Antimon

Vydáno: 24. 05. 2014; Poslední aktualizace: 14. 06. 2023; Autor: Zdeněk Moravec

Antimon je polokov, který se využívá v polovodičích, různých slitinách, keramice a barvivech. Vykytuje se v oxidačních číslech -3, +3, +4 a +5. Tvoří několik alotropních modifikací – modro-bílý kovový antimon, žlutý a černý nekovový antimon.

Atomové číslo51Počet stabilních izotopů2
Atomová hmotnost121,760Elektronová konfigurace[Kr] 4d10 5s2 5p3
Teplota tání [°C]630,63Teplota varu [°C]1587
Hustota6,697 Elektronegativita 2,05
Vlastnosti antimonu

Jeho koncentrace v zemské kůře je poměrně malá (0,2-0,5 ppm). Nejdůležitějším minerálem je antimonit (Sb2S3).[5]

Izotopy

Přírodní antimon se skládá ze dvou stabilních izotopů, 121Sb a 123Sb. Známe 35 uměle připravených radioizotopů a mnoho jaderných izomerů.[3,4]

IzotopZastoupení [%]
121Sb 57,2
123Sb42,8

Výroba

Největším producentem antimonu je Čína.[6] Průmyslově se vyrábí ze sulfidických rud pražením a následnou redukcí dřevěným uhlím.

Sb2S3 + 5 O2 → Sb2O4 + 3 SO2
Sb2O4 + 4 C → 2 Sb + 4 CO

Rudy s vysokým obsahem antimonu se zpracovávají jinak, nejprve se získá sulfid antimonitý, který je následně redukován železem.

Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS

Pro polovodiče se antimon vyrábí chemickou redukcí z vysoce čistých sloučenin. Používá se jako dopant křemíku při výrobě diod, infračervených detektorů a součástkách využívajících Hallův jev.

Sloučeniny

Oxidy

Oxid antimonitý, Sb2O3, je bílá pevná látka. Připravuje se spalováním antimonu na vzduchu nebo pražením sulfidu.

4 Sb + 3 O2 → 2 Sb2O3
2 Sb2S3 + 9 O2 → 2 Sb2O3 + 6 SO2

Je amfoterní, rozpouští se v kyselinách i hydroxidech.

Sb2O3 + 2 NaOH → 2 NaSbO2 + H2O

V plynném stavu vytváří adamantanoidní molekuly, podobně jako P4O10.

Oxid antimoničný, Sb2O5, je žlutá pevná látka. Připravuje se hydrolýzou chloridu roztokem amoniaku nebo oxidací antimonu koncentrovanou kyselinou sírovou. Vytváří antimoničnany, ty krystalují jako oktaedry SbO6 propojené přes vrchol.

Pentahalogenidy

Známe fluorid a chlorid antimoničný, SbF5 a SbCl5. Oba mají geometrii trigonální bipyramidy.

MX5Tt [°C]Tv [°C]
SbF58,3149,5
SbCl52,8140,0

Fluorid antimoničný je schopen oxidovat kyslík na dioxygenyl, O2+:

2 SbF5 + F2 + 2 O2 → 2 [O2][SbF5]

Na rozdíl od SbCl5, vytváří SbF5, v přítomnosti fluoridů, ochotně větší anionty, např. [Sb2F11] nebo [Sb3F16] .

Chlorid antimoničný přechází vratně na dimerní formu, stačí jej ochladit pod -55 °C:

Přídavkem chloridu přechází na hexachloroantimoničnan:

SbCl5 + Cl → SbCl6

Reakcí s bezvodým fluorovodíkem vzniká fluorid antimoničný:

SbCl5 + 5 HF → SbF5 + 5 HCl

Superkyseliny

Reakcí s fluoridu antimoničného s fluorovodíkem vzniká kyselina hexafluoroantimoničná, [H2F][SbF6], nejsilnější známá kyselina. Označuje se jako superkyselina.

SbF5 + 2 HF ⇌ H2F+ + SbF6

Kyselina hexafluoroantimoničná. Zdroj: DFliyerz/Commons

Reakcí s kyselinou fluorsírovou vzniká tzv. magická kyselina. Dochází ke koordinaci volného elektronového páru k antimonu. Podle koncentrace SbF5 vzniká buď adukt 1:1 nebo 1:2. Průběh reakce je možné sledovat pomocí 19F NMR. Kyselost systému lze ještě zvýšit přídavkem tří nebo více molů SO3. Vznikají tak systémy SbF5/HSO3F/SO3, které se označují jako superkyselá média.

Průběh reakce SbF5 s HSO3F. Zdroj: Jmcninch4/Commons

NMR

Přírodní antimon je tvořen směsí dvou kvadrupolárních izotopů. Pro měření je výhodný citlivější izotop 121Sb, který má i menší kvadrupolární moment a tím užší linie. Standardem je KSbCl6.

 121Sb123Sb
Spin5/27/2
Zastoupení v přírodě [%]57,3642,64
Citlivost vzhledem k 1H0,09350,0199
Citlivost vzhledem k 13C534114
Rezonanční frekvence v poli 1 T10,25515,5532
Jaderný magnetický moment+3,3634+2,5498

Odkazy

  1. Antimon na české wikipedii
  2. Antimon na anglické wikipedii
  3. HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013. ISBN 978-80-7323-248-1.
  4. Isotopes of antimony
  5. Antimonit
  6. Major countries in worldwide antimony mine production from 2015 to 2022

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
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 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

One Reply to “Antimon”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..