51 Sb Antimonio 121,76
Metalloide blocco-p Periodo 5 Gruppo 15

Antimonio

Sb · Elemento 51 · Metalloide

Un metalloide fragile usato fin dall'antichità come cosmetico per gli occhi e oggi come ritardante di fiamma.

Stato a 20°C solido
Massa atomica 121,76 u
Configurazione elettronica[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³

Struttura

L'atomo di antimonio

Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.

Nuvola orbitale

Valori misurati

Scheda delle proprietà

Ogni barra mostra dove si colloca antimonio tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.

Fisiche

Densità 6,697 g/cm³ 38%
Punto di fusione 903,8 K 37%
Punto di ebollizione 1860 K 42%
Calore specifico 0,207 J/g·K
Conducibilità termica 24,3 W/m·K 52%

Atomica

Raggio atomico 139 pm 30%
Raggio covalente 139 pm
Raggio di van der Waals 206 pm

Elettronica

Elettronegatività 2,05 73%
Energia di ionizzazione 833,6 kJ/mol 73%
Affinità elettronica 101,3 kJ/mol 68%

Presenza

Abbondanza nella crosta 0,2 mg/kg 44%

Identità

SimboloSb
Numero atomico51
Massa atomica121,76 u
CategoriaMetalloide
Bloccop
Struttura cristallinaromboedrica
Stati di ossidazione-3, +3, +5
Scopertoancient
Scoperto daNoto fin dall'antichità

Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.

Dimensioni, in scala

Quanto è grande l'atomo di antimonio?

Raggio 139 pm — cioè 0,139 nm, quindi ne servirebbero circa 3,6 milioni affiancati per coprire un millimetro.

Intervallo termico

Solido, liquido, gas — e quando

Antimonio è liquido in un intervallo di 956 K, da 904 K a 1860 K.

Dove si trova

Posizione nella tavola

Antimonio si trova nel periodo 5, gruppo 15. Tutti gli elementi del gruppo 15 hanno lo stesso numero di elettroni esterni, per questo si comportano in modo così simile.

Altri Metalloidi

Tutti i metalloidi

La storia

Che cos'è antimonio e come lo abbiamo trovato

Un metalloide fragile usato fin dall'antichità come cosmetico per gli occhi e oggi come ritardante di fiamma.

La scoperta di antimonio

Dall'antico segreto di bellezza all'elemento moderno

Origini nell'antico Egitto (3000 a.C.)

La storia dell'antimonio comincia con gli antichi rituali di bellezza. Le regine egizie, tra cui Cleopatra, usavano la stibnite macinata (solfuro di antimonio) come "kohl", un intenso trucco nero per gli occhi che proteggeva anche dalle infezioni oculari e dal riverbero del sole del deserto.

"I suoi occhi erano delineati con il kohl ricavato dalla stibnite, donandole uno sguardo capace di comandare imperi." - Antica descrizione della bellezza egizia

Alchimia medievale

Gli alchimisti medievali chiamavano l'antimonio "il lupo dei metalli" perché sembrava "divorare" gli altri metalli quando venivano riscaldati insieme. Il simbolo ♁ rappresentava l'antimonio nei testi alchemici e i praticanti credevano che possedesse poteri di trasmutazione.

La misteriosa scoperta del monaco

Intorno al 1450, un monaco benedettino tedesco di nome Basil Valentine (forse uno pseudonimo) scrisse ampiamente sull'antimonio nel suo manoscritto "Il carro trionfale dell'antimonio." Descrisse metodi per estrarre l'antimonio metallico e le sue applicazioni mediche, sebbene i suoi trattamenti si rivelassero spesso tossici.

Confusione con i metalli nobili

Per secoli, l'antimonio fu confuso con il piombo e lo stagno. Il nome deriva dal greco "anti-monos", che significa "non solo", perché raramente si trovava in forma pura. Gli alchimisti arabi lo chiamavano "al-ithmid", corrotto in seguito in "antimony".

