| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Antimon, Sb, 51 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Halbmetalle | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 15, 5, p | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig glänzend grau | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | 7440-36-0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,65 ppm[1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 121,750 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 145 (133) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 139 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 206[3] pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Kr] 4d10 5s2 5p3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 834 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1594,9 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 2440 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 4260 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 5400 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | trigonal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 6,697 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | 3,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | diamagnetisch ( = −6,8 · 10−5)[4] |
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| Schmelzpunkt | 903,78 K (630,63 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 1860 K (1587 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 18,19 · 10−6 m3/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 68 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 19,7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 2,5 · 106 A/(V · m) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 24 W/(m · K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | −3, 3, 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | 0,150 V (Sb3+ + 3 e− → Sb) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 2,05 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Antimon [antiˈmoːn] (von lat. Antimonium, vermutlich von arabisch ithmid / إثمد / iṯmid; Symbol von lateinisch Stibium „(Grau-)Spießglanz“) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Sb und der Ordnungszahl 51. Im Periodensystem steht es in der 5. Periode und der 5. Hauptgruppe (Gruppe 15) oder Stickstoffgruppe. In der stabilen Modifikation ist es ein silberglänzendes und sprödes Halbmetall.
Als Typlokalität für gediegen Antimon gilt zwar die Silbermine in der schwedischen Gemeinde Sala im Västmanland,[7] allerdings war metallisches Antimon schon den Chinesen und Babyloniern bekannt und einige seiner Verbindungen wurden schon in der Bronzezeit als Zuschlag zu Kupfer verwendet, um Bronze herzustellen (Funde von Velem-St. Vid in Ungarn). Im 17. Jahrhundert ging der Name Antimon als Bezeichnung auf das Metall über. Die koptische Bezeichnung für das Schminkpuder Antimonsulfid ging über das Griechische in das Lateinische stibium über. Die von Jöns Jakob Berzelius benutzte Abkürzung Sb wird noch heute als Elementsymbol genutzt. Ganz sicher ist diese Herleitung nicht. Es gibt auch andere Vermutungen über die Herkunft der Elementbezeichnung. Der ungewöhnliche Name gehe auf das spätgriechische anthemon (deutsch: „Blüte“) zurück. Damit sollen die stängelartigen Kristalle, die büschelförmig angeordnet sind und wie eine Blüte aussehen, beschrieben werden.
Antimon ist ein selten vorkommendes Element und, da es in der Natur auch gediegen, das heißt in elementarer Form gefunden werden kann, von der International Mineralogical Association (IMA) unter der System-Nr. 1.CA.05[8] als Mineral anerkannt.
Weltweit konnte gediegen Antimon bisher (Stand: 2011) an rund 300 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in mehreren Regionen von Australien; in den bolivianischen Departements La Paz und Potosí; Minas Gerais in Brasilien; Schwarzwald, Fichtelgebirge, Oberpfälzer Wald, Odenwald und im Harz in Deutschland; Seinäjoki in Finnland; mehreren Regionen von Frankreich; Lombardei, Piemont, Sardinien und Trentino-Südtirol in Italien; einigen Regionen von Kanada; einigen Regionen von Österreich; Ost- und Westsibirien und Ural in Russland; neben Västmanland noch Dalarna, Gästrikland, Närke, Södermanland, Värmland und Västerbotten in Schweden; in einigen Regionen der Slowakei; Böhmen und Mähren in Tschechien sowie in vielen Regionen der USA.[9] Eine der weltweit bedeutendsten Lagerstätte für gediegen Antimon und Antimonerze ist der Murchison greenstone belt in der Murchison Range von Südafrika [10].
Bisher sind 264 Antimon-Minerale bekannt (Stand: 2010).[11] Industriell genutzt wird überwiegend das Sulfid-Mineral Stibnit Sb2S3 mit einem Gehalt von max. 71,7 % Sb. Das Mineral mit dem höchsten Sb-Gehalt in einer Verbindung ist die natürliche Antimon-Arsen-Legierung Paradocrasit (max. 92 %), allerdings kommt sie mit nur drei Fundorten[12] im Gegensatz zum Stibnit (rund 2500 Fundorte)[13] sehr viel seltener vor.
Technisch wird Antimon aus dem Antimonglanz gewonnen. Ein Verfahren beruht auf dem Abrösten und der Reduktion mit Kohlenstoff (Röstreduktionsverfahren):
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Reduktion mit Eisen durchzuführen (Niederschlagsverfahren):
Weltweit wurden zu Beginn des 21. Jahrhunderts zwischen 110.000 und 160.000 Tonnen pro Jahr an Antimon gefördert. Seit 1900 hat sich damit die Fördermenge mehr als verzehnfacht.
| Kristallographische Daten[14] | |
|---|---|
 Idealisierte Kristallform eines ditrigonalen Skalenoeders. |
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| Kristallsystem | trigonal - ditrigonal-skalenoedrisch |
| Raumgruppe |  |
| Gitterparameter (Elementarzelle) | a = 431 pm; c = 1127 pm |
| Zahl (Z) der Formeleinheiten | Z = 6 |
Antimon kann in drei verschiedenen Modifikationen auftreten, wobei metallisches bzw. graues Antimon die beständigste Modifikation ist.
