Сурьма

Сурьма — элемент главной подгруппы пятой группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 51. Обозначается символом Sb (лат. Stibium). Простое вещество сурьма (CAS-номер: 7440-36-0) — металл (полуметалл) серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации.

Историческая справка

Сурьма известна с глубокой древности. В странах Востока она употреблялась примерно за 3000 лет до н. э. для изготовления сосудов. В Древнем Египте уже в 19 в. до н. э. порошок сурьмяного блеска (природный Sb₂S₃) под названием mesten или stem применялся для чернения бровей. В Древней Греции он был известен как stími и stíbi, отсюда латинский stibium. Около 12—14 вв. н. э. появилось название antimonium. В 1789 А. Лавуазье включил сурьму в список химических элементов под названием antimoine (современный английский antimony, испанский и итальянский antimonio, немецкий Antimon). Русская «сурьма» произошло от турецкого sürme; им обозначался порошок свинцового блеска PbS, также служивший для чернения бровей (по другим данным, «сурьма» — от персидского «сурме» — металл). Подробное описание свойств и способов получения сурьмы и её соединений впервые дано алхимиком Василием Валентином (Германия) в 1604.

Нахождение в природе

В среднетемпературных гидротермальных жилах с рудами серебра, кобальта и никеля, также в сульфидных рудах сложного состава.

Изотопы сурьмы

Природная сурьма является смесью двух изотопов: ¹²¹Sb (изотопная распространённость 57,36 %) и ¹²³Sb (42,64 %). Единственный долгоживущий радионуклид — ¹²⁵Sb с периодом полураспада 2,76 года, все остальные изотопы и изомеры сурьмы имеют период полураспада, не превышающий двух месяцев, что не позволяет использовать их в ядерном оружии.

Пороговая энергия для реакций с высвобождением нейтрона (1-го):
¹²¹Sb — 9,248 Мэв
¹²³Sb — 8,977 Мэв
¹²⁵Sb — 8,730 Мэв

Физические и химические свойства

Сурьма в свободном состоянии образует серебристо-белые кристаллы с металлическим блеском, плостность 6,68 г/см³. Напоминая внешним видом металл, кристаллическая сурьма обладает большей хрупкостью и меньшей тепло- и электропроводностью.

Применение

Сурьма всё больше применяется в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла. В виде сплава этот металлоид существенно увеличивает твёрдость и механическую прочность свинца.
Используется:

— батареи

— антифрикционные сплавы

— типографские сплавы

— стрелковое оружие и трассирующие пули

— оболочки кабелей

— спички

— лекарства, противопротозойные средства

— пайка отдельные бессвинцовые припои содержат 5 % Sb

— использование в линотипных печатных машинах

Соединения сурьмы в форме оксидов, сульфидов, антимоната натрия и трихлорида сурьмы, применяются в производстве огнеупорных соединений, керамических эмалей, стекла, красок и керамических изделий. Триоксид сурьмы является наиболее важным из соединений сурьмы и главным образом используется в огнестойких композициях. Сульфид сурьмы является одним из ингредиентов в спичечных головках.

Природный сульфид сурьмы, стибнит, использовали в библейские времена в медицине и косметике. Стибнит до сих пор используется в некоторых развивающихся странах в качестве лекарства. Соединения сурьмы — меглюмина антимониат (глюкантим) и натрия стибоглюконат (пентостам), применяются в лечении лейшманиоза.

Физические свойства

Обыкновенная сурьма это серебристо-белый с сильным блеском металл. В отличие от большинства других металлов, при застывании расширяется. Sb понижает точки плавления и кристаллизации свинца, а сам сплав при отвердении несколько расширяется в объёме. Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав — Баббит, обладающий антифрикционными свойствами(использование в подшипниках).Также Sb добавляется к металлам, предназначенным для тонких отливок.

Электроника

Входит в состав некоторых припоев

Ядерная энергетика, ядерное оружие

Важное значение в ядерной технологии имеют некоторые изотопы сурьмы, и в частности в технологии ядерных вооружений имеет пироантимонат ртути (оксистибат) с соответствующим изотопным составом (послужившее в значительной степени распространению легенд о так называемой «красной ртути». Особенность этого вещества состоит в том что оно является своего рода многофункциональным ядерным катализатором (коэффициент размножения нейтронов 7—9) и должно очень строго учитываться любой страной ввиду угрозы ядерного терроризма.

