Wikia

Наука

Сурьма

Обсуждение1
14 820статей на этой вики
Сурьма (Sb)
Атомный номер 51
Внешний вид твёрдый серебристо-
белый хрупкий полуметалл
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
121,760 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 159 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
833,3 (8,64) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p3
Химические свойства
Ковалентный радиус 140 пм
Радиус иона (+6e)62 (-3e)245 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,05
Электродный потенциал 0
Степени окисления 5, 3, −2
Термодинамические свойства
Плотность 6,691 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,205 Дж/(K·моль)
Теплопроводность 24,43 Вт/(м·K)
Температура плавления 903,9 K
Теплота плавления 20,08 кДж/моль
Температура кипения 1908 K
Теплота испарения 195,2 кДж/моль
Молярный объём 18,4 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки тригональная
Период решётки 4,510 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая 200,00 K

История Править

Сурьму применяли в странах Востока за 3000 лет до нашей эры. Латинское название элемента связано с минералом «стиби», из которого в Древней Греции получали сурьму. Русское «сурьма» происходит от турецкого «surme» — чернить брови (порошок для чернения бровей готовили из минерала сурьмяный блеск). По другой теории, от персидского "сурме" — металл. В 15 веке монах Василий Валентин описал процесс получения сурьмы, из сплава со свинцом для отливки типографского шрифта. Природную сернистую сурьму он назвал сурьмяным стеклом. В средние века использовали препараты сурьмы в медицинских целях, главным образом для вызывания рвоты: пилюли из сурьмы, вино, выдержанное в чашах из сурьмы (при этом образовывался «рвотный камень» K[C4H2O6Sb (OH)2]·1/2H2O).

Править

долрорпрьпро

Получение Править

Сурьму получают сплавлением сульфида Sb2S3 с железом: Sb2S3+3Fe=2Sb+3FeS; обжигом сульфида Sb2S3 и восстановлением полученного оксида углем: Sb2S3+5O2=Sb2O4+3SO2, Sb2O4+4C=2Sb+4CO. Чистую сурьму (99,9%) получают электролитическим рафинированием. Сурьму извлекают также из свинцовых концентратов, полученных при переработке полиметаллических руд.

Физические и химические свойства Править

Сурьма — серебристо-серый с синеватым оттенком хрупкий металл. Серая сурьма, Sb I, с ромбоэдрической решеткой, устойчива при обычных условиях. Температура плавления 630,5 °C, кипения 1634 °C. Плотность 6,69 г/см3. При 5,5 ГПа Sb I переходит в кубическую модификацию Sb II, при давлении 8,5 ГПа — в гексагональную Sb III, выше 28 ГПа — Sb IV. Серая сурьма имеет слоистую структуру, где каждый атом Sb пирамидально связан с тремя соседями по слою (межатомное расстояние 0,288 нм) и имеет трех ближайших соседей в другом слое (межатомное расстояние 0,338 нм).

Известны три аморфные модификации сурьмы. Желтая сурьма образуется при действии кислорода на жидкий стибин SbH3 и содержит незначительные количества химически связанного водорода. При нагревании или освещении желтая сурьма переходит в черную сурьму (плотность 5,3 г/см3), обладающую полупроводниковыми свойствами.

При электролизе SbCl3 при малых плотностях тока образуется взрывчатая сурьма, содержащая небольшие количества химически связанного хлора (взрывается при трении). Черная сурьма при нагревании без доступа воздуха до 400 °C и взрывчатая сурьма при растирании превращаются в металлическую серую сурьму. Металлическая сурьма (Sb I) — полупроводник. Ширина запрещенной зоны 0,12 эВ. Диамагнитна. При комнатной температуре металлическая сурьма очень хрупка и легко растирается в порошок в ступке, выше 310 °C — пластична, также пластичны монокристаллы сурьмы высокой чистоты.

С некоторыми металлами сурьма образует антимониды: антимонид олова SnSb, никеля Ni2Sb3, NiSb, Ni5Sb2 и Ni4Sb. Сурьма не взаимодействует с соляной, плавиковой и серной кислотами.

С концентрированной азотной кислотой образуется плохо растворимая b-сурьмяная кислота HSbO3: 3Sb + 5HNO3 = 3HSbO3 + 5NO + H2O.

Общая формула сурьмяных кислот Sb2O5·nH2O. С концентрированной H2SO4 сурьма реагирует с образованием сульфата сурьмы (III) Sb2(SO4)3: 2Sb + 6H2SO4 = Sb2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.

Сурьма устойчива на воздухе до 600 °C. При дальнейшем нагревании окисляется до Sb2O3: 4Sb + 3O2 = 2Sb2O3.

Оксид сурьмы (III) обладает амфотерными свойствами и реагирует с щелочами: Sb2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[Sb (OH)6] и кислотами: Sb2O3 + 6HCl = 2SbCl3 + 3H2O.