Riconoscimento scientifico

Nicolas Lémery (1707) fu il primo a distinguere chiaramente l'antimonio come elemento separato nel suo trattato di chimica. Dimostrò che l'antimonio poteva essere isolato come un metallo fragile e argenteo, con proprietà uniche diverse da quelle del piombo e dello stagno.

Applicazioni della rivoluzione industriale

La Rivoluzione industriale rivelò il vero potenziale dell'antimonio:

  • Anni 1780: Le leghe per caratteri tipografici per le presse da stampa rivoluzionarono l'editoria
  • Anni 1840: Antimonio nei fiammiferi ad attrito e negli inneschi a percussione
  • Anni 1860: Metallo Britannia (lega antimonio-stagno) per oggetti decorativi
  • Anni 1890: Sviluppo di griglie per batterie in piombo-antimonio per le prime automobili

Rivoluzione dei ritardanti di fiamma nel XX secolo

Scoperta degli anni 1950: Gli scienziati scoprirono che il triossido di antimonio aumentava notevolmente le proprietà ignifughe dei composti alogenati. Questa svolta portò alla più importante applicazione moderna dell'antimonio: salvare innumerevoli vite prevenendo gli incendi.

Comprensione moderna

Oggi comprendiamo l'antimonio come un metalloide con proprietà uniche:

  • Configurazione elettronica: [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³
  • Allotropia: Esiste in molteplici forme cristalline
  • Proprietà dei semiconduttori: Utilizzato nell'elettronica moderna e nei rivelatori infrarossi
Un viaggio straordinario: Dal trucco per gli occhi di Cleopatra alla moderna sicurezza antincendio, il viaggio dell'antimonio durato 5.000 anni dimostra come i materiali antichi possano trovare nuovi scopi rivoluzionari grazie alla comprensione scientifica!

Applicazioni

A cosa serve antimonio

Sicurezza antincendio e ritardanti di fiamma

Triossido di antimonio (Sb₂O₃) è il più importante sinergizzante per ritardanti di fiamma al mondo, utilizzato in oltre il 60% del consumo globale di antimonio. Agisce rilasciando alogenuri di antimonio che interferiscono con la chimica della combustione, proteggendo dai pigiami per bambini agli interni degli aerei.

Industria automobilistica

  • Pastiglie dei freni: Il solfuro di antimonio fornisce un materiale d'attrito che mantiene prestazioni costanti alle alte temperature
  • Griglie delle batterie: Le leghe piombo-antimonio (2-6% Sb) nelle batterie delle automobili garantiscono resistenza meccanica e alla corrosione
  • Leghe per cuscinetti: Metalli Babbitt antimonio-stagno-rame per cuscinetti di motori per impieghi gravosi
  • Saldatura: Antimonio nelle saldature senza piombo per l'elettronica automobilistica

Vetro e ceramica

  • Chiarificazione del vetro: Il triossido di antimonio rimuove le bolle e migliora la trasparenza nella produzione di vetro di alta qualità
  • Decolorante: Neutralizza le tonalità gialle e verdi causate dalle impurità di ferro nel vetro
  • Opacizzante: Crea vetro bianco e opaco e smalti ceramici
  • Schermi televisivi: Composti di antimonio nel vetro dei tubi a raggi catodici per la schermatura dalle radiazioni

Tessili e materie plastiche

  • Produzione del poliestere: I catalizzatori di antimonio (triossido di antimonio) permettono la polimerizzazione del polietilene tereftalato (PET)
  • Tessuti ignifughi: Composti di antimonio in tappeti, rivestimenti e indumenti protettivi
  • Additivi per materie plastiche: Triossido di antimonio combinato con composti alogenati nel PVC rigido e nelle materie plastiche termoindurenti