Цены

Цены на металлическую сурьму в слитках чистотой 99 % составили около 5,5 долл/кг.

Термоэлектрические материалы

Теллурид сурьмы применяется как компонент термоэлектрических сплавов (термо-э.д.с 100—150 мкВ/К) с теллуридом висмута.

Биологическая роль и воздействие на организм

Сурьма относится к микроэлементам. Её содержание в организме человека составляет 10^–6% по массе. Постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль не выяснена. Сурьма проявляет раздражающее и кумулятивное действие. Нaкапливается в щитовидной железе, угнетает её функцию и вызывает эндемический зоб. Однако, попадая в пищеварительный тракт, соединения сурьмы не вызывают отравления, так как соли Sb(III) там гидролизуются с образованием малорастворимых продуктов. При этом соединения сурьмы (III) более токсичны чем сурьмы (V). Пыль и пары Sb вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литейную лихорадку», пневмосклероз, поражают кожу, нарушают половые функции. Порог восприятия привкуса в воде — 0,5 мг/л. Смертельная доза для взрослого человека — 100 мг, для детей — 49 мг. Для аэрозолей сурьмы ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м³, в атмосферном воздухе 0,01 мг/м³. ПДК в почве 4,5 мг/кг. В питьевой воде сурьма относится ко 2 классу опасности, имеет ПДК 0,005 мг/л, установленное по санитарно-токсикологическому ЛПВ. В природных водах норматив содержания составляет 0,05 мг/л. В сточных промышленных водах, сбрасываемых на очистные сооружения, имеющие биофильтры, содержание сурьмы не должно превышать 0,2 мг/л.

Дополнительная информация

Антимоний

Свинец

Здесь приводятся данные и о сурьме, как одним из регулярных компонентов свинцовых сплавов. 

Химический состав по ГОСТу 3778-98
Свернуть

Примечание:

1. 1. В свинце марки С0, предназначенной для производства сурика, массовая доля примеси хрома не должна превышать 0,0001%. Массовая доля хрома в свинце марки С0 гарантируется изготовителем.
2. 2. Свинец марок С1С, С2С и С3С изготовляют по требованию потребителя.

Химический состав по EN 12659
Свернуть

Выпуск продукции нормируется по российским и зарубежных стандартам. Список и ссылки на некоторые из них представлены ниже.  

ГОСТы (ГОсударственные СТандарты РФ)
Свернуть

Номер	Наименование	Статус
89-73	Роли свинцовые	Действующий
167-69	Трубы свинцовые	Действующий
1292-81	Сплавы свинцово-сурьмянистые	Действующий
1320-74	Баббиты оловянные и свинцовые	Действующий
1639-93	Лом и отходы цветных металлов и сплавов	Действующий
2715-75	Сетки металлические проволочные	Действующий
3187-76	Сетки проволочные тканевые фильтровые	Действующий
3339-74	Сетка проволочная тканая семянка	Действующий
3778-98	Свинец	Действующий
3826-82	Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками	Действующий
4063-2010	Сварка. и родственные процессы. Перечень и условные обозначения процессов	Действующий
6613-86	Сетки проволочные тканные с квадратными ячейками	Действующий
9559-89	Листы свинцовые	Действующий
18394-73	Фольга свинцовая,плакированная оловом и оловянная	Действующий
18978-73	Лом и отходы цветных металлов и сплавов	Действующий
21930-76	Припои оловянно-свинцовые в чушках	Действующий
21931-76	Припои оловянно-свинцовые в изделиях	Действующий
22861-93	Свинец высокой чистоты	Действующий
25501-82	Заготовки и полуфабрикаты из цветных металлов и сплавов	Действующий
26349-84	Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные (условные). Ряды	Действующий
26645-85	Отливки из металлов и сплавов	Действующий
28338-89	Проходы условные (размеры номинальные). Ряды	Действующий

