銻（Antimony），金屬元素，元素符號(hào)Sb，原子序數(shù)51，銀白色有光澤硬而脆的金屬（常制成棒、塊、粉等多種形狀）。有鱗片狀晶體結(jié)構(gòu)。在潮濕空氣中逐漸失去光澤，強(qiáng)熱則燃燒成白色銻的氧化物。易溶于王水，溶于濃硫酸。相對(duì)密度6.68，熔點(diǎn)630℃，沸點(diǎn)1635℃，原子半徑為1.28?，電負(fù)性2.2。

銻在自然界中主要存在于硫化物礦物輝銻礦（Sb2S3）中。已知銻化合物在古代就用作化妝品，銻是一種稀有金屬，在電氣、化學(xué)、醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域用途極廣，氧化銻是現(xiàn)代信息家電產(chǎn)品生產(chǎn)中重要的阻燃增效劑。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

銻是一種帶有銀色光澤的灰色金屬，其莫氏硬度為3。因此，純銻不能用于制造硬的物件：中國(guó)的貴州省曾在1931年發(fā)行銻制的硬幣，但因?yàn)殇R很容易磨損，在流通過(guò)程損失嚴(yán)重。

物態(tài) 固態(tài)

密度 6.697g·cm3

熔點(diǎn) 903.78K，630.63°C，1167.13°F

沸點(diǎn) 1860K，1587°C，2889°F

熔化熱 19.7kJ·mol

汽化熱 193.43kJ·mol

比熱容 25.23J·mol·K

蒸汽壓

壓/Pa 1 10 100 1000 10000 100000

溫/K 807 876 1011 1219 1491 1858

許多物體有熱脹冷縮的特性，比如常用的溫度計(jì)就是利用了水銀熱脹冷縮的原理。但是，銻與眾不同，它在一定溫度范圍內(nèi)會(huì)熱縮冷脹。

化學(xué)性質(zhì)

銻是氮族元素（15族），電負(fù)性為2.05（鮑林標(biāo)度）。根據(jù)元素周期律，它的電負(fù)性比錫和鉍大，比碲和砷小。銻在室溫下的空氣中是穩(wěn)定的，但加熱時(shí)能與氧氣反應(yīng)生成三氧化二銻。銻在一般條件下不與酸反應(yīng)。

已知銻有四種同素異形體——一種穩(wěn)定的金屬銻和三種亞穩(wěn)態(tài)銻（爆炸性銻、黑銻、黃銻）。金屬銻是一種易碎的銀白色有光澤的金屬。把熔融的銻緩慢冷卻，金屬銻就會(huì)結(jié)成三方晶系的晶體，其與砷的灰色同素異形體異質(zhì)同晶。罕見的爆炸形狀的銻可由電解三氯化銻制得，用尖銳的器具刮擦它就會(huì)發(fā)生放熱的化學(xué)反應(yīng)，放出白煙并生成金屬銻。如果在研缽中用研杵將它磨碎，就會(huì)發(fā)生劇烈的爆炸。黑銻是由金屬銻的蒸汽急劇冷卻形成的，它的晶體結(jié)構(gòu)與紅磷和黑砷相同，在氧氣中易被氧化甚至自燃。當(dāng)溫度降到100℃時(shí)，它逐漸轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的晶型。黃銻是最不穩(wěn)定的一種，只能由銻化氫在-90℃下氧化而得。在這種溫度和環(huán)境光線的作用下，亞穩(wěn)態(tài)的同素異形體會(huì)轉(zhuǎn)化成更穩(wěn)定的黑銻。

金屬銻的結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)（空間群：R3m），而每層都包含相連的褶皺六元環(huán)結(jié)構(gòu)。最近的和次近的銻原子形成變形八面體，在相同雙層中的三個(gè)銻原子比其他三個(gè)相距略近一些。這種距離上的相對(duì)近使得金屬銻的密度達(dá)到6.697g/cm3，但層與層之間的成鍵很弱也造成它很軟且易碎。

