Antimoni

Antimoni
	51Sb
	estany ← antimoni → tel·luri
Aspecte
	Gris platejat brillant; ; ; ; Línies espectrals de l'antimoni
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Antimoni, Sb, 51
Categoria d'elements	Metal·loides
Grup, període, bloc	15, 5, p
Pes atòmic estàndard	121,760(1)
Configuració electrònica	[Kr] 4d10 5s2 5p3; 2, 8, 18, 18, 5;
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat; (prop de la t. a.)	6,697 g·cm−3
Densitat del; líquid en el p. f.	6,53 g·cm−3
Punt de fusió	903,78 K, 630,63 °C
Punt d'ebullició	1.860 K, 1.587 °C
Entalpia de fusió	19,79 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	193,43 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	25,23 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	5, 3, -3
Electronegativitat	2,05 (escala de Pauling)
Energies d'ionització; (més)	1a: 834 kJ·mol−1
	2a: 1.594,9 kJ·mol−1
	3a: 2.440 kJ·mol−1
Radi atòmic	140 pm
Radi covalent	139±5 pm
Radi de Van der Waals	206 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Trigonal simple ;
Ordenació magnètica	Diamagnètic
Resistivitat elèctrica	(20 °C) 417 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	24,4 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(25 °C) 11 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima)	(20 °C) 3.420 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	55 GPa
Mòdul de cisallament	20 GPa
Mòdul de compressibilitat	42 GPa
Duresa de Mohs	3,0
Duresa de Brinell	294 MPa
Nombre CAS	7440-36-0
Isòtops més estables
	Article principal: Isòtops de l'antimoni

L'antimoni és un element químic de nombre atòmic 51 situat en el grup 15 de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és Sb, i prové del llatí stibium. L'antimoni i molts dels seus compostos són tòxics.

Aquest element semimetàlic té quatre formes al·lotròpiques. La seva forma estable és un metall blanc blavós. L'antimoni negre i el groc són formes no metàl·liques inestables. Principalment s'empra en aliatges metàl·lics i alguns dels seus compostos per a donar resistència contra el foc, en pintures, ceràmiques, esmalts, vulcanització del cautxú i focs d'artifici.

HistòriaModifica

Símbol usat pels alquimistes per l'antimoni

L'antimoni era conegut pels xinesos i babilonis cap al 3000 a. de C. El sulfur d'antimoni va ser emprat com a cosmètic i amb objectius medicinals.

La relació entre el nom actual de l'antimoni i el seu símbol és complexa; el nom copte de la pols cosmètica de sulfur d'antimoni va ser pres pel grec, i d'aquest va passar al llatí, resultant el nom stibium. El químic Jöns Jacob Berzelius va usar una abreviatura d'aquest nom en els seus escrits i es va convertir en el símbol comunament emprat Sb.

L'antimoni és àmpliament tractat per l'alquímia. Hi ha escrits sobre aquest element de Georg Bauer (Georgios Agrícola), i Basilius Valentinus és l'autor d'El carro triomfal de l'antimoni, un tractat sobre l'element.

Abundància i obtencióModifica

Antimoni en estat natural

Les estimacions sobre l'abundància d'antimoni en l'escorça terrestre van des de 0,2 a 0,5 ppm. L'antimoni es troba en la naturalesa en nombrosos minerals, encara que és un element poc abundant. Encara que és possible trobar-lo lliure, normalment està en forma de sulfurs; la principal mena d'antimoni és l'antimonita (també anomenada estibinita), Sb₂S₃.

Per mitjà de la torrada del sulfur d'antimoni s'obté òxid d'antimoni (III), Sb₂O₃, que es pot reduir amb carbó de coc per a l'obtenció d'antimoni.^[2]

2Sb₂O₃ + 3C → 4Sb + 3CO₂

També es pot obtindre per reducció directa del sulfur, per exemple amb ferralla de ferro:

Sb₂S₃ + 3Fe → 2Sb + 3fes

Altres minerals d'antimoni són la quermesita (Sb₂S₂O₂), l'Estibarseni (AsSb), etc.

Característiques principalsModifica

L'antimoni en la seva forma elemental és un sòlid cristal·lí, fusible, trencadís, blanc argentat que presenta una conductivitat elèctrica i tèrmica baixa i s'evapora a baixes temperatures. Aquest element semimetàl·lic s'assembla als metalls en el seu aspecte i propietats físiques, però no es comporta químicament com un metall. També pot ser atacat per àcids oxidants i halogens.

L'antimoni és calcòfil, trobant-se present juntament amb sofre i altres metalls com el plom, el coure i l'argent.

CompostosModifica

Els seus estats d'oxidació més comuns són el 3 i el 5. Es coneixen tots els seus trihalogenurs, SbX₃, i el pentafluorur i pentaclorur, SbX₅. El trifluorur s'empra com fluorant. El pentafluorur junt amb HSO₃F forma un sistema SbF₅-FSO₃H amb propietats de superàcid. Amb aquests halogenurs es poden preparar distints complexos. Es coneix l'hidrur SbH₃, anomenat estibà (antigament anomenat estibina), però és poc estable i es descompon amb molta facilitat. Es coneix el triòxid d'antimoni, Sb₂O₃ i el pentaòxid, Sb₂O₅.

AplicacionsModifica

L'antimoni té una creixent importància en la indústria de semiconductors en la producció de díodes, detectors infraroigs i dispositius d'efecte Hall.

Usat com aliant, aquest semimetall incrementa molt la duresa i força mecànica del plom. També s'empra en distints aliatges com peltre, metall antifricció (aliat amb estany), metall anglès (format per zinc i antimoni), etc.

Algunes aplicacions més específiques:

bateries i acumuladors
tipus d'impremta
recobriment de cables
coixinets i rodaments

Compostos d'antimoni en forma d'òxids, sulfurs, antimoniats i halogenurs d'antimoni s'empren en la fabricació de materials resistents al foc, esmalts, vidres, pintures i ceràmiques. El triòxid d'antimoni és el més important i s'usa principalment com retardant de flama. Aquestes aplicacions com retardants de flama comprenen distints mercats com a roba, joguets, o cobertes de seients.