ОСТы (Отраслевые СТандарты РФ)
Свернуть

ТУ (Технические Условия)
Свернуть

Номер	Наименование
48-21-112-90	Фольга оловянно-свинцовая листовая (ПОС 40),
48-21-233-90	Фольга оловянно-свинцовая листовая (ПОС61),
48-21-545-82	Фольга оловянно-свинцового сплава
48-21-566-90	Фольга свинцово-сурьмянистая листовая
48-21-866-89	Деловые металлоотходы проката из цветных металлов и сплавов
178000-106-30-97	Отходы из цветных металлов и сплавов. Характеристика, сбор, хранение и сдача в плавильный цех
184570-106-16-96	Прокат из цветных металлов, предназначенный для дальнейшей переплавки
184570-106-23-96	Прокат из цветных металлов

EN (Европейские Нормы)
Свернуть

Номер	Заголовок (английский)	Заголовок (русский)
10002-1	Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at ambient temperature	Металлические материалы. Испытание на растяжение. Часть 1. Метод испытания при температуре окружающей среды
10002-5	Metallic materials — Tensile testing — Part 5: Method of testing at elevated temperature	Металлические материалы. Испытание на растяжение. Часть 5. Метод испытания при повышенной температуре
10045-1	Metallic materials — Charpy impact test — Part 1: Test method	Металлические материалы. Испытание на удар по Шарпи. Часть 1. Метод испытания
10052	Vocabulary of heat treatment terms for ferrous products	Словарь терминов термической обработки изделий из черных металлов
10168	Steel products — Inspection documents — List of information and description	Металлопродукция — Контрольные документы — Перечень сведений и описание
12402	Lead and lead alloys — Methods of sampling for analysis	Свинец и его сплавы — Методы отбора проб для анализов
12548	Lead and lead alloys — Lead alloy ingots for electric cable sheathing and for sleeves	Свинец и свинцовые сплавы — Слитки свинцовых сплавов для оболочки электрических кабелей и для муфт
12588	Lead and lead alloys — Rolled lead sheet for building purposes	Свинец и свинцовые сплавы — Катаный свинцовый лист для строительных целей
12659	Lead and lead alloys — Lead	Свинец и его сплавы — Свинец
13086	Lead and lead alloys — Lead oxides	Свинец и свинцовые сплавы — Свинцовые оксиды
14057	Lead and lead alloys — Scraps — Terms and definitions	Свинец и свинцовые сплавы — Термины и определения
3873	Aerospace series — Test methods for metallic materials — Determination of fatigue crack growth rates using Corner-Cracked (CC) test pieces	Аэрокосмическая серия — Методы испытаний для металлических материалов — Определение темпов роста усталостных трещин, используя угловые трещины (CC) испытательных образцов
4000	Aerospace series — Metallic materials — Rules for the drafting and presentation of dimensional standards for metallic semi-finished products	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Правила составления и представления стандартов по размерам для металлических полуфабрикатов
4050-1	Aerospace series — Test method for metallic materials — Ultrasonic inspection of bars, plates, forging stock and forgings — Part 1: General requirements	Аэрокосмическая серия — Методы испытания для металлических материалов — Ультразвуковой контроль прутков, плит, поковок и заготовок — Часть 1: Общие требования
4050-2	Aerospace series — Test method for metallic materials — Ultrasonic inspection of bars, plates, forging stock and forgings — Part 2: Performance of test	Аэрокосмическая серия — Методы испытания для металлических материалов — Ультразвуковой контроль прутков, плит, поковок и заготовок — Часть 2: Выполнение испытаний
4050-3	Aerospace series — Test method for metallic materials — Ultrasonic inspection of bars, plates, forging stock and forgings — Part 3: Reference blocks	Аэрокосмическая серия — Методы испытания для металлических материалов — Ультразвуковой контроль прутков, плит, поковок и заготовок — Часть 3: Справочные блоки
4050-4	Aerospace series — Test method for metallic materials — Ultrasonic inspection of bars, plates, forging stock and forgings — Part 4: Acceptance criteria	Аэрокосмическая серия — Методы испытания для металлических материалов — Ультразвуковой контроль прутков, плит, поковок и заготовок — Часть 4: Критерии одобрения
4268	Aerospace series — Metallic materials — Heat treatment facilities — General requirements	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Термическая обработка — Общие требования
4500-001	Aerospace series — Metallic materials — Rules for drafting and presentation of material standards — Part 001: General rules	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Правила подготовки и представления стандартов для материалов — Часть 001: Общие правила
4500-003	Aerospace series — Metallic materials — Rules for drafting and presentation of material standards — Part 003: Specific rules for heat resisting alloys	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Правила подготовки и представления стандартов для материалов — Часть 003: Особые правила для жаропрочных сплавов
4526	Aerospace series — Metallic materials — Test methods — Sharp edge-notch tensile testing for sheet and strip	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Методы испытаний — Испытания на растяжение образца с острым надрезом для листов и лент
6072	Aerospace series — Metallic materials — Test methods — Constant amplitude fatigue testing	Аэрокосмическая серия — Металлические материалы — Методы испытаний — Усталостные испытания с постоянной амплитудой
764-5	Compiance and Inspection Documentatiion of Materials	Соответствие и инспекционная документация материалов