同位素

銻有兩種穩(wěn)定同位素，121Sb的自然豐度為57.36%，而123Sb的自然豐度為42.64%。銻還有35種放射性同位素，其中半衰期最長(zhǎng)的125Sb為2.75年。此外，已發(fā)現(xiàn)了29種亞穩(wěn)態(tài)。這其中最穩(wěn)定的是124Sb，半衰期為60.20天，它可以用作中子源。比穩(wěn)定同位素123Sb輕的同位素傾向于發(fā)生β 衰變，而較重的同位素更易發(fā)生β-衰變。當(dāng)然也有一些例外。

化合物

銻化合物通常分為 3價(jià)和 5價(jià)兩類。與同主族的砷一樣，它的 5氧化態(tài)更為穩(wěn)定。

氧化物與氫氧化物

三氧化二銻可由銻在空氣中燃燒制得。在氣相中，它以雙聚體Sb4O6的形式存在，但冷凝時(shí)會(huì)形成多聚體。五氧化二銻只能用濃硝酸氧化三價(jià)銻化合物制得。銻也能形成混合價(jià)態(tài)化合物——四氧化二銻，其中的銻為Sb(III)和Sb(V)。與磷和砷不同的是，這些氧化物都是兩性的，它們不形成定義明確的含氧酸，而是與酸反應(yīng)形成銻鹽。

還沒有制得亞銻酸（Sb(OH)3），但它的共軛堿亞銻酸鈉可由熔融的氧化鈉與三氧化二銻反應(yīng)制得。過(guò)渡金屬的亞銻酸鹽也已制得。銻酸只能以水合物HSb(OH)6的形式存在。這些鹽脫水得到混合氧化物。

許多銻礦石是硫化物，其中如輝銻礦（Sb2S3）、深紅銀礦（Ag3SbS3）、輝銻鉛礦、脆硫銻鉛礦和硫銻鉛礦。五硫化二銻是一種非整比化合物，銻處于 3氧化態(tài)并含有S-S鍵。有多種硫代銻酸鹽是已知的。

鹵化物

銻能形成兩類鹵化物——SbX3和SbX5。其中三鹵化物（SbF3、SbCl3、SbBr3和SbI3）的空間構(gòu)型都是三角錐形。三氟化銻可以由三氧化二銻與氫氟酸反應(yīng)制得：

Sb2O3 6HF→2SbF3 3H2O

這種氟化物是路易斯酸，能結(jié)合氟離子形成配離子SbF4-和SbF52-。熔化的三氟化銻是一種弱的導(dǎo)體。三氯化銻則由三硫化二銻溶于鹽酸制得：

Sb2S3 6HCl → 2SbCl3 3H2S

五鹵化物（SbF5和SbCl5）氣態(tài)時(shí)的空間構(gòu)型為三角雙錐形。但是轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，五氟化銻形成聚合物，而五氯化銻依舊是單體。五氟化銻是很強(qiáng)的路易斯酸，可用于配制著名的超強(qiáng)酸氟銻酸（HSbF6）。

銻的鹵氧化物比砷和磷更為常見。三氧化二銻溶于濃酸再稀釋可形成銻?；衔?，例如SbOCl和(SbO)2SO4。

銻化物、氫化物與有機(jī)銻化合物

這類化合物通常被視作Sb的衍生物。Sb金屬性不強(qiáng)，能與金屬形成銻化物，例如銻化銦（InSb），銻化銀（Ag3Sb），銻鈀礦（Pd5Sb2），方銻金礦（AuSb2），紅銻鎳礦（NiSb）等。堿金屬和鋅的銻化物，例如Na3Sb和Zn3Sb2比以上物質(zhì)更為活潑。這些銻化物用酸處理可以生成不穩(wěn)定的氣體銻化氫（SbH3）。

