Sb · Элемент 51 · Металлоид
Хрупкий металлоид, с древности использовавшийся как косметика для глаз, а теперь применяемый как огнезащитное средство.
Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение сурьма среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 139 pm — это 0,139 нм, поэтому около 3,6 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Сурьма находится в жидком состоянии в диапазоне 956 K — от 904 K до 1860 K.
История
Хрупкий металлоид, с древности использовавшийся как косметика для глаз, а теперь применяемый как огнезащитное средство.
История сурьмы начинается с древних косметических ритуалов. Египетские царицы, включая Клеопатру, использовали молотый стибнит (сульфид сурьмы) как «коль» — выразительную чёрную краску для глаз, которая также защищала от глазных инфекций и яркого пустынного солнца.
«Её глаза были подведены колью, изготовленным из стибнита, и её взгляд мог повелевать империями». — Древнее описание египетской красоты
Средневековые алхимики называли сурьму «волком металлов», потому что при нагревании она словно «пожирала» другие металлы. Символ ♁ обозначал сурьму в алхимических текстах, а практики считали, что она обладает способностью к трансмутации.
Около 1450 года немецкий бенедиктинский монах по имени Василий Валентин (возможно, это псевдоним) подробно описал сурьму в своей рукописи «Триумфальная колесница сурьмы». Он изложил методы получения металлической сурьмы и её медицинского применения, хотя его методы лечения часто оказывались токсичными.
На протяжении веков сурьму путали со свинцом и оловом. Название происходит от греческого «anti-monos», означающего «не один», поскольку сурьма редко встречается в чистом виде. Арабские алхимики называли её «аль-итмид», что позднее превратилось в слово «antimony».
Николя Лемери (1707) первым чётко выделил сурьму как самостоятельный элемент в своём химическом трактате. Он показал, что сурьму можно получить в виде хрупкого серебристого металла с уникальными свойствами, отличающими её от свинца и олова.
Промышленная революция раскрыла истинный потенциал сурьмы:
Открытие 1950-х годов: Учёные обнаружили, что триоксид сурьмы значительно усиливает огнезащитные свойства галогенированных соединений. Это открытие привело к важнейшему современному применению сурьмы — предотвращению пожаров и спасению бесчисленного количества жизней.
Сегодня мы понимаем сурьму как металлоид с уникальными свойствами:
Применение
Триоксид сурьмы (Sb₂O₃) — важнейший в мире синергист антипиренов, используемый более чем в 60% мирового потребления сурьмы. Он действует, выделяя галогениды сурьмы, которые препятствуют химическим реакциям горения и защищают всё: от детских пижам до салонов самолётов.
Откуда он происходит
0,2 мг/кг земной коры · более распространён, чем 44% элементов
Стибнит (Sb₂S₃) содержит 71,4% сурьмы и образует характерные металлически-серые кристаллы с совершенной спайностью. Древние цивилизации знали стибнит под названием «коль» и использовали его для макияжа глаз, не понимая, что применяют сульфид сурьмы.
Месторождения сурьмы формируются в результате гидротермальных процессов при относительно низких температурах (150–300 °C). Элемент концентрируется в следующих типах месторождений:
Сурьма занимает 63-е место по распространённости среди элементов в земной коре — примерно 0,2 ppm, поэтому она встречается реже олова, но чаще серебра. Для её концентрации требуются особые геологические условия, поэтому месторождения, пригодные для промышленной разработки, встречаются редко.
Обращение
Сурьма и её соединения токсичны и требуют осторожного обращения. В отличие от олова, сурьма представляет значительный риск для здоровья при вдыхании, проглатывании и контакте с кожей. Токсичность сильно различается у разных соединений сурьмы.
Краткие ответы
Сурьма (символ Sb) — элемент 51 в периодической таблице, представитель семейства металлоид в 5 периоде, 15 группе. Хрупкий металлоид, с древности использовавшийся как косметика для глаз, а теперь применяемый как огнезащитное средство. При комнатной температуре это твёрдое вещество.
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³; она включает 5 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 18, 5. На внешней оболочке находится 5 электронов, что определяет характер химических связей.Сурьма плавится при 903.8 K (630.6 °C) и кипит при 1860 K (1586.9 °C).
Стандартная атомная масса Сурьма составляет 121.76 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Плотность Сурьма составляет 6.697 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Сурьма примерно в 6.7× тяжелее.
Электроотрицательность Сурьма по шкале Полинга составляет 2.05. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.
Сурьма известен с древности — он встречается в форме, пригодной для использования без выплавки, поэтому нельзя приписать его открытие какому-либо одному человеку. Название происходит от греческое anti + monos; символ происходит от stibium.
На долю Сурьма приходится около 0.2 мг/кг земной коры — это действительно редкий элемент, поэтому он дорог.