb ₂ O _{3를 형성} 합니다.

마찬가지로 약산의 작용에 내성이 있습니다. 그러나 뜨거울 때는 질산과 염산의 공격을받습니다.

안티몬은 수많은 응용 분야를 가지고 있으며, 그중에서도 납 및 주석 합금, 자동차 배터리, 저 마찰 재료 등의 제조에 사용됩니다.

이 메탈 로이드는 고형화 될 때 부피가 증가하는 드문 특성을 가지고있어 합금이 제조 할 도구를 성형하는 데 사용되는 공간을 완전히 차지할 수 있습니다.

발견의 역사

기원전

기원전 3100 년부터 이집트에서는 안티몬 황화물이 화장품으로 사용되었다는 증거가 있습니다. 현재 이라크 인 메소포타미아에서는 꽃병과 기원전 3000 년에서 2200 년 사이의 것으로 추정되는 또 다른 유물로 안티몬이 제조에 사용 된 것으로 발견되었습니다.

용어 소개

로마 학자 Pliny the Elder (23-79 AD)는 그의 자연사에 관한 논문에서 7 개의 약을 정교화 할 때 그가 stibius라고 부르는 안티몬의 사용을 설명했습니다. 연금술사 Abu Mussa Jahir Ibn Hayyan (721-815)은 요소의 이름을 지정하기 위해 안티몬이라는 용어를 도입 한 것으로 알려져 있습니다.

그는 다음 어원을 사용했습니다. 부정의 동의어로 'anti', 'mono'만 사용했습니다. 그런 다음 그는 안티몬이 자연에서만 발견되는 것이 아니라는 점을 강조하고 싶었습니다. 황화물 광물뿐만 아니라 다른 많은 원소의 일부라는 것은 이미 알려져 있습니다.

구하기

그리스의 자연 주의자 Pedanius Diascorides는 공기 흐름에서 안티몬 황화물을 가열하여 순수한 안티몬을 얻은 것으로 믿어집니다. 이탈리아의 야금 학자 Vannocio Biringucio는 책 De la Pirotecnia (1540)에서 안티몬을 분리하는 방법에 대해 설명합니다.

독일의 화학자 Andreas Libavius ​​(1615)는 철, 안티몬 황화물, 소금 및 타르타르산 칼륨의 용융 혼합물을 사용하여 결정형 안티몬을 생산했습니다.

안티몬에 대한 최초의 상세한 보고서는 1707 년 프랑스 화학자 니콜라스 레 메리 (1645-1715)가 그의 저서 안티몬에 관한 논문에서 작성했습니다.

안티몬의 구조

금속 또는은 안티몬의 결정 구조를 구성하는 주름진 층. 출처 : Materialscientist

위 이미지는 비소 원자가 채택한 주름진 층 구조를 보여줍니다. 그러나 금속 안티몬으로 더 잘 알려진 회색 안티몬도이 구조를 채택합니다. 껍데기로 구성된 평면을 위아래로 움직이는 Sb 원자가 있기 때문에 "주름"이라고합니다.

이 층은 상호 작용하는 광자를 담당하지만 은빛 광채로 빛나고 안티몬이 금속처럼 통과하게하지만, 사실은 그것들을 결합하는 힘이 약하다는 것입니다. 따라서 Sb의 명백한 금속 조각은 쉽게 분쇄되고 부서지기 쉬우거나 벗겨 질 수 있습니다.

또한 주름진 층의 Sb 원자는 원자 궤도를 함께 그룹화 할만큼 가깝지 않아 전기 전도를 허용하는 밴드를 생성합니다.

칙칙한 구체를 개별적으로 보면 세 개의 Sb-Sb 결합이 있음을 알 수 있습니다. 더 높은 평면에서 Sb는 삼각형의 중심에서 볼 ​​수 있으며 정점에 세 개의 Sb가 있습니다. 그러나 삼각형은 평평하지 않으며 두 개의 레벨 또는 바닥이 있습니다.