ASTM (Американское Общество Испытаний и Материалов)
Свернуть

Номер	Заголовок (английский)	Заголовок (русский)
B237-01	Standard Specification for Refined Antimony	Рафинированная сурьма
B275-05	Standard Practice for Codification of Certain Nonferrous Metals and Alloys, Cast and Wrought	Принципы кодировки некоторых цветных металлов и сплавов, литейных и деформируемых
B29-03	Standard Specification for Refined Lead	Рафинированный свинец
B749-03	Standard Specification for Lead and Lead Alloy Strip, Sheet, and Plate Products	Свинец и свинцовые сплавы. Ленты, листы и плиты.
B899-09e1	Standard Terminology Relating to Non-ferrous Metals and Alloys	Цветные металлы и сплавы. Термины и определения
B982-12	Standard Specification for Sampling and Sample Preparation of Lead and Lead Alloys for Optical Emission Spectrometric OR ICP Analysis	Отбора и подготовка проб свинца и свинцовых сплавов для оптического, эмиссионного, спектрометрического или масс-спектрометрического анализов
e139	Standard Test Methods for Conducting Creep, Creep-Rupture, and StressRupture Tests of Metallic Materials1	Стандартные методы испытаний металлических материалов на ползучесть, ползучесть и разрывное напряжение

Статьи
Свернуть

Документы
Свернуть

Сурьма | Определение, символ, использование и факты

сурьма

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Георг Брандт

Похожие темы:

химический элемент
элемент группы азота
отравление сурьмой

Просмотреть все сопутствующие материалы →

сурьма (Sb) , металлический элемент, принадлежащий к группе азота (группа 15 [Va] периодической таблицы). Сурьма существует во многих аллотропных формах (физически различных состояниях, возникающих в результате различного расположения одних и тех же атомов в молекулах или кристаллах). Сурьма представляет собой блестящее серебристо-голубовато-белое твердое вещество, очень хрупкое и имеет хлопьевидную текстуру. Он встречается в основном в виде серого сульфидного минерала антимонита (Sb ₂ S ₃ ).

9 0038

Свойства элемента

атомный номер	51
атомный вес	121,76
температура плавления	630,5 °C (1166,9 °F)
температура кипения	1380 ° C (2516 °F)
плотность	6,691 г/см 3 при 20 °C (68 °F)
степень окисления	− 3, +3, +5
электронная конфигурация	1 s 2 2 s 2 2 p 6 9 0062 3 с 2 3 р 6 3 д 10 4 s 2 4 p 6 4 d 10 5 s 2 5 p 3

История

Древние были знакомы с сурьмой как в виде металла, так и в сульфидной форме. Фрагменты халдейской вазы из сурьмы датируются примерно 4000 г. до н.э. Стибнит использовался в Древнем Египте для макияжа глаз. Плиний Старший в I веке н. э. описал семь различных лекарственных средств с использованием того, что он называл 9.0075 stimi или stibi (сурьма), что, вероятно, относится к сульфиду сурьмы. В ранних сочинениях Диоскорида, датируемых примерно тем же временем, упоминается металлическая сурьма. Записи 15 века показывают использование этого вещества в сплавах для шрифтов, колоколов и зеркал. В 1615 году немецкий врач Андреас Либавиус описал получение металлической сурьмы прямым восстановлением сульфида железом, а в учебнике по химии, опубликованном в 1675 году Николя Лемери, также описаны методы получения этого элемента. В том же столетии была опубликована книга, обобщающая имеющиеся знания о сурьме и ее соединениях, предположительно написанная Василием Валентином, предположительно бенедиктинским монахом 15 века, чье имя фигурирует в химических трудах на протяжении двух столетий. Имя сурьма происходит от средневекового латинского antimonium , происхождение которого неизвестно.

