Antimony (Sb)
metalloidSolid
Nguyên tử khối chuẩn
121,76 uCấu hình electron
[Kr] 5s2 4d10 5p3Nhiệt độ nóng chảy
630,63 °CNhiệt độ sôi
1586,85 °CKhối lượng riêng
6685 kg/m³Trạng thái oxi hóa
−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5Độ âm điện (Pauling)
2,05Năng lượng ion hóa (lần 1)
8,608389 eVNăm phát hiện
1707Bán kính nguyên tử
145 pmChi tiết
Antimony is a brittle p-block metalloid in group 15. It commonly shows oxidation states +3 and +5, with chemistry that bridges arsenic and bismuth. The element is best known as a hardening additive for lead alloys and as a component of flame-retardant systems through antimony trioxide. Natural antimony is usually encountered in sulfide minerals rather than as native metal.
Antimony is a poor conductor of heat and electricity. Antimony and many of its compounds are toxic.
The name derives from the Greek, anti + monos for "not alone" or "not one" because it was found in many compounds. The symbol Sb comes from stibium, which is derived from the Greek stibi for "mark" because it was used for blackening eyebrows and eyelashes. The minerals stibnite (Sb2S3) and stibine (SbH3) are two of more than one hundred mineral species, which were known in the ancient world.
Antimony has been known since ancient times. It is sometimes found free in nature, but is usually obtained from the ores stibnite (Sb2S3) and valentinite (Sb2O3). Nicolas Lémery, a French chemist, was the first person to scientifically study antimony and its compounds. He published his findings in 1707. Antimony makes up about 0.00002% of the earth's crust.
From the Greek word anti plus monos - "a metal not found alone". Antimony was recognized in compounds by the ancients and was known as a metal at the beginning of the 17th century and possibly much earlier.
Pure antimony is a silvery white, lustrous solid with a crystalline, flaky fracture. It is hard enough to take a polish but is very brittle and can be pulverized. The stable form at ordinary conditions is metallic in appearance, although it has semimetallic electrical behavior.
The largest uses of antimony are tied to compounds rather than the pure element. Antimony trioxide, Sb₂O₃, is widely used as a synergist with halogenated flame retardants in plastics, textiles, and coatings. Metallic antimony hardens lead in lead-acid battery grids, ammunition, and some bearing or type-metal alloys. Smaller uses include glass fining, ceramic opacifiers or color modifiers, and antimony-containing semiconductors such as indium antimonide, InSb.
Antimony is a brittle metal and is a poor conductor of heat and electricity. Very pure antimony is used to make certain types of semiconductor devices, such as diodes and infrared detectors. Antimony is alloyed with lead to increase lead's durability. Antimony alloys are also used in batteries, low friction metals, type metal and cable sheathing, among other products. Antimony compounds are used to make flame-proofing materials, paints, ceramic enamels, glass and pottery. The ancient Egyptians used antimony, in the form of stibnite, for black eye make-up.
Antimony is finding use in semiconductor technology for making infrared detectors, diodes and Hall-effect devices. It greatly increases the hardness and mechanical strength of lead. Batteries, antifriction alloys, type metal, small arms and tracer bullets, cable sheathing, and minor products use about half the metal produced. Compounds taking up the other half are oxides, sulfides, sodium antimonate, and antimony trichloride. These are used in manufacturing flame-proofing compounds, paints ceramic enamels, glass, and pottery.
Isotopes in Earth/Planetary Science
Molecules, atoms, and ions of the stable isotopes of antimony possess slightly different physical and chemical properties, and they commonly will be fractionated during physical, chemical, and biological processes, giving rise to variations in isotopic abundances and in atomic weights. There are measureable substantial variations in the isotopic abundances of antimony in natural terrestrial materials (Fig. IUPAC.51.1) [370] O. Rouxel, J. Ludden, Y. Fouquet. Chem. Geol.200, 25 (2003).. The stable isotopes 121Sb and 123Sb have been used to measure movement of sediments and rocks originating from locations high in antimony. 121Sb and 123Sb move with the sediments and have been used as tracers in areas low in antimony to determine the originating location of certain metal/metalloid contaminants in streams [371] B. Chauvenet, M. M. Be, M. N. Amiot, C. Bobin, M. C. Lepy, T. Branger, I. Laniece, A. Luca, M. Sahagia, A. C. Watjen, K. Kossert, O. Ott, O. Nahle, P. Dryak, J. Sochorova, P. Kovar, P. Auerbach, T. Altzitzoglou, S. Pomme, G. Sibbens, R. Van Ammel, J. Paepen, A. Iwahara, J. U. Delgado, R. Poledna, C. J. da Silva, L. Johansson, A. Stroak, C. Bailat, Y. Nedjadi, P. Spring. Appl. Radiat. Isot.68, 1207 (2010)., [372] M. Baeza, J. Ren, S. Krishnamurthy, T. C. Vaughan. Arch. Environ. Contam. Toxicol.8, 299 (2010)., [373] L. Wilson. “Determination of trace element provenance in the Rio Loa Basin, Chile”, in 2010 Geological Society of America Presentation..