Pigmenti e vernici

  • Giallo di Napoli: L'antimoniato di piombo crea questo storico pigmento artistico utilizzato fin dall'antichità
  • Vernici mimetiche: I composti di antimonio riducono la riflettanza infrarossa per applicazioni militari
  • Smalti ceramici: L'antimonio crea colori gialli e bianchi nelle ceramiche e nelle piastrelle

Elettronica e semiconduttori

  • Drogaggio dei semiconduttori: Antimonio ultrapuro come drogante di tipo n nel silicio e nel germanio
  • Dispositivi termoelettrici: Leghe bismuto-antimonio per sistemi di raffreddamento Peltier
  • Rivelatori infrarossi: Antimoniuro di indio (InSb) per applicazioni militari e scientifiche
  • Diodi: Composti di antimonio nei diodi a tunnel e nei dispositivi a microonde

Settore militare e difesa

  • Munizioni traccianti: I composti di antimonio creano traiettorie visibili dei proiettili
  • Composizioni per inneschi: Trisolfuro di antimonio negli inneschi a percussione e nelle munizioni per armi leggere
  • Perforazione delle corazze: L'antimonio indurisce i nuclei di piombo nei proiettili perforanti

Applicazioni farmaceutiche

  • Farmaci antiparassitari: I composti di antimonio trattano la leishmaniosi e la schistosomiasi
  • Medicina veterinaria: Tartrato di potassio e antimonio per il trattamento di alcuni parassiti animali

Everyday Antimony

Fire Safety in Your Home

  • Mattresses: Antimony-based flame retardants in foam and fabric covers
  • Carpets & Rugs: Antimony trioxide prevents rapid fire spread in home furnishings
  • Children's Clothing: Flame-retardant sleepwear uses antimony compounds for safety
  • Upholstery: Sofas, chairs, and curtains treated with antimony-based fire retardants
  • Electronics Casings: TV, computer, and appliance housings contain antimony for fire safety

Your Vehicle

  • Car Battery: Lead-antimony grids provide structure and longevity
  • Brake Pads: Antimony sulfide friction material stops your car safely
  • Interior Components: Dashboard plastics and seat fabrics with flame retardants
  • Electronic Systems: Antimony in solder joints and semiconductor components

Food & Beverage Containers

  • Plastic Bottles: Antimony catalysts used in PET bottle production (water, soda bottles)
  • Food Packaging: Polyester films and containers made with antimony catalysts
  • Microwave Containers: Heat-resistant plastics often contain antimony compounds

Clothing & Textiles

  • Polyester Clothing: Nearly all polyester fabric made using antimony catalysts
  • Carpet Backing: Antimony in synthetic carpet fibers and backing materials
  • Sports Equipment: Antimony in flame-resistant athletic wear and equipment

Construction Materials

  • Insulation: Antimony-treated foam insulation for fire safety compliance
  • Electrical Wiring: Antimony in PVC wire coatings for flame resistance
  • Roofing Materials: Antimony compounds in synthetic roofing membranes

Consumer Electronics

  • Circuit Boards: Antimony in flame-retardant PCB substrates
  • Cable Sheathing: Antimony-treated plastic covering on electrical cables
  • Device Housings: Antimony fire retardants in phone and computer cases
Hidden Antimony: You interact with antimony dozens of times daily without knowing it - from your polyester shirt to your car's brake pads to your water bottle. It's one of chemistry's most invisible but essential elements!

Da dove proviene

Presenza in natura

0,2 mg/kg della crosta terrestre · più abbondante del 44% degli elementi

Distribuzione globale dell'antimonio

Minerale principale: stibnite

La stibnite (Sb₂S₃) contiene il 71,4% di antimonio e forma caratteristici cristalli grigio-metallici con sfaldatura perfetta. Le civiltà antiche conoscevano la stibnite come "kohl" per il trucco degli occhi, senza rendersi conto di utilizzare solfuro di antimonio.