Наличие и распространение

Содержание сурьмы примерно в пять раз меньше, чем мышьяка, и составляет в среднем около одного грамма на каждую тонну земной коры. Его космическое содержание оценивается примерно как один атом на каждые пять миллионов атомов кремния. Были обнаружены небольшие месторождения самородного металла, но большая часть сурьмы встречается в виде более ста различных минералов. Наиболее важным из них является антимонит Sb 9.0023 2 С ₃ . Месторождения антимонита обнаружены в Алжире, Боливии, Китае, Мексике, Перу, Южной Африке и некоторых частях Балканского полуострова. Некоторое хозяйственное значение имеют также кермезит (2Sb ₂ S ₃ · Sb ₂ O ₃ ), серебристый тетраэдрит [(Cu,Fe) ₁₂ Sb _{4 90 024 S 13 ], ливингстонит ( HgSb 4 S 7 ) и джемсонит (Pb 4 FeSb 6 S 14 ). По состоянию на 2020 год около половины добываемой в мире сурьмы приходилось на Китай, а большая часть остального — на Россию и Таджикистан. Небольшие количества также извлекаются при производстве меди и свинца. Некоторое количество сурьмы восстанавливается из лома свинцового сплава от старых аккумуляторов, в которые была добавлена ​​сурьма для придания твердости.}

В природе встречаются два стабильных изотопа, сурьма-121 и сурьма-123, почти равные по содержанию. Было получено много радиоактивных изотопов.

Викторина по Британике

Факты, которые вы должны знать: Викторина по периодической таблице

Промышленное производство и использование

Высококачественный или обогащенный антимонит непосредственно реагирует с железным ломом в расплавленном состоянии, высвобождая металлическую сурьму. Металл также можно получить путем превращения антимонита в оксид с последующим восстановлением углеродом. Растворы сульфида натрия являются эффективными выщелачивателями для обогащения антимонита из руд. Электролиз этих растворов дает сурьму. После дальнейшей очистки сырой сурьмы металл, называемый регулом, отливается в лепешки.

Около половины этой сурьмы используется в металлургии, главным образом в сплавах. Поскольку некоторые сплавы сурьмы расширяются при затвердевании (редкая характеристика, которую они разделяют с водой), они особенно ценны в качестве отливок и типового металла; расширение сплава вынуждает металл заполнять небольшие щели литейных форм. Более того, присутствие сурьмы в шрифтовом металле, в состав которого входят также свинец и небольшое количество олова, повышает твердость шрифта и придает ему резкость. Даже при добавлении в незначительных количествах сурьма придает прочность и твердость другим металлам, в частности свинцу, с которым она образует сплавы, используемые в пластинах автомобильных аккумуляторных батарей, в пулях, в покрытиях для кабелей и в химическом оборудовании, таком как баки, трубы, и насосы. В сочетании с оловом и свинцом сурьма образует антифрикционные сплавы, называемые баббитовыми металлами, которые используются в качестве компонентов подшипников машин. С оловом сурьма образует такие сплавы, как британский металлический и оловянный, используемые для посуды. Сурьма также используется в качестве припоя. Высокоочищенная сурьма используется в полупроводниковой технике для получения интерметаллических соединений индия, алюминия и антимонида галлия для диодов и инфракрасных детекторов.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Соединения сурьмы (особенно триоксид) широко используются в качестве антипиренов в красках, пластмассах, резине и текстиле. Несколько других соединений сурьмы используются в качестве пигментов для красок, а рвотный камень (органическая соль сурьмы) используется в текстильной промышленности для связывания определенных красителей с тканями, а также в медицине в качестве отхаркивающего и тошнотворного средства.