銻化物一般以共價(jià)鍵鏈接，是電子云的重疊，所以共價(jià)鍵最本質(zhì)的分類方式就是它們的重疊方式。σ鍵，π鍵，δ鍵在有機(jī)化合物中，通常把共價(jià)鍵以其共用的電子對(duì)數(shù)分為單鍵、雙鍵以及三鍵。單鍵是一根σ鍵；雙鍵和三鍵都含一根σ鍵，其余1根或2根是π鍵。但無(wú)機(jī)銻化物不用此法。原因是，無(wú)機(jī)銻化物中經(jīng)常出現(xiàn)的共軛體系（離域π鍵）使得某兩個(gè)原子之間共用的電子對(duì)數(shù)很難確定，因此無(wú)機(jī)物中常取平均鍵級(jí)，作為鍵能的粗略標(biāo)準(zhǔn)。

Sb3- 3H =SbH3↑

有機(jī)銻化合物一般可由格氏試劑對(duì)鹵化銻的烷基化反應(yīng)制備。已知有大量三價(jià)和五價(jià)的有機(jī)銻化合物——包括混合氯代衍生物，還有以銻為中心的陽(yáng)離子和陰離子。例如Sb(C6H5)3（三苯基銻）、Sb2(C6H5)4（含有一根Sb-Sb鍵）以及環(huán)狀的[Sb(C6H5)]n。五配位的有機(jī)銻化合物也很常見，例如Sb(C6H5)5和一些類似的鹵代物。

化學(xué)循環(huán)

銻是全球性污染物，是國(guó)際上最為關(guān)注的有毒金屬元素之一。與其他有毒金屬如汞和砷等相比，人們對(duì)銻的環(huán)境污染過(guò)程和生物地球化學(xué)循環(huán)還缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

化學(xué)形態(tài)、微生物和有機(jī)質(zhì)的影響，及同位素等現(xiàn)代分析技術(shù)是研究銻生物地球化學(xué)循環(huán)強(qiáng)有力的研究手段，可以為某些關(guān)鍵重要的環(huán)節(jié)提供新的思路，在此基礎(chǔ)上，建立地表環(huán)境中銻的生物地球化學(xué)演化、歸宿以及與人體健康的關(guān)系的基本認(rèn)識(shí)框架，為其它類型銻污染咖城市地表環(huán)境的評(píng)價(jià)和治理提供借鑒。

有機(jī)質(zhì)和（微）生物的影響

近些年的研究表明生物活動(dòng)和有機(jī)質(zhì)參與了環(huán)境中銻的遷移轉(zhuǎn)化等。生物對(duì)銻的吸收和吸附過(guò)程取決于銻的形態(tài)和微環(huán)境如微生物，溶解三價(jià)銻很容易被植物根系吸收，而五價(jià)銻則很難被吸收。

大量最新的研究結(jié)果表明：天然有機(jī)質(zhì)對(duì)微量金屬元素如汞、銅、鉛、鈷和鐵等的生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程起著十分重要的作用，這是由于有機(jī)質(zhì)能與金屬離子形成有機(jī)金屬配位體，導(dǎo)致金屬元素生物地球化學(xué)行為的改變，影響其溶解性、生物有效性、與微粒之間的相互作用并改變它們的毒性。

因此，金屬與有機(jī)質(zhì)的相互作用機(jī)理是近年來(lái)環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域注目的焦點(diǎn)。由于關(guān)于銻與有機(jī)質(zhì)相互作用的研究相對(duì)較少，有機(jī)質(zhì)對(duì)銻生物地球化學(xué)循環(huán)的影響程度和機(jī)理還不清楚。但從相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道可以看出:在水環(huán)境中，有機(jī)結(jié)合態(tài)銻占總銻相當(dāng)大的份額，在海水和湖水中，銻與有機(jī)質(zhì)結(jié)合；土壤和沉積物中有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)銻占總銻的比例還不清楚，預(yù)計(jì)會(huì)比水體中更大。