이러한 삼각형과 그 결합의 측면 재생산은 주름진 층을 형성하여 능 면체 결정을 형성합니다.

동 소성

방금 설명한 구조는 4 개의 동소체 중 가장 안정적인 회색 안티몬에 해당합니다. 다른 세 개의 동소체 (검은 색, 노란색 및 폭발성)는 준 안정적입니다. 즉, 매우 가혹한 조건에서도 존재할 수 있습니다.

구조에 관한 정보가 많지 않습니다. 그러나 블랙 안티몬은 무정형이기 때문에 그 구조가 지저분하고 복잡하다는 것이 알려져 있습니다.

황색 안티몬은 -90ºC 이하에서 안정하고 비금속 원소처럼 행동하며 작은 응집체 유형 Sb ₄ (인과 유사)로 구성되어 있다고 추측 할 수 있습니다 . 가열되면 검은 동소체로 변합니다.

그리고 폭발성 안티몬과 관련하여, 안티몬 할로겐화물의 수용액을 전기 분해하는 동안 음극에 형성된 젤라틴 침전물로 구성됩니다.

약간의 강한 마찰이나 충격에서 부드러운 고체는 너무 많은 열을 방출하여 회색 안티몬의 능 면체 결정 구조에서 원자가 재결합함에 따라 폭발하고 안정화됩니다.

속성

원자량

121.76g / 몰.

원자 번호

51.

전자 구성

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³ .

산화 상태

-3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5.

물리적 설명

광택이 나는 은빛 단단하고 부서지기 쉬우 며 표면이 비늘 모양이며 푸르스름한 색조입니다. 흑색 화약으로 나타날 수도 있습니다.

녹는 점

630.63 ° C

비점

1,635 ° C

밀도

-6.697 g / cm ³ 실온에서.

-6.53 g / cm ³ 액체 상태, 녹는 점 이상의 온도.

융합 열

19.79 kJ / 몰.

기화열

193.43 kJ / mol.

몰 칼로리 용량

25.23 J / mol.K

전기 음성도

2.05 (폴링 스케일).

원자 라디오

오후 140.

경도

Mohs 척도에서 경도가 3 인 부드러운 요소이며 유리로 긁힐 수 있습니다.

안정

상온에서 안정하며 산화되지 않습니다. 또한 산에 의한 공격에 강합니다.

동위 원소

¹²¹ Sb와 ¹²³ Sb의 두 가지 안정된 동위 원소를 가지고 있으며 35 개의 방사성 동위 원소가 있습니다. 방사성 동위 원소 ¹²⁵ Sb는 반감기가 가장 길다 : 2.75 년. 일반적으로, 방사성 동위 원소 발광 β ⁺ 와 β ^- 방사선 .

전기 및 열 전도도

안티몬은 열과 전기가 잘 통하지 않습니다.

화학적 반응성

묽은 산에서 수소를 대체 할 수 없습니다. 유기산 및 무기산과 이온 복합체를 형성합니다. 금속 안티몬은 공기와 반응하지 않지만 습한 공기에서 빠르게 산화물로 전환됩니다.

할로겐과 황화물은 고온에서 공정이 발생하면 안티몬을 쉽게 산화시킵니다.

응용

합금

안티몬은 납과 합금에 사용되어 자동차 배터리 용 판을 만들어 판의 저항과 전하의 특성을 향상시킵니다.

납-주석 합금은 트레이서 총알 및 카트리지 기폭 장치의 특성뿐만 아니라 용접 특성을 개선하는 데 사용되었습니다. 또한 전기 케이블 코팅 용 합금에도 사용됩니다.

안티몬은 내 마찰 합금, 오르간 및 기타 악기 제조시 주석 함량이 낮은 백랍 및 경화 합금 제조에 사용됩니다.

그것은 물과 공유되고 응축 될 때 부피가 증가하는 특성을 가지고 있습니다. 따라서 납 및 주석 합금에 존재하는 안티몬은 금형의 모든 공간을 채우고 상기 합금으로 만들어진 구조의 정의를 개선합니다.