Сурьма

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Ссылки

51

Sb

121,7

Химический элемент сурьма классифицируется как металлоид. Он известен в своем элементарном состоянии с 1500-х годов. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

Зона данных

Классификация:	Сурьма представляет собой металлоид
Цвет:	серебристо-белый
Атомный вес:	121.760
Состояние:	твердый
Температура плавления:	630,79 или С, 903,94 К
Точка кипения:	1587 или С, 1860 К
Электроны:	51
Протоны:	51
Нейтронов в наиболее распространенном изотопе:	70
Электронные оболочки:	2,8,18,18,5
Электронная конфигурация:	[Кр] 4d 10 5s 2 5p 3
Плотность @ 20 или C:	6,684 г/см 3

Показать больше, в том числе: Теплота, Энергии, Окисление, Реакции,
Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	18,22 см 3 /моль
Структура:	ромбоэдрический
Твердость:	3,15 месяца
Удельная теплоемкость	0,21 Дж/гК
Теплота плавления	19,870 кДж моль -1
Теплота распыления	262 кДж моль -1
Теплота парообразования	67,97 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации	833,7 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	1594,9 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	2441,1 кДж моль -1
Сродство к электрону	103 кДж моль -1
Минимальная степень окисления	-3
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	5
Макс. общее окисление нет.	5
Электроотрицательность (шкала Полинга)	2,05
Объем поляризуемости	6,6 Å 3
Реакция с воздухом	мягкий, в/в, ⇒ Sb 2 O x x=3-5
Реакция с 15 M HNO 3	мягкий, ⇒ Sb 2 O 5
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М раствором NaOH	нет
Оксид(ы)	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Sb 2 O 5
Гидрид(ы)	СбХ 3
Хлорид(ы)	SbCl 3 SbCl 5
Атомный радиус	140 часов
Ионный радиус (1+ ион)	–
Ионный радиус (2+ ион)	–
Ионный радиус (3+ ион)	90 вечера
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	24,4 Вт·м -1 К -1
Электропроводность	2,5641 x 10 6 S m -1
Температура замерзания/плавления:	630,79 или С, 903,94 К

Самородная, природная сурьма. Фото Арама Дуляна

Древние египетские иероглифы, датируемые примерно 1890 г. до н.э. в верхней части этой настенной росписи, гласят: «Прибытие, приносящее стибиум». ⁽⁹⁾ Вполне вероятно, что египетское слово для обозначения сурьмы было местчем-т. ⁽¹⁰⁾ Рисунок настенной росписи: Карл Рихард Лепсиус.

Черный аллотроп сурьмы – аморфная метастабильная форма элемента, образующаяся при быстром охлаждении газообразной сурьмы. Он более химически активен, чем металлическая форма элемента. ⁽¹¹⁾

Открытие сурьмы

Доктор Дуг Стюарт

Люди используют соединения сурьмы уже тысячи лет. Известно, что один из минералов сурьмы, антимонит (Sb ₂ S ₃ ), четыре или пять тысяч лет назад использовался в египетской косметике в качестве черной подводки для глаз. ⁽¹⁾

Вполне вероятно, что римский писатель Плиний использовал название stibium в первом веке нашей эры. Мы получили современный символ элемента для сурьмы, Sb, от слова stibium. Согласно Плинию, минерал антимонит чаще всего встречался среди серебряных руд.

Плиний описал, как антимонит можно использовать в качестве лекарства и как при слишком сильном нагревании он превращается в свинец. Теперь мы понимаем, что «свинец», описанный Плинием, на самом деле представляет собой элемент сурьмы, получаемый при нагревании руды. ⁽²⁾

В первой половине 1500-х годов итальянский металлург Ванноччо Бирингуччио написал алхимический труд «О сурьме и ее руде». Он описывает сульфид сурьмы либо как «чудовище среди металлов», либо как «материал, который вот-вот достигнет металлического совершенства, но ему мешает слишком ранняя добыча». [Это была не химия, какой мы ее знаем!]

Бирингуччио действительно прав, когда предостерегает от слишком сильного нагревания сульфида сурьмы, поскольку при этом образуется вещество, которое «хотя оно очень белое и блестит почти больше, чем серебро, но гораздо более хрупкое, чем стекло». Это четкое описание элемента сурьмы. ⁽³⁾

Совершенно очевидно, что к 1500-м годам алхимики получили сурьму в ее элементарном состоянии.

Французский химик Николя Лемери написал свой «Трактат о сурьме» в 1707 году и совершил научный скачок — назад. В своих работах Лемери описывает, как кислоты колют язык, потому что они содержат колючие частицы, в то время как металлы растворяются в кислотах, потому что острые точки кислот разрывают металлические частицы на части. ⁽⁴⁾

Название «сурьма» происходит от двух греческих слов: «анти» и «монос», что означает «не один».