Durch Abschrecken von Antimondampf an kalten Flächen entsteht amorphes, schwarzes und sehr reaktives Antimon, welches sich durch Erhitzen wieder in metallisches Antimon umwandelt. Durch elektrolytische Herstellung entsteht explosives Antimon, das beim Ritzen explosionsartig aufglühend und funkensprühend in metallisches Antimon übergeht. Gelbes Antimon ist dagegen keine eigenständige Modifikation, sondern eine hochpolymere chemische Verbindung mit Wasserstoff.[15]
Unter Normalbedingungen kristallisiert Antimon trigonal in rhomboedrischer Aufstellung in der nach der Hermann-Mauguin-Symbolik beschriebenen Raumgruppe mit den Gitterparametern a = 431 pm und c = 1127 pm sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Metallisches Antimon ist silberweiß, stark glänzend, blättrig-grobkristallin. Es lässt sich aufgrund seiner Sprödigkeit leicht zerkleinern. Die elektrische und thermische Leitfähigkeit ist gering. Flüssiges Antimon expandiert als einer von wenigen Stoffen beim Erstarren (Dichteanomalie). Zum Siedepunkt existieren in der Literatur mit 1325 °C, 1587 °C, 1635 °C und 1750 °C unterschiedliche Angaben.
Mit naszierendem Wasserstoff reagiert Antimon zum instabilen Antimonhydrid SbH3. Von Luft und Wasser wird Antimon bei Raumtemperatur nicht angegriffen. Oberhalb des Schmelzpunkts verbrennt es in Luft mit bläulich-weißer Flamme zu Antimon(III)-oxid. In heißen konzentrierten Mineralsäuren löst es sich auf. Mit den Halogenen reagiert es schon bei Raumtemperatur heftig zu den entsprechenden Halogeniden.
In Verbindungen liegt Antimon überwiegend in den Oxidationsstufen +3 und +5 vor. In Metallantimoniden wie Kaliumantimonid K3Sb bildet es Sb3−-Ionen.
Es existieren zwei stabile Antimon-Isotope: 121Sb und 123Sb.
Der überwiegende Teil des hergestellten Antimons wird zu Legierungen verarbeitet und zeigt dabei folgende Eigenschaften:
Wichtige Legierungen:
Weitere Anwendungen:
Brechweinstein wurde lange als brechreizerregendes Mittel verwendet, heute wird es noch manchmal verwendet, um den Mageninhalt von Vögeln zu untersuchen.[16] Sowohl Schistosomiasis und Trypanosomen[17] wurden beginnend Anfang des 19. Jahrhunderts mit Brechweinstein bekämpft, aber inzwischen werden bessere Medikamente verwendet.[18][19] Antimonpräparate finden derzeit noch Anwendung als Medikation bei einer Chemotherapie gegen Leishmaniose.[20]
Von den Antimonverbindungen sind seitens der EU Antimonfluorid als giftig (T) und die Chloride als ätzend (C) eingestuft, außerdem als umweltgefährlich (N); alle anderen Antimonverbindungen als gesundheitsschädlich (Xn) und umweltgefährlich (N)[21]. Antimon selbst ist dort nicht aufgeführt, laut Sicherheitsdatenblatt ist es als reizend gekennzeichnet.
Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) stuft Antimon(III)-oxid als möglicherweise krebserzeugende Substanz ein.[22]
Ergebnisse aus Untersuchungen deuten darauf hin, dass Antimonverbindungen Haut und Schleimhäute reizen. Diese Verbindungen lösen sich vermutlich aus Kunststoff und Textilien.
In der EU gilt für Trinkwasser ein Grenzwert von 5 µg/l. Untersuchungen von in PET-Flaschen abgefüllten Fruchtsäften (für die keine Richtlinien existieren) ergaben Antimonkonzentrationen bis zu 44,7 µg/l in unverdünnten Saftkonzentraten.[23][24]
Vorproben:
Flammenfärbung. Flamme fahlblau, wenig charakteristische Phosphorsalzperle: Farblos (gestört durch alle Elemente, die eine farbige Perle erzeugen)
Reduktion durch unedle Metalle, zum Beispiel Eisen, Zink oder Zinn.
In nicht zu sauren Lösungen reduzieren unedle Metalle Antimon-Kationen Sb(III), Sb(V) und Sb(III)/(V) zu metallischem Antimon:
Die auf Antimon zu prüfende Substanz wird in salzsaure Lösung gegeben und mit Eisenpulver versetzt. Es entsteht ein schwarzer, flockiger Niederschlag aus metallischem Antimon in der Lösung oder direkt am Eisen. Auch der Nachweis an einem Eisennagel ist möglich. Dabei ist eine schwarze Ablagerung am Nagel ein Nachweis für Antimon, welches sich hier elementar niedergeschlagen hat.
Die Marshsche Probe gestattet einen eindeutigen Nachweis von Antimon. Wenn die pyrolytisch abgeschiedene Substanz (dunkel glänzender Spiegel) sich nicht in ammoniakalischem Wasserstoffperoxid löst, sind Arsen und Germanium als mögliche Alternativen ausgeschlossen.
Die hochempfindliche Bestimmung winziger Antimonspuren erfolgt durch die Hydridtechnik der Atomspektrometrie. Hierbei wird im Prinzip die Marshsche Probe mit der Atomabsorptionsspektrometrie gekoppelt. Die Matrixeffekte der Probelösung lassen sich dadurch sehr wirksam unterdrücken.
Wiktionary: Antimon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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