난연제

삼산화 안티몬은 항상 할로겐화 난연제, 브롬화물 및 염화물과 함께 난연성 화합물을 만드는 데 사용됩니다.

난연제는 산소 원자 및 OH 라디칼과 반응하여 화재를 억제 할 수 있습니다. 이러한 난연제는 아동복, 장난감, 항공기 및 카시트에 사용됩니다.

그들은 또한 폴리 에스터 수지와 경 항공기 엔진의 커버로 사용되는 품목을위한 유리 섬유 복합재에 첨가됩니다.

난연제로 사용되는 안티몬 화합물은 다음과 같습니다 : 안티몬 옥시 클로라이드, SbOCl; 오산화 안티몬, SbO ₅ ; 삼염화 안티몬, SbCl ₃ ; 및 삼산화 안티몬, SbO ₃ .

전자 분야

반도체, 다이오드, 중 적외선 검출기 및 트랜 시터 제조에 사용됩니다. 반도체 기술에 사용되는 고순도 안티몬은 안티몬 화합물을 수소로 환원하여 얻습니다.

의학 및 수의학

안티몬 화합물은 고대부터 구토 제와 원생 동물로 의학에서 사용되어 왔습니다. 칼륨 타르타르산 칼륨 (주석 구토 제)은 오랫동안 항주 축제로 사용되었습니다. 또한 거담제, 발한제 및 구토 제로 사용됩니다.

안티몬 염은 반추 동물의 피부 컨디셔닝에도 사용되었습니다. 아니오 말린 및 리튬 안티몬 티오 말 레이트와 같은.

Meglumine antimoniate는 가축의 외부 초점에서 leishmaniasis 치료에 사용되는 약물입니다. 그러나 치료 효과는 제한적이었습니다.

안료 및 페인트

안티몬 화합물은 에나멜의 도료 및 불투명 제 제조에 사용됩니다. 그들은 또한 황화 안티몬의 느린 산화의 산물 인 주홍색, 노란색 및 주황색 안료에도 사용됩니다.

일부 유기 염 (주석 산염)은 섬유 산업에서 특정 염료를 결합하는 데 사용됩니다.

안티몬 황화물은 고대 이집트에서 눈을 어둡게하는 화장품으로 사용되었습니다.

기타 용도

일부 안티몬 염은 텔레비전 화면에 형성되는 미세한 기포를 제거하기위한 코팅제로 사용됩니다. 안티몬 이온은 산소와 상호 작용하여 기포를 형성하는 경향을 제거합니다.

안티몬 (III) 황화물은 일부 안전 성냥 머리에 사용됩니다. 안티몬 황화물은 자동차 브레이크 패드에 ​​사용되는 재료의 마찰 계수를 안정화하는데도 사용됩니다.

베릴륨과 함께 ¹²⁴ Sb 동위 원소 는 중성자 소스로 사용되며 평균 에너지는 24keV입니다. 또한 안티몬은 플라스틱 생산의 촉매제로 사용됩니다.

위험

부서지기 쉬운 요소이므로 취급 중에 환경에서 오염 먼지가 발생할 수 있습니다. 안티몬 먼지에 노출 된 작업자의 경우 피부염, 신장염, 상부 호흡기 염증 및 결막염이 관찰되었습니다.

때때로 폐쇄성 폐 변화와 결합되는 진폐증은 장기간 노출 후에 설명되었습니다.

삼산화 안티몬은 치명적일 수있는 심장 기능에 손상을 줄 수 있습니다.

이 요소에 노출 된 사람들에게서 일시적인 농포 성 피부 감염의 존재가 관찰되었습니다.

저용량의이 금속을 지속적으로 섭취하면 설사, 구토 및 위궤양을 유발할 수 있습니다. 또한 공기 중 최대 허용 농도는 0.5 mg / m ³ 입니다.

참고 문헌

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