Principali giacimenti globali

  • Cina: Domina con il 60% della produzione mondiale, principalmente dal giacimento di Xikuangshan nella provincia di Hunan, la più grande miniera di antimonio del mondo
  • Russia: Giacimenti significativi in Siberia, in particolare il giacimento di Sarylakhskoye
  • Tagikistan: La cintura aurifera-antimonifera di Zeravshan contiene importanti giacimenti di stibnite
  • Myanmar: Regione storica di estrazione dell'antimonio con ricche vene di stibnite
  • Bolivia: Giacimenti ad alta quota nelle Ande, spesso associati a stagno e argento
  • Turchia: Importante fonte europea con diverse miniere di antimonio attive

Formazione geologica

I giacimenti di antimonio si formano attraverso processi idrotermali a temperature relativamente basse (150-300°C). L'elemento si concentra in:

  • Vene epitermali: Giacimenti prossimi alla superficie formati da sorgenti termali e attività geotermica
  • Giacimenti di sostituzione: Minerali di antimonio che sostituiscono il calcare e altre rocce carbonatiche
  • Giacimenti polimetallici: Spesso presenti insieme a oro, argento, mercurio e arsenico
  • Giacimenti di sorgenti termali: Precipitazione moderna dell'antimonio in aree geotermiche attive

Minerali associati

  • Stibiconite (Sb₂O₄): Ossido di antimonio giallo derivato dall'alterazione della stibnite
  • Valentinite (Sb₂O₃): Ossido di antimonio bianco nelle zone ossidate
  • Cervantite (Sb₂O₄): Prodotto di ossidazione da giallo a bruno
  • Antimonio nativo: Antimonio metallico raro in alcuni giacimenti
  • Tetraedrite: Solfuro di rame e antimonio, "minerale di rame grigio"

Abbondanza e rarità

L'antimonio è il 63º elemento più abbondante nella crosta terrestre, con circa 0,2 ppm, quindi è più raro dello stagno ma più abbondante dell'argento. La sua concentrazione richiede condizioni geologiche specifiche, perciò i giacimenti economicamente sfruttabili sono poco comuni.

Fonti secondarie

  • Riciclo delle batterie al piombo: Recupero significativo di antimonio dalle vecchie batterie per automobili
  • Riciclo dei ritardanti di fiamma: Recupero dell'antimonio dai rifiuti elettronici
  • Riciclo dei metalli per cuscinetti: Antimonio recuperato da macchinari industriali
Approfondimento geologico: La tendenza dell'antimonio a formarsi vicino ai sistemi geotermici attivi fa sì che molti giacimenti si trovino in regioni vulcaniche, collegando questo antico elemento ai processi geologici ancora in corso sulla Terra!

Manipolazione

Sicurezza

Profilo di sicurezza dell'antimonio

Metallo tossico: maneggiare con cautela

L'antimonio e i suoi composti sono tossici e richiedono una manipolazione attenta. A differenza dello stagno, l'antimonio presenta rischi significativi per la salute attraverso inalazione, ingestione e contatto con la pelle. La tossicità varia notevolmente tra i diversi composti di antimonio.

Pericoli respiratori

  • Esposizione acuta: Le polveri e i fumi di antimonio causano pneumoconiosi ("polmone da antimonio")
  • Effetti cronici: L'inalazione prolungata provoca irritazione delle vie respiratorie e cicatrici polmonari
  • Limite professionale: Limite OSHA di 0,5 mg/m³ per l'aria negli ambienti di lavoro
  • Dispositivi di protezione: Nei contesti industriali sono necessari i respiratori

Effetti sistemici sulla salute

  • Cardiovascolari: Dosi elevate influenzano il ritmo cardiaco e la pressione sanguigna
  • Gastrointestinali: Nausea, vomito e diarrea in caso di esposizione acuta
  • Effetti cutanei: "Macchie da antimonio": lesioni cutanee pustolose dovute al contatto
  • Riproduttivi: Alcuni composti di antimonio influenzano la fertilità e lo sviluppo