Isotopes in Industry
In the 1950s, 124Sb and 125Sb (with half-lives of 60 days and about 1000 days, respectively) were used commercially as tracers. They were injected into oil pipelines as a way to detect the residence time and flow rate of the substance through the pipeline. The presence of these isotopes could be detected by means of a Geiger counter held above the pipeline. If the pipeline had a leak, the tracer would escape and its contamination and movement could be detected in the soil. 124Sb and 125Sb are now both treated as environmental contaminants [375] R. Gibbs. Popular Mech.117, 117 (1955)..
Isotopes Used as a Source of Radioactive Isotope(s)
123Sb is used to produce 124I (with a half-life of 100 h), which is used in radioimmunotherapy and also in positron emission tomography. It can be produced from the 123Sb (3He, 2n) 124I reaction [376] M. S. Uddin, A. Hermanne, S. Sudár, M. N. Aslam, B. Scholten, H. H. Coenen, S. M. Qaim. Appl. Radiat. Isot.69, 699 (2010).. 121Sb and 123Sb can both be used for the production of 123I (with a half-life of 13.2 h) via 3He and alpha particle-induced reactions with 121Sb and 123Sb, although the most common production route is via 124Xe or 123Te [377] K. F. Hassan, S. M. Qaim, Z. A. Saleh, H. H. Coenen. Appl. Radiat. Isot.64, 101 (2006)..
Antimony forms stable trivalent and pentavalent compounds, with Sb(III) generally more common. Stibnite, Sb₂S₃, is the principal ore mineral and a representative sulfide. Antimony trioxide, Sb₂O₃, is amphoteric and dissolves in strong acids or bases under suitable conditions. Antimony pentachloride, SbCl₅, is a strong Lewis acid, while antimony trifluoride, SbF₃, is a useful fluorinating reagent. Complex antimonates contain Sb(V) in oxide frameworks.
See more information at the Antimony compound page.
Elemental antimony is less readily absorbed than many soluble compounds, but dust and fumes can irritate the respiratory tract and should be controlled. Soluble antimony(III) compounds are generally more toxic than many antimony(V) compounds. Antimony trioxide, Sb₂O₃, has occupational inhalation concerns and is classified in several jurisdictions as a suspected or possible carcinogenic hazard. Stibine, SbH₃, is a highly toxic gas.
Antimony is a trace element in the crust and is concentrated mainly in sulfide deposits. Weathering of antimony minerals can release antimony species to soils and waters, where mobility depends strongly on pH, redox state, and adsorption to iron and manganese oxides. Mining, smelting, coal combustion, waste incineration, and wear or disposal of antimony-containing products can add local contamination. It has no known essential biological role.
Antimony supply is based mainly on mining and processing stibnite ores, with additional recovery as a by-product from some complex lead, copper, and precious-metal operations. Concentrates are roasted or otherwise converted to oxides and then reduced or refined, depending on the desired product. Demand is dominated by flame-retardant applications and lead-alloy use, especially batteries. Supply is relatively concentrated geographically, so recycling from lead-acid batteries and substitution in flame-retardant systems are important industrial considerations.
Antimony is not abundant, but is found in over 100 mineral species. It is sometimes found natively, but more frequently it is found as the sulfide stibnite.
Antimony is a relatively uncommon heavy element in the cosmos. Its stable isotopes are produced chiefly by neutron-capture processes in earlier generations of stars, including slow neutron capture in evolved stars and rapid neutron capture in explosive events. In planetary materials it behaves as a chalcophile element, tending to associate with sulfur-rich phases rather than silicate minerals.
- The symbol Sb comes from stibium, a Latin name associated with antimony sulfide.
- Antimony expands slightly on solidifying, a property useful in sharp-casting alloys.