同位素示蹤

由于MC-ICP-MS的發(fā)展以及高效率離子化氫等離子體的出現(xiàn)，準(zhǔn)確和高精度的同位素比值測(cè)定成為可能，一些金屬如銅、鐵、鋅、鉑和硒等穩(wěn)定同位素系統(tǒng)的研究已為認(rèn)識(shí)這些金屬的生物地球化學(xué)過(guò)程和自然分餾研究提供了一種全新的技術(shù)手段。因此，金屬元素的穩(wěn)定同位素研究是金屬元素環(huán)境與生物地球化學(xué)領(lǐng)域的前沿領(lǐng)域之一。同位素為銻在地表環(huán)境的無(wú)機(jī)與生物過(guò)程示蹤和來(lái)源研究提供了全新的技術(shù)手段。

歷史

銻的一種煉金術(shù)符號(hào)為♀形

早在公元前3100年的埃及前王朝時(shí)代，化妝品剛被發(fā)明，三硫化二銻就用作化妝用的眼影粉。

在迦勒底的泰洛赫（今伊拉克），曾發(fā)現(xiàn)一塊可追溯到公元前3000年的銻制史前花瓶碎片；而在埃及發(fā)現(xiàn)了公元前2500年至前2200年間的鍍銻的銅器。奧斯汀在1892年赫伯特·格拉斯頓的一場(chǎng)演講時(shí)說(shuō)道：“我們只知道銻現(xiàn)在是一種很易碎的金屬，很難被塑造成實(shí)用的花瓶，因此這項(xiàng)值得一提的發(fā)現(xiàn)（即上文的花瓶碎片）表現(xiàn)了已失傳的使銻具有可塑性的方法。”然而，默里（Moorey）不相信那個(gè)碎片真的來(lái)自花瓶，在1975年發(fā)表他的分析論文后，認(rèn)為斯里米卡哈諾夫（Selimkhanov）試圖將那塊金屬與外高加索的天然銻聯(lián)系起來(lái)，但用那種材料制成的都是小飾物。這大大削弱了銻在古代技術(shù)下具有可塑性這種說(shuō)法的可信度。

歐洲人萬(wàn)諾喬·比林古喬于1540年最早在《火焰學(xué)》（De la pirotechnia）中描述了提煉銻的方法，這早于1556年阿格里科拉出版的名作《論礦冶》（De re Metallica）。此書中阿格里科拉錯(cuò)誤地記入了金屬銻的發(fā)現(xiàn)。1604年，德國(guó)出版了一本名為《Currus Triumphalis Antimonii》（直譯為“凱旋戰(zhàn)車銻”）的書，其中介紹了金屬銻的制備。15世紀(jì)時(shí)，據(jù)說(shuō)筆名叫巴西利厄斯·華倫提努的圣本篤修會(huì)的修士提到了銻的制法，如果此事屬實(shí)，就早于比林古喬。

一般認(rèn)為，純銻是由賈比爾（Jābir ibn Hayyān）于8世紀(jì)時(shí)最早制得的。然而爭(zhēng)議依舊不斷，翻譯家馬塞蘭·貝特洛聲稱賈比爾的書里沒有提到銻，但其他人認(rèn)為貝特洛只翻譯了一些不重要的著作，而最相關(guān)的那些（可能描述了銻）還沒翻譯，它們的內(nèi)容如今還是未知的。

地殼中自然存在的純銻最早是由瑞典籍英國(guó)科學(xué)家威廉·亨利·布拉格于1783年記載的。品種樣本采集自瑞典西曼蘭省薩拉市的薩拉銀礦。

應(yīng)用

60%的銻用于生產(chǎn)阻燃劑，而20%的銻用于制造電池中的合金材料、滑動(dòng)軸承和焊接劑。

阻燃劑

銻的最主要用途是它的氧化物三氧化二銻用于制造耐火材料。除了含鹵素的聚合物阻燃劑以外，它幾乎總是與鹵化物阻燃劑一起使用。三氧化二銻形成銻的鹵化物的過(guò)程可以減緩燃燒，即為它具有阻燃效應(yīng)的原因。這些化合物與氫原子、氧原子和羥基自由基反應(yīng)，最終使火熄滅。商業(yè)中這些阻燃劑應(yīng)用于兒童服裝、玩具、飛機(jī)和汽車座套。它也用于玻璃纖維復(fù)合材料（俗稱玻璃鋼）工業(yè)中聚酯樹脂的添加劑，例如輕型飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋。樹脂遇火燃燒但火被撲滅后它的燃燒就會(huì)自行停止。

