الأنتيمون: التاريخ والهيكل والخصائص والاستخدامات والمخاطر - كيمياء - 2026

و الأنتيمون هو لافلز لامعة، والفضة، ومع بعض هوى مزرق. تتميز صلبة أيضًا بكونها هشة جدًا وقشاري في الملمس. إنه ينتمي إلى المجموعة 15 من الجدول الدوري ، برئاسة النيتروجين. بعد البزموت (و moscovium) ، هو أثقل عنصر في المجموعة.

يتم تمثيله بالرمز الكيميائي Sb. يوجد في الطبيعة بشكل أساسي في خامات الستيبايت والألمانيت المعدني ، والصيغ الكيميائية لها هي Sb ₂ S ₃ و NiSbS ، على التوالي. يرجع ميله الكبير إلى تكوين الكبريتيدات بدلاً من الأكاسيد إلى حقيقة أنه ناعم كيميائيًا.

الأنتيمون البلوري. المصدر: Best Sci-Fatcs

من ناحية أخرى ، فإن الأنتيمون ناعم أيضًا جسديًا ، حيث يقدم صلابة 3 على مقياس موس. إنه مستقر في درجة حرارة الغرفة ولا يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء. ولكن عند تسخينه في وجود الأكسجين ، فإنه يشكل ثالث أكسيد الأنتيمون ، Sb ₂ O ₃.

وبالمثل ، فهو مقاوم لعمل الأحماض الضعيفة ؛ ولكن عندما تكون ساخنة تتعرض للهجوم بواسطة أحماض النيتريك والهيدروكلوريك.

للأنتيمون العديد من التطبيقات ، من بينها استخدامه في السبائك التي تحتوي على الرصاص والقصدير ، وفي تصنيع بطاريات المركبات ، والمواد منخفضة الاحتكاك ، إلخ.

يتميز هذا الفلزات بخاصية نادرة تتمثل في زيادة الحجم عندما يتصلب ، مما يسمح لسبائكه بالاحتلال الكامل للمساحة المستخدمة لقولبة الآلة المراد تصنيعها.

تاريخ اكتشافه

قبل الميلاد

هناك أدلة على أنه منذ عام 3100 قبل الميلاد ، تم استخدام كبريتيد الأنتيمون كمستحضر تجميل في مصر. في بلاد ما بين النهرين ، العراق الحالي ، تم العثور على بقايا إناء وقطعة أثرية أخرى يُفترض أنها تعود إلى ما بين 3000 و 2200 قبل الميلاد ، حيث استخدم الأنتيمون في صنعها.

مقدمة للمصطلح

وصف العالم الروماني بليني الأكبر (23-79 م) استخدام الأنتيمون ، الذي أسماه ستيبيوس ، في تطوير سبعة أدوية في أطروحته في التاريخ الطبيعي. يُنسب إلى الخيميائي أبو موسى جاهر بن حيان (721-815) إدخال مصطلح الأنتيمون لتسمية العنصر.

استخدم أصل الكلمة التالي: "anti" كمرادف للنفي ، و "mono" فقط. ثم أراد التأكيد على أن الأنتيمون لا يوجد فقط في الطبيعة. من المعروف بالفعل أنه جزء من معادن الكبريتيد ، بالإضافة إلى العديد من العناصر الأخرى.

الحصول

يُعتقد أن عالم الطبيعة اليوناني Pedanius Diascorides قد حصل على الأنتيمون النقي ، عن طريق تسخين كبريتيد الأنتيمون في تيار من الهواء. يقدم عالم المعادن الإيطالي فانوسيو بيرينجوسيو ، في كتاب De la Pirotecnia (1540) ، وصفًا لطريقة عزل الأنتيمون.

حقق الكيميائي الألماني أندرياس ليبافيوس (1615) ، باستخدام خليط منصهر من الحديد وكبريتيد الأنتيمون والملح وطرطرات البوتاسيوم ، إنتاج أنتيمون بلوري.