Название было дано потому, что сурьма редко встречается в природе; обычно он сочетается с серой или более тяжелыми металлами, такими как медь, свинец и серебро.

 

Сурьма использовалась в качестве катализатора в производстве ХФУ.

Вращающаяся 3D молекулярная модель пентахлорида сурьмы.

Молекулярная модель высокотоксичного стибина (тригидрида сурьмы). (Изображение: Бен Миллс)

Внешний вид и характеристики

Вредные эффекты:

Подобно мышьяку, который находится непосредственно над ним в таблице Менделеева, токсичность сурьмы и ее соединений зависит от химического состояния элемента. Многие соли канцерогенны.

Металлическая форма считается менее активной, тогда как стибин (SbH ₃ ) и стибнит (Sb ₂ S ₃ ) чрезвычайно токсичны. ⁽⁵⁾ Сурьма токсична и непосредственна опасна для жизни или здоровья при 50 мг м ^-3 или выше. ⁽⁶⁾

Воздействие 9 миллиграммов на кубический метр воздуха (мг/м ³ ) сурьмы в виде антимонита в течение длительного времени может вызвать раздражение глаз, кожи и легких. Вдыхание 2 мг/м ³ сурьмы в течение длительного времени может вызвать проблемы с легкими (пневмокониоз), проблемы с сердцем (измененные электрокардиограммы), боли в желудке, диарею, рвоту и язву желудка. Людей, которые выпивали более 19 частей на миллион сурьмы за один присест, рвало. ⁽⁷⁾

Характеристики:

Сурьма является металлоидом, поэтому она обладает некоторыми металлическими свойствами, но недостаточными, чтобы классифицировать ее как настоящий металл. Физически он ведет себя как сера, а химически более металличен. ⁽¹⁾

Электро- и теплопроводность сурьмы ниже, чем у большинства металлов.

Сурьма представляет собой хрупкое, легкоплавкое кристаллическое твердое вещество. Легко измельчается.

Сурьма также обладает необычным свойством (подобно воде) расширяться при замерзании. Четыре других элемента расширяются при замерзании; кремний, висмут, галлий и германий.

В дополнение к обычной форме сурьмы существует три аллотропных формы: желтая кристаллическая, аморфная черная и взрывоопасная.

Использование сурьмы

Сурьма в основном используется в свинцовых сплавах, в основном для использования в батареях, для придания твердости и гладкости поверхности. Чем выше доля сурьмы в сплаве, тем он будет тверже и хрупче. Сплавы, изготовленные из сурьмы, расширяются при охлаждении, сохраняя более мелкие детали форм. Поэтому сплавы сурьмы используются при изготовлении шрифтов для четкой и четкой печати.

Металлы-баббиты, используемые для подшипников машин, представляют собой сплавы свинца, олова, меди и сурьмы. Эти металлы твердые, но скользкие, поэтому идеально подходят для использования в качестве подшипников. ⁽⁸⁾

Сурьма используется в полупроводниковой промышленности в качестве примеси n-типа для кремния.

Триоксид сурьмы используется в качестве антипирена в клеях, пластмассах, резине и текстиле.

Содержание и изотопы

Содержание в земной коре: 0,2 частей на миллион по весу, 0,03 частей на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 950 частей на миллиард по весу, 10 частей на триллион по молям

Стоимость в чистом виде: 4,5 доллара за 100 г язь , Sb ₂ S ₃ ). Он также добывается как побочный продукт производства меди, золота и серебра.

Изотопы: 31, период полураспада которых известен, массовые числа от 104 до 136. Из них два стабильны и встречаются в природе в указанных процентах: ¹²¹ Sb (57,36%) и ¹²³ Sb (42,64%).

Ссылки

1. Роберт Э. Кребс, История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство., (2006) стр. 219. Издательская группа Гринвуд
2. Томас Томсон, История химии, Том 1, (1830) стр. 74. (электронная книга оцифрована Google)
3. Vannoccio Biringuccio, The Pirotechnia of Vannoccio Biringuccio, перевод Сирила Стэнли Смита и Марты Тич Гнуди, (1990) стр. 201. Дувр Публикации
4. Махадев М. Кумбар, Химия в дни студенческой жизни, (2003), стр. 179. iВселенная
5. http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/education/elements/el/sb.html
6. http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_219100.html
7. http://www.atsdr.cdc.