合金

銻能與鉛形成用途廣泛的合金，這種合金硬度與機(jī)械強(qiáng)度相比銻都有所提高。大部分使用鉛的場(chǎng)合都加入數(shù)量不等的銻來(lái)制成合金。在鉛酸電池中，這種添加劑改變電極性質(zhì)，并能減少放電時(shí)副產(chǎn)物氫氣的生成。銻也用于減摩合金（例如巴比特合金），子彈、鉛彈、網(wǎng)線外套、鉛字合金（例如Linotype排字機(jī)）、焊料（一些無(wú)鉛焊接劑含有5%的銻）、鉛錫銻合金、以及硬化制作管風(fēng)琴的含錫較少的合金。

其他應(yīng)用

其他的銻幾乎都用于下文所述的三個(gè)方面。第一項(xiàng)應(yīng)用是生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的穩(wěn)定劑和催化劑。第二項(xiàng)應(yīng)用則是去除玻璃中顯微鏡下可見的氣泡的澄清劑，主要用途是制造電視屏幕；這是因?yàn)殇R離子與氧氣接觸后阻礙了氣泡繼續(xù)生成。第三項(xiàng)應(yīng)用則是顏料。銻在半導(dǎo)體工業(yè)中的應(yīng)用正不斷發(fā)展，主要是在超高電導(dǎo)率的n-型硅晶圓中用作摻雜劑，這種材料用于生產(chǎn)二極管、紅外線探測(cè)器和霍爾效應(yīng)元件。20世紀(jì)50年代，小珠裝的鉛銻合金用于給NPN型合金結(jié)晶體管的發(fā)射器和接收器上漆。銻化銦是用于制作紅外探測(cè)儀的材料。

銻的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)應(yīng)用很少。主要成分為銻的藥品稱作含銻藥劑，是一種催吐劑。銻化合物也用作抗原蟲劑。從1919年起，酒石酸銻鉀（俗稱吐酒石）曾用作治療血吸蟲病的藥物。它后來(lái)逐漸被吡喹酮所取代。銻及其化合物用于多種獸醫(yī)藥劑，例如安修馬林（硫蘋果酸銻鋰）用作反芻動(dòng)物的皮膚調(diào)節(jié)劑。銻對(duì)角質(zhì)化的組織有滋養(yǎng)和調(diào)節(jié)作用，至少對(duì)動(dòng)物是如此。

含銻的藥物也用作治療家畜的利什曼病的選擇之一，例如葡甲胺銻酸鹽。可惜的是，它不僅治療指數(shù)較低，而且難以進(jìn)入一些利什曼原蟲無(wú)鞭毛體所在的骨髓，也就無(wú)法治愈影響內(nèi)臟的疾病。金屬銻制成的銻丸曾用作藥。但它被其他人從空氣中攝入后會(huì)導(dǎo)致中毒。

在一些安全火柴的火柴頭中使用了三硫化二銻。銻-124和鈹一起用于中子源：銻-124釋放出伽馬射線，引發(fā)鈹?shù)墓庵峦懽?。這樣釋放出的中子平均能量為24keV。銻的硫化物已被證實(shí)可以穩(wěn)定汽車剎車片材料的摩擦系數(shù)。銻也用于制造子彈和子彈示蹤劑。這種元素也用于傳統(tǒng)的裝飾中，例如刷漆和藝術(shù)玻璃工藝。20世紀(jì)30年代前曾用它作牙釉質(zhì)的遮光劑，但是多次發(fā)生中毒后就不再使用了。