Sicurezza sul lavoro

  • Controlli ingegneristici: Ventilazione con aspirazione localizzata per la lavorazione dell'antimonio
  • Protezione personale: Guanti, occhiali di sicurezza e respiratori appropriati
  • Pratiche igieniche: Lavaggio accurato delle mani e abbigliamento da lavoro separato
  • Monitoraggio medico: Sorveglianza sanitaria regolare per i lavoratori esposti

Sicurezza ambientale e dei consumatori

  • Acqua potabile: Limite massimo EPA di 6 ppb di antimonio nell'acqua potabile
  • Bottiglie in PET: La migrazione di tracce di antimonio dalle bottiglie di plastica è generalmente sicura
  • Contatto con gli alimenti: I livelli di antimonio negli alimenti sono generalmente molto bassi
  • Rifiuti elettronici: Lo smaltimento corretto previene la contaminazione da antimonio

Pericoli di incendio e chimici

  • Gas stibina (SbH₃): Gas idruro di antimonio estremamente tossico
  • Prodotti della combustione: La combustione dei composti di antimonio libera fumi tossici
  • Reattività chimica: Alcuni composti di antimonio sono agenti ossidanti

Risposta alle emergenze

  • Inalazione: Portare la persona all'aria aperta e richiedere immediatamente assistenza medica
  • Contatto con la pelle: Lavare accuratamente con acqua e sapone
  • Contatto con gli occhi: Sciacquare con acqua per 15 minuti e richiedere assistenza medica
  • Ingestione: Non indurre il vomito e contattare il centro antiveleni
Importante: Sebbene l'antimonio nei prodotti di consumo (ritardanti di fiamma, bottiglie in PET) presenti un rischio minimo, l'antimonio industriale richiede rigidi protocolli di sicurezza. Seguire sempre le indicazioni delle schede di sicurezza (MSDS) quando si lavora con composti di antimonio.

Risposte rapide

Antimonio: domande frequenti

Che cos'è Antimonio?

Antimonio (simbolo Sb) è l'elemento 51 nella tavola periodica, appartenente a Metalloide nel periodo 5, gruppo 15. Un metalloide fragile usato fin dall'antichità come cosmetico per gli occhi e oggi come ritardante di fiamma. A temperatura ambiente è un solido.

Qual è la configurazione elettronica di Antimonio?

La configurazione elettronica dello stato fondamentale di Antimonio è [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³, con 5 gusci occupati e la distribuzione 2, 8, 18, 18, 5. Il suo guscio esterno contiene 5 elettroni, e questo determina il suo comportamento nei legami.

Quali sono i punti di fusione e di ebollizione di Antimonio?

Antimonio fonde a 903.8 K (630.6 °C) ed entra in ebollizione a 1860 K (1586.9 °C).

Qual è la massa atomica di Antimonio?

La massa atomica standard di Antimonio è 121.76 u. Si tratta di una media ponderata dei suoi isotopi presenti in natura, per questo raramente è un numero intero.

Quanto è denso Antimonio?

Antimonio ha una densità di 6.697 g/cm³. L'acqua ha una densità di 1.0 g/cm³, quindi un blocco di Antimonio è circa 6.7× più pesante.

Qual è l'elettronegatività di Antimonio?

Antimonio ha un'elettronegatività di Pauling pari a 2.05. La scala va da 0.70 (francio, il meno incline ad attirare elettroni) a 3.98 (fluoro, il più incline). I valori in questa fascia intermedia tendono a formare legami covalenti anziché legami fortemente ionici.

Chi ha scoperto Antimonio e quando?

Antimonio è noto fin dall'antichità — si trova in una forma utilizzabile senza fusione, quindi la sua scoperta non può essere attribuita a una singola persona. Il nome deriva da greco anti + monos; simbolo da stibium.

Quanto è comune Antimonio sulla Terra?

Antimonio costituisce informazioni 0.2 mg/kg della crosta terrestre: è veramente raro, e per questo è costoso.