تم إعداد أول تقرير مفصل عن الأنتيمون في عام 1707 من قبل الكيميائي الفرنسي نيكولا ليميري (1645-1715) ، في كتابه رسالة في الأنتيمون.

هيكل الأنتيمون

الطبقات المجعدة التي تشكل التركيب البلوري للأنتيمون المعدني أو الفضي. المصدر: عالم المواد

تُظهر الصورة العلوية بنية الطبقات المجعدة التي تتبناها ذرات الزرنيخ. ومع ذلك ، فإن الأنتيمون الرمادي ، المعروف باسم الأنتيمون المعدني ، يتبنى هذا الهيكل أيضًا. يقال إنه "مجعد" لأن هناك ذرات Sb تتحرك لأعلى ولأسفل الطائرة المكونة من القشرة.

هذه الطبقات ، على الرغم من أنها مسؤولة عن الفوتونات التي تتفاعل معها ، تلمع بريقًا فضيًا ، مما يجعل الأنتيمون يمر كمعدن ، والحقيقة هي أن القوى التي توحدها ضعيفة ؛ ومن ثم يمكن أن تكون الشظايا المعدنية الظاهرة لـ Sb مطحونة بسهولة وهشة أو قشارية.

أيضًا ، فإن ذرات Sb في الطبقات المجعدة ليست قريبة بما يكفي لتجميع مداراتها الذرية معًا وبالتالي إنشاء نطاق يسمح بالتوصيل الكهربائي.

بالنظر إلى الكرة الرمادية بشكل فردي ، يمكن ملاحظة أن لديها ثلاث روابط Sb-Sb. من مستوى أعلى ، يمكن رؤية Sb في وسط المثلث ، مع وجود ثلاثة Sb في رءوسه. ومع ذلك ، فإن المثلث ليس مسطحًا وله مستويين أو طابقين.

يؤدي التكاثر الجانبي لهذه المثلثات وروابطها إلى إنشاء طبقات مجعدة تصطف لتشكل بلورات متجانسة الوجوه.

التآصل

الهيكل الموصوف للتو يتوافق مع الأنتيمون الرمادي ، وهو الأكثر ثباتًا بين تآصلاته الأربعة. المتآصلات الثلاثة الأخرى (الأسود والأصفر والمتفجر) غير مستقرة ؛ أي أنها يمكن أن توجد في ظل ظروف قاسية للغاية.

لا يوجد الكثير من المعلومات المتعلقة بهياكلهم. ومع ذلك ، من المعروف أن الأنتيمون الأسود غير متبلور ، لذا فإن هيكله فوضوي ومعقد.

الأنتيمون الأصفر مستقر تحت -90 درجة مئوية ، يتصرف كعنصر غير معدني ، ويمكن التخمين أنه يتكون من تكتلات صغيرة من النوع Sb ₄ (مماثلة لتلك الموجودة في الفوسفور) ؛ عند تسخينه يتحول إلى التآصل الأسود.

وفيما يتعلق بالأنتيمون المتفجر ، فإنه يتكون من رواسب هلامية تكونت على الكاثود أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من هاليد الأنتيمون.

عند أدنى احتكاك أو تأثير قوي ، تطلق المادة الصلبة اللينة قدرًا كبيرًا من الحرارة التي تنفجر وتستقر مع إعادة تجميع ذراتها في البنية البلورية المعينية السطوح من الأنتيمون الرمادي.

الخصائص

الوزن الذري

121.76 جم / مول.

العدد الذري

51.

التكوين الإلكترونية

4d ¹⁰ 5s ² 5p ³.

الأكسدة

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

الوصف المادي

صلب فضي لامع ، هش ، ذو سطح متقشر ، ولونه مزرق. يمكن أن يظهر أيضًا على شكل مسحوق أسود.

نقطة الانصهار

630.63 درجة مئوية.

نقطة الغليان

1635 درجة مئوية.

كثافة

6.697 جم / سم ³ عند درجة حرارة الغرفة.

-6.53 جم / سم ³ في الحالة السائلة ، درجة الحرارة تساوي أو تزيد عن نقطة الانصهار.

