锑是什么?
锑(符号Sb)是元素周期表中的第51号元素,属于5周期15族的类金属。 一种自古以来就被用作眼部化妆品的脆性类金属,如今则用作阻燃剂。 在室温下为固态。
结构
这不是环上点阵图,而是对每个已占据亚层的实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图显示锑在全部118种元素中该属性所处的位置。
来源:IUPAC 2021标准原子量、CRC《化学与物理手册》、NIST。标有~的数值为预测值,而非测量值。
尺寸,按比例显示
半径139 pm——即0.139 nm,因此大约3.6百万个这样的原子并排起来才有一毫米长。
温度范围
锑在956 K的范围内呈液态,温度从904 K到1860 K。
背后的故事
一种自古以来就被用作眼部化妆品的脆性类金属,如今则用作阻燃剂。
锑的故事始于古代美容仪式。包括克娄巴特拉在内的埃及王后使用研磨后的辉锑矿(硫化锑)作为“kohl”——浓重的黑色眼妆,同时还能防止眼部感染,减弱沙漠阳光的眩光。
“她的眼睛描画着由辉锑矿制成的kohl,目光仿佛能够统御帝国。”——对埃及美人的古代描述
中世纪炼金术士称锑为“金属之狼”,因为锑与其他金属一起加热时,似乎会“吞噬”其他金属。在炼金术文献中,符号♁代表锑,炼金术士相信它拥有嬗变能力。
大约在1450年,一位名叫巴西尔·瓦伦丁的德国本笃会修士(可能是笔名)在其手稿《锑的凯旋战车》中详细记述了锑。他描述了提取金属锑的方法及其医学用途——尽管他的治疗方法往往被证明具有毒性!
几个世纪以来,锑一直与铅和锡混淆。其名称源自希腊语“anti-monos”,意为“不单独存在”,因为锑很少以纯态出现。阿拉伯炼金术士称它为“al-ithmid”,后来演变成“antimony”。
尼古拉·勒梅里(1707年)在其化学论著中首次明确将锑区分为一种独立的元素。他证明锑可以被分离成一种脆性的银白色金属,其性质不同于铅或锡。
工业革命揭示了锑的真正潜力:
20世纪50年代的发现:科学家发现三氧化二锑能够显著增强卤化化合物的阻燃性质。这一突破促成了锑最重要的现代用途——通过预防火灾挽救了无数生命。
如今,我们了解到锑是一种具有独特性质的类金属:
用途
三氧化二锑(Sb₂O₃)是世界上最重要的阻燃协效剂,在全球锑消费量中占比超过60%。它通过释放干扰燃烧化学过程的卤化锑发挥作用,从儿童睡衣到飞机内饰,都能得到保护。
来源
地壳中含量为0.2 mg/kg · 比44%的元素更丰富
辉锑矿(Sb₂S₃)含有71.4%的锑,形成具有独特金属灰色的晶体,并具有完全解理。古代文明将辉锑矿称为“kohl”,用于眼部化妆,却没有意识到使用的是硫化锑。
锑矿床通过相对低温(150-300°C)下的热液过程形成。这种元素集中于:
锑在地壳中约为0.2 ppm,丰度排名第63位的元素,比锡稀有,但比银丰富。其富集需要特定的地质条件,因此具有经济价值的矿床并不常见。
处理
锑及其化合物有毒,需要谨慎处理。与锡不同,锑可通过吸入、摄入和皮肤接触造成显著健康风险。不同锑化合物的毒性差异很大。
快速解答
锑(符号Sb)是元素周期表中的第51号元素,属于5周期15族的类金属。 一种自古以来就被用作眼部化妆品的脆性类金属,如今则用作阻燃剂。 在室温下为固态。
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³,共有5个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 18, 5。 它的最外层有5个电子,这决定了它的成键行为。锑在903.8 K(630.6 °C)熔化,在1860 K(1586.9 °C)沸腾。
锑的标准原子量为121.76 u。这是其自然存在的同位素的加权平均值,因此通常不是整数。
锑的密度为6.697 g/cm³。水的密度为1.0 g/cm³,因此锑块约重6.7倍。
锑的鲍林电负性为2.05。该标度范围为0.70(钫,吸引电子能力最弱)至3.98(氟,吸引电子能力最强)。 处于这一中间范围的数值通常对应共价键,而不是强离子键。
锑自古以来就已为人所知——它以无需冶炼即可使用的形式存在,因此无法将其发现归功于某一个人。 名称来源于希腊语 anti + monos;符号源自 stibium。
锑约占地壳的0.2 mg/kg——确实很稀有,因此价格昂贵。