- Stibnite crystals can form long metallic-gray blades with a very low hardness.
- Indium antimonide, InSb, has a very narrow band gap and is used in infrared detectors.
- Antimony has two stable natural isotopes, ¹²¹Sb and ¹²³Sb.
Hình ảnh
Tính chất
Vật lý
- Bán kính nguyên tử (thực nghiệm)
- 145 pm So sánh Bán kính nguyên tử (thực nghiệm) của tất cả nguyên tố →
- Bán kính cộng hóa trị
- 139 pm So sánh Bán kính cộng hóa trị của tất cả nguyên tố →
- Bán kính van der Waals
- 206 pm So sánh Bán kính van der Waals của tất cả nguyên tố →
- Bán kính kim loại
- 139 pm So sánh Bán kính kim loại của tất cả nguyên tố →
- Khối lượng riêng
- 6685 kg/m³ So sánh Khối lượng riêng của tất cả nguyên tố →
- Thể tích mol
- 0,0184 L/mol
- Pha ở STP
- Rắn So sánh Pha ở STP của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt độ nóng chảy
- 630,63 °C So sánh Nhiệt độ nóng chảy của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt độ sôi
- 1586,85 °C So sánh Nhiệt độ sôi của tất cả nguyên tố →
- Độ dẫn nhiệt
- 24,43 W/(m·K) So sánh Độ dẫn nhiệt của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt dung riêng
- 0,207 J/(g·K) So sánh Nhiệt dung riêng của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt dung mol
- 25,23 J/(mol·K) So sánh Nhiệt dung mol của tất cả nguyên tố →
- Cấu trúc tinh thể
- Mặt thoi So sánh Cấu trúc tinh thể của tất cả nguyên tố →
Hóa học
- Độ âm điện (Pauling)
- 2,05 So sánh Độ âm điện (Pauling) của tất cả nguyên tố →
- Độ âm điện (Allen)
- 1,984
- Ái lực electron
- 1,07 eV
- Năng lượng ion hóa (lần 1)
- 8,608389 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 1) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 2)
- 16,626057 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 2) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 3)
- 25,323587 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 3) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 4)
- 43,804151 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 4) của tất cả nguyên tố →
- Năng lượng ion hóa (lần 5)
- 55,000189 eV So sánh Năng lượng ion hóa (lần 5) của tất cả nguyên tố →
- Trạng thái oxi hóa
- −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 So sánh Trạng thái oxi hóa của tất cả nguyên tố →
- Electron hóa trị
- 5 So sánh Electron hóa trị của tất cả nguyên tố →
- Các dạng thù hình
- ["gray"]
- Cấu hình electron
- [Kr] 5s2 4d10 5p3
Nhiệt động lực học
- Nhiệt nóng chảy
- 0,20417682 eV So sánh Nhiệt nóng chảy của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt hóa hơi
- 0,70477276 eV So sánh Nhiệt hóa hơi của tất cả nguyên tố →
- Nhiệt thăng hoa
- 2,02104 eV
- Nhiệt nguyên tử hóa
- 2,715448 eV
- Enthalpy nguyên tử hóa
- 2,740322 eV
Hạt nhân
- Proton
- 51 So sánh Proton của tất cả nguyên tố →
- Neutron
- 70 So sánh Neutron của tất cả nguyên tố →
- Các đồng vị đã biết
- 41 So sánh Các đồng vị đã biết của tất cả nguyên tố →
- Đồng vị bền
- 2 So sánh Đồng vị bền của tất cả nguyên tố →
- Đồng vị bền nhất
- Sb-121
- Năm phát hiện
- 1707
Độ phổ biến
- Độ phổ biến (vỏ Trái Đất)
- 0,2 mg/kg So sánh Độ phổ biến (vỏ Trái Đất) của tất cả nguyên tố →
- Độ phổ biến (đại dương)
- 2,4 × 10−4 mg/L So sánh Độ phổ biến (đại dương) của tất cả nguyên tố →
Cấu trúc tinh thể
- Hằng số mạng a
- 451 pm
Cấu trúc electron
- Số electron trong mỗi lớp
- 2, 8, 18, 18, 5 So sánh Số electron trong mỗi lớp của tất cả nguyên tố →
Mã định danh
- Số CAS
- 7440-36-0 So sánh Số CAS của tất cả nguyên tố →
- Ký hiệu số hạng
- 4S°3/2
- InChI
- InChI=1S/Sb
- Khóa InChI
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N
Cấu hình electron Đo đạc
Sb: 4d¹⁰ 5s² 5p³[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p³1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p³Mô hình nguyên tử
Các đồng vị khác nhau về số neutron, khối lượng và độ bền — không khác nhau về cấu hình electron của nguyên tử trung hòa.