حرارة الانصهار

19.79 كيلوجول / مول.

حرارة التبخير

193.43 كيلوجول / مول.

قدرة السعرات الحرارية المولية

25.23 جول / مول ك

كهرسلبية

2.05 (مقياس بولينج).

راديو ذري

140 م.

صلابة

إنه عنصر ناعم ، بصلابة 3 على مقياس موس ويمكن خدشه بالزجاج.

المزيد

إنه مستقر في درجة حرارة الغرفة ، ولا يعاني من الأكسدة. كما أنه مقاوم للهجوم بواسطة الأحماض.

النظائر

له نظيران مستقران: ¹²¹ Sb و ¹²³ Sb بالإضافة إلى 35 نظيرًا مشعًا. يتمتع النظير المشع ¹²⁵ Sb بأطول عمر نصف: 2.75 سنة. بشكل عام، المشعة النظائر ينبعث β ⁺ وβ ^- الإشعاع.

الموصلية الكهربائية والحرارية

الأنتيمون موصل ضعيف للحرارة والكهرباء.

تفاعل كيميائي

لا يمكن أن تحل محل الهيدروجين من الأحماض المخففة. تشكل مجمعات أيونية مع الأحماض العضوية وغير العضوية. لا يتفاعل الأنتيمون المعدني مع الهواء ، ولكنه يتحول بسرعة إلى أكسيد في الهواء الرطب.

تعمل الهالوجينات والكبريتيدات على أكسدة الأنتيمون بسهولة ، إذا حدثت العملية في درجات حرارة مرتفعة.

التطبيقات

سبائك

يستخدم الأنتيمون في السبائك مع الرصاص لصنع ألواح لبطاريات السيارات ، مما يحسن مقاومة الألواح ، فضلاً عن خصائص الشحنات.

تم استخدام سبائك الرصاص والقصدير لتحسين خصائص اللحامات ، وكذلك خصائص الرصاص الكاشف وأجهزة تفجير الخرطوشة. كما أنها تستخدم في السبائك لطلاء الكابلات الكهربائية.

يستخدم الأنتيمون في السبائك المضادة للاحتكاك ، وفي صناعة سبائك القصدير والصلابة ذات المحتوى المنخفض من القصدير في تصنيع الأعضاء والآلات الموسيقية الأخرى.

لها خاصية ، مشتركة مع الماء ، زيادة الحجم عندما يتكثف ؛ لذلك ، فإن الأنتيمون الموجود في السبائك مع الرصاص والقصدير يملأ جميع الفراغات في القوالب ، مما يحسن تعريف الهياكل المصنوعة من السبائك المذكورة.

الحرائق

يستخدم ثالث أكسيد الأنتيمون في صناعة مركبات مثبطة للهب ، ودائمًا ما يتم دمجه مع مثبطات الحريق المهلجنة والبروميدات والكلوريدات.

يمكن أن تتفاعل مثبطات الحريق مع ذرات الأكسجين وجذور الهيدروكسيل ، مما يمنع الحريق. تُستخدم مثبطات اللهب هذه في ملابس الأطفال ولعب الأطفال والطائرات ومقاعد السيارات.

يتم إضافتها أيضًا في راتنجات البوليستر وفي مركبات الألياف الزجاجية للعناصر المستخدمة كأغطية لمحركات الطائرات الخفيفة.

تشتمل مركبات الأنتيمون التي تستخدم كمثبطات للحريق على: أوكسي كلوريد الأنتيمون ، SbOCl ؛ خامس أكسيد الأنتيمون ، SbO ₅ ؛ ثلاثي كلوريد الأنتيمون ، SbCl ₃ ؛ وثالث أكسيد الأنتيمون ، SbO ₃.

مجال الإلكترونيات

يتم استخدامه في صناعة أشباه الموصلات ، والصمامات الثنائية ، وأجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، وفي تصنيع المحولات. يتم الحصول على الأنتيمون عالي النقاء ، المستخدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات ، عن طريق تقليل مركبات الأنتيمون بالهيدروجين.