При нагревании Sb2O3 выше 700 °C в кислороде образуется оксид состава Sb2O4: 2Sb2O3 + O2 = 2Sb2O4. Этот оксид одновременно содержит Sb (III) и Sb (V). В его структуре соединены друг с другом октаэдрические группировки [SbIIIO6] и [SbVO6].

При осторожном обезвоживании сурьмяных кислот образуется пентаоксид сурьмы Sb2O5: 2HSbO3 = Sb2O5 + H2O, проявляющий кислотные свойства: Sb2O5 + 6NaOH = 2Na3SbO4 + 3H2O, и являющийся окислителем: Sb2O5 + 10HCl = 2SbCl3 + 2Cl2 + 5H2O.

Соли сурьмы легко гидролизуются. Выпадение гидроксосолей начинается при pH 0,5–0,8 для Sb (III) и pH 0,1 для Sb (V). Состав продукта гидролиза зависит от соотношения соль/вода и последовательности внесения реагентов: SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl, 4SbCl3 + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10HCl.

С фтором сурьма образует пентафторид SbF5. При его взаимодействии с плавиковой кислотой HF возникает сильная кислота H[SbF6].

Сурьма горит при внесении её порошка в Cl2 с образованием смеси пентахлорида SbCl5 и трихлорида SbCl3: 2Sb + 5Cl2 = 2SbCl5, 2Sb + 3Cl2 = 2SbCl3.

С бромом и иодом Sb образует оригалогениды: 2Sb + 3I2 = 2SbI3.

При действии сероводорода H2S на водные растворы Sb (III) и Sb (V), образуются оранжево-красный трисульфид Sb2S3 или оранжевый пентасульфид Sb2S5, которые взаимодействуют с сульфидом аммония (NH4)2S: Sb2S3 + 3 (NH4)2S = 2 (NH4)3SbS3, Sb2S5 + 3 (NH4)2S = 2 (NH4)3SbS4.

Под действием водорода на соли Sb выделяется газ стибин SbH3: SbCl3 + 4Zn + 5HCl = 4ZnCl2 + SbH3 + H2. Стибин при нагревании разлагается на Sb и H2.

Получены органические соединения сурьмы, производные стибина, например, oриметилстибин Sb (CH3)3: 2SbCl3 + 3Zn (CH3)2 = 3ZnCl2 + 2Sb (CH3)3.

Применение Править

Производство сплавов Править

Сурьма — компонент сплавов на основе свинца и олова (для аккумуляторных пластин, типографских шрифтов, подшипников, защитных экранов для работы с источниками ионизирующих излучений, посуды), на основе меди и цинка (для художественного литья).

Электроника Править

Чистую сурьму используют для получения антимонидов с полупроводниковыми свойствами. Входит в состав сложных лекарственных синтетических препаратов. При изготовлении резины используют пентасульфид сурьмы Sb2S5.

Ядерная энергетика, ядерное оружие Править

Очень важно 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 учитыватся любой страной ввиду угрозы ядерного терроризма.

Цены Править

Цены на металлическую сурьму в слитках чистотой 99 % составили около 6,5 долл/кг.


Термоэлектрические материалы Править

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

Биологическая роль и воздействие на организм Править

Сурьма относится к микроэлементам, содержание в организме человека 10–6% по массе. Постоянно присутствует в живых организмах, физиологическая и биохимическая роль не выяснена.

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.

Пыль и пары сурьмы вызывают носовые кровотечения, сурьмяную «литейную лихорадку», пневмосклероз, поражают кожу, нарушают половые функции. 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 воде 0,05 мг/л.

См. также Править

Ссылки Править


Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
ar:كحل

az:Stibium bs:Antimon ca:Antimoni co:Antimoniu cs:Antimon da:Antimon de:Antimon el:Αντιμόνιο en:Antimony eo:Antimono es:Antimonio et:Antimon fi:Antimoni fr:Antimoine gl:Antimonio (elemento) he:אנטימון hr:Antimon hu:Antimon hy:Ծարիր id:Antimon io:Antimonio is:Antimon it:Antimonio ja:アンチモン jbo:antimoni ko:안티모니 ku:Stîbyûm la:Stibium lb:Antimon lt:Stibis lv:Antimons nl:Antimoon nn:Antimon no:Antimon oc:Antimòni pl:Antymon pt:Antimônio ro:Stibiu sh:Antimon simple:Antimony sk:Antimón sl:Antimon sr:Антимон sv:Antimon tg:Сурма th:พลวง tr:Antimon ug:سۈرمە uk:Сурма ur:کحل uz:Surma zh:锑 zh-yue:銻




  • Страница 0 - энциклопедическая статья
  • Разное - на страницах: 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5

Викия-сеть

Случайная вики