Mô hình nguyên tử minh họa, không theo tỷ lệ.
Dấu vân tay nguyên tử
Phổ phát xạ / hấp thụ
Phân bố đồng vị
| Số khối | Khối lượng nguyên tử (u) | Độ phổ biến tự nhiên | Chu kỳ bán rã |
|---|---|---|---|
| 121 Bền | 120,903812 ± 0,000003 | 57,2100% | Bền |
| 123 Bền | 122,9042132 ± 0,0000023 | 42,7900% | Bền |
Pha / Trạng thái
Lý do: thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (630,63 °C) một lượng 605,6 °C
Sơ đồ minh họa, không theo tỷ lệ
Điểm chuyển pha
Năng lượng chuyển pha
Năng lượng cần để làm nóng chảy 1 mol tại nhiệt độ nóng chảy
Năng lượng cần để hóa hơi 1 mol tại nhiệt độ sôi
Năng lượng cần để làm thăng hoa 1 mol tại nhiệt độ thăng hoa
Khối lượng riêng
Ở điều kiện chuẩn
Ở điều kiện chuẩn
Phổ nguyên tử
Đang hiển thị 10 trên 51. Sắp xếp theo điện tích ion (tăng dần).
Dữ liệu vạch phổ ?
| Ion | Điện tích | Tổng số vạch | Xác suất chuyển mức | Ký hiệu mức năng lượng |
|---|---|---|---|---|
| Sb I | 0 | 135 | 10 | 128 |
| Sb II | +1 | 90 | 2 | 61 |
| Sb III | +2 | 61 | 0 | 0 |
| Sb IV | +3 | 14 | 0 | 0 |
| Sb V | +4 | 8 | 0 | 0 |
Dữ liệu mức năng lượng ?
| Ion | Điện tích | Mức năng lượng |
|---|---|---|
| Sb I | 0 | 153 |
| Sb II | +1 | 110 |
| Sb III | +2 | 24 |
| Sb IV | +3 | 29 |
| Sb V | +4 | 9 |
| Sb VI | +5 | 60 |
| Sb VII | +6 | 2 |
| Sb VIII | +7 | 2 |
| Sb IX | +8 | 2 |
| Sb X | +9 | 2 |
Bán kính ion
| Điện tích | Phối trí | Spin | Bán kính |
|---|---|---|---|
| +3 | 4 | Không có | 76 pm |
| +3 | 5 | Không có | 80 pm |
| +3 | 6 | Không có | 76 pm |
| +5 | 6 | Không có | 60 pm |
Hợp chất
Đồng vị (2)
| Số khối | Khối lượng nguyên tử (u) | Độ phổ biến tự nhiên | Chu kỳ bán rã | Kiểu phân rã | |
|---|---|---|---|---|---|
| 121 Bền | 120,903812 ± 0,000003 | 57,2100% ± 0,0500% | Bền | stable | |
| 123 Bền | 122,9042132 ± 0,0000023 | 42,7900% ± 0,0500% | Bền | stable |
Vạch phổ
| Bước sóng (nm) | Cường độ | Bậc ion hóa | Loại | Chuyển mức | Độ chính xác | Nguồn | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 403.35367 nm | 200 | Sb I | emission | 5p3 2P* → 5p2.(3P).6s 4P | Đo đạc | NIST | |
| 475.77494 nm | 20 | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 4P → 5p2.(3P<2>).7p (2,3/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 549.02252 nm | Không có | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 4P → 5p2.(3P<2>).7p (2,1/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 555.60108 nm | Không có | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 2P → 5p2.(1D<2>).6p (2,1/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 560.20647 nm | Không có | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 4P → 5p2.(3P<1>).7p (1,3/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 563.19352 nm | Không có | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 4P → 5p2.(3P<0>).7p (0,3/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 573.02392 nm | Không có | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 2P → 5p2.(3P<2>).7p (2,3/2)* | Đo đạc | NIST | |
| 661.1381 nm | 20 | Sb I | emission | 5p2.(3P).6s 2P → 5p2.(1D<2>).6p (2,1/2)* | Đo đạc | NIST |
Tính chất mở rộng
Bán kính cộng hóa trị (mở rộng)
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö)
- 140 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết đôi)
- 133 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Pyykkö, liên kết ba)
- 127 pm
- Bán kính cộng hóa trị (Bragg)
- 140 pm
Bán kính van der Waals
- Truhlar
- 206 pm
- Batsanov
- 220 pm
- Alvarez
- 247 pm
- UFF
- 442 pm
- MM3
- 252 pm
- Dreiding
- 435 pm
Bán kính nguyên tử và kim loại
- Bán kính nguyên tử (Rahm)
- 246 pm
- Bán kính kim loại (C12)
- 166 pm
Các thang đánh số
- Mendeleev
- 96
- Pettifor
- 88
- Glawe
- 91
Các thang độ âm điện
- Ghosh
- 0
- Miedema
- 4
- Gunnarsson–Lundqvist
- 5
- Robles–Bartolotti
- 4
Độ phân cực hóa và tán sắc
- Độ phân cực hóa lưỡng cực
- 43 a.u.