الطب البيطري

تم استخدام مركبات الأنتيمون في الطب منذ العصور القديمة كمقيئات ومضادات الطفيليات. تم استخدام طرطرات البوتاسيوم والبوتاسيوم (مقيئ الجير) كمضاد للكريستوسوم لفترة طويلة ؛ تستخدم بالإضافة إلى ذلك ، مقشع ، معرق وقيء.

كما تم استخدام أملاح الأنتيمون في ترطيب جلد الحيوانات المجترة ؛ مثل aniomalin و lithium antimony thiomalate.

الميجلومين أنتيمونات هو دواء يستخدم في علاج داء الليشمانيات في البؤر الخارجية للحيوانات الأليفة. على الرغم من أن الفوائد العلاجية كانت محدودة.

أصباغ ودهانات

تستخدم مركبات الأنتيمون في صناعة الدهانات والمواد العتامة في المينا. كما أنها تستخدم في أصباغ الزنجفر والأصفر والبرتقالي ، وهي منتجات الأكسدة البطيئة لكبريتيدات الأنتيمون.

تستخدم بعض أملاحه العضوية (الطرطرات) في صناعة النسيج للمساعدة في ربط بعض الأصباغ.

تم استخدام كبريتيد الأنتيمون في مصر القديمة كمستحضر لتغميق العيون.

استخدامات اخرى

تستخدم بعض أملاح الأنتيمون كعوامل طلاء لإزالة الفقاعات المجهرية التي تتشكل على شاشات التلفزيون. تتفاعل أيونات الأنتيمون مع الأكسجين ، مما يقضي على ميله إلى تكوين فقاعات.

يستخدم كبريتيد الأنتيمون (III) في رؤوس بعض أعواد الثقاب. يستخدم كبريتيد الأنتيمون أيضًا في تثبيت معامل الاحتكاك للمواد المستخدمة في تيل فرامل السيارات.

يستخدم النظير ¹²⁴ Sb ، مع البريليوم ، كمصدر نيوتروني ، بمتوسط ​​طاقة 24 كيلو إلكترون فولت. علاوة على ذلك ، يستخدم الأنتيمون كعامل مساعد في إنتاج البلاستيك.

المخاطر

إنه عنصر هش ، لذلك يمكن إنتاج غبار ملوث من البيئة أثناء التعامل معه. لوحظ في العمال المعرضين لغبار الأنتيمون والتهاب الجلد والتهاب الكلى والتهاب في الجهاز التنفسي العلوي والتهاب الملتحمة.

تم وصف التهاب الرئة ، الذي يقترن أحيانًا بالتغيرات الرئوية الانسدادي ، بعد التعرض لفترات طويلة.

يمكن أن يتسبب ثالث أكسيد الأنتيمون في تلف وظائف القلب ويمكن أن يكون مميتًا.

لوحظ وجود التهابات جلدية بثرية عابرة عند الأشخاص المعرضين لهذا العنصر.

يمكن أن يؤدي تناول جرعات منخفضة من هذا المعدن باستمرار إلى الإسهال والقيء وقرحة المعدة. كذلك ، فإن أقصى تركيز يمكن تحمله في الهواء هو 0.5 مجم / م ³.

المراجع

1. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
2. ماني. (11 مارس 2009). الأنتيمون الأصفر والأنتيمون المتفجر. تم الاسترجاع من: antimonyproperties.blogspot.com
3. البروفيسور إرنست كوهين وجي سي فان دن بوش. (1914). تآصل الأنتيمون. وقائع رويال أكاد. أمستردام. المجلد السابع عشر.
4. ويكيبيديا. (2019). الأنتيمون. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
5. Advameg ، Inc. (2019). الأنتيمون. تم الاسترجاع من: chemistryexplained.com
6. سابل ماكونيل. (15 سبتمبر 2018). الكيمياء: خصائص وتطبيق Sb-Antimony. تم الاسترجاع من: medium.com