- Độ phân cực hóa lưỡng cực (độ không đảm bảo)
- 2 a.u.
- C₆
- 492 Ha·Bohr6
- C₆ (Gould–Bučko)
- 504 Ha·Bohr6
Thông số Miedema
- Thể tích mol Miedema
- 16,95 cm3/mol
- Mật độ electron Miedema
- 2
Rủi ro nguồn cung và kinh tế
- Mức độ tập trung sản xuất
- 88
- Rủi ro nguồn cung tương đối
- 9
- Phân bố trữ lượng
- 53
- Ổn định chính trị (quốc gia sản xuất lớn nhất)
- 24
- Ổn định chính trị (quốc gia có trữ lượng lớn nhất)
- 24
Chuyển pha và các dạng thù hình
| Nhiệt độ nóng chảy | 903,78 K |
| Nhiệt độ sôi | 1860,15 K |
Phân loại trạng thái oxi hóa
Dữ liệu tham khảo chuyên sâu
Hằng số chắn (11)
| n | Orbital | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 1,0256 |
| 2 | p | 4,1274 |
| 2 | s | 13,4046 |
| 3 | d | 14,2002 |
| 3 | p | 17,8161 |
| 3 | s | 17,7909 |
| 4 | d | 32,0256 |
| 4 | p | 28,8188 |
| 4 | s | 27,4564 |
| 5 | p | 41,0055 |
Chi tiết bán kính tinh thể (4)
| Điện tích | CN | Spin | rcrystal (pm) | Nguồn gốc |
|---|---|---|---|---|
| 3 | IVPY | 90 | ||
| 3 | V | 94 | ||
| 3 | VI | 90 | Ahrens (1952) ionic radius, | |
| 5 | VI | 74 |
Các kiểu phân rã đồng vị (61)
| Đồng vị | Chế độ | Cường độ |
|---|---|---|
| 102 | p | — |
| 103 | p | — |
| 104 | B+ | — |
| 104 | B+p | 7% |
| 104 | p | 7% |
| 104 | A | — |
| 105 | B+ | 100% |
| 105 | p | 0,1% |
| 105 | B+p | — |
| 106 | B+ | 100% |
Hệ số tán xạ tia X (508)
| Năng lượng (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 9,95091 |
| 10,1617 | — | 10,0681 |
| 10,3261 | — | 9,92927 |
| 10,4931 | — | 9,42377 |
| 10,6628 | — | 8,92685 |
| 10,8353 | — | 8,35287 |
| 11,0106 | — | 7,84004 |
| 11,1886 | — | 7,4678 |
| 11,3696 | — | 7,10503 |
| 11,5535 | — | 6,73907 |
Dữ liệu bổ sung
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
2×10-1 milligrams per kilogram
Tài liệu tham khảo (1)
- [5] Antimony https://education.jlab.org/itselemental/ele051.html
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
2.4×10-4 milligrams per liter
Tài liệu tham khảo (1)
- [5] Antimony https://education.jlab.org/itselemental/ele051.html
Sources
Sources of this element.
Antimony is not abundant, but is found in over 100 mineral species. It is sometimes found natively, but more frequently it is found as the sulfide stibnite.
Tài liệu tham khảo (1)
- [6] Antimony https://periodic.lanl.gov/51.shtml
Tài liệu tham khảo
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Antimony.
The element property data was retrieved from publications.