安全

銻和它的許多化合物有毒，作用機(jī)理為抑制酶的活性，這點(diǎn)與砷類似；與同族的砷和鉍一樣，三價(jià)銻的毒性要比五價(jià)銻大。但是，銻的毒性比砷低得多，這可能是砷與銻之間在攝取、新陳代謝和排泄過(guò)程中的巨大差別所造成的：如三價(jià)銻和五價(jià)銻在消化道的吸收最多為20%；五價(jià)銻在細(xì)胞中不能被定量地還原為三價(jià)（事實(shí)上在細(xì)胞中三價(jià)銻反而會(huì)被氧化成五價(jià)銻）；由于體內(nèi)不能發(fā)生甲基化反應(yīng)，五價(jià)銻的主要排泄途徑是尿液。急性銻中毒的癥狀也與砷中毒相似，主要引起心臟毒性（表現(xiàn)為心肌炎），不過(guò)銻的心臟毒性還可能引起阿－斯綜合征。有報(bào)告稱，從搪瓷杯中溶解的銻等價(jià)于90毫克酒石酸銻鉀時(shí)，銻中毒對(duì)人體只有短期影響；但是相當(dāng)于6克酒石酸銻鉀時(shí)，就會(huì)在三天后致人死亡。吸入銻灰也對(duì)人體有害，有時(shí)甚至是致命的：小劑量吸入時(shí)會(huì)引起頭疼、眩暈和抑郁；大劑量攝入，例如長(zhǎng)期皮膚接觸可能引起皮膚炎、損害肝腎、劇烈而頻繁的嘔吐，甚至死亡。

銻不能與強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸、氫鹵酸、氯或氟一起存放，并且應(yīng)與熱源隔絕。

銻在浸取時(shí)會(huì)從聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）瓶中進(jìn)入液體。檢測(cè)到的銻濃度標(biāo)準(zhǔn)則是瓶裝水低于飲用水，英國(guó)生產(chǎn)的濃縮果汁被檢測(cè)到含銻44.7μg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出歐盟自來(lái)水的標(biāo)準(zhǔn)5μg/L。各個(gè)組織的標(biāo)準(zhǔn)分別是：

世界衛(wèi)生組織：20μg/L

日本：15μg/L

美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局、加拿大衛(wèi)生部和安大略省環(huán)境部：6μg/L

德國(guó)聯(lián)邦環(huán)境部：5μg/L

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，銻（Sb）屬于第一類污染物，其最高允許排放濃度為0.1mg/L。

歐盟將銻列為高危害有毒物質(zhì)和可致癌物質(zhì)并予以規(guī)管。

美國(guó)環(huán)境保護(hù)署限制排入湖、河、棄置場(chǎng)和農(nóng)田的鎘量并禁止殺蟲劑中含有銻。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署允許飲用水含有10ppb的銻，并打算把限制減到5ppb。美國(guó)食品和藥物管理局規(guī)定食用色素的含銻量為不得多于15ppm。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署規(guī)定工作環(huán)境空氣中鎘含量在煙霧為100微克/立方米，在鎘塵為200微克/立方米。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署計(jì)劃將空氣中所有鎘化合物含量限制在1到5微克/立方米美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全和衛(wèi)生研究所希望讓工人盡量少呼吸到銻以防止膀胱癌。

管制信息

銻該品根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》受公安部門管制。

安全措施

密封包裝，并貯于干燥通風(fēng)處。遠(yuǎn)離火種、熱源，防止陽(yáng)光直射。切忌與氧化劑、食用化學(xué)品、酸類等共儲(chǔ)混運(yùn)。

滅火：干粉、砂土。禁止CO2和酸堿滅火劑。

測(cè)定方法

DZ/T 0395.2-2022 《硫鐵礦礦石分析方法 第2部分：鋰、鈹、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、銣、鉬、銀、鎘、銦、銻、銫、鎢、鉈、鉛、鉍、釷和鈾含量的測(cè)定 混合酸分解―電感耦合等離子體質(zhì)譜法》

DZ/T 0396.3-2022 《鎳礦石化學(xué)分析方法 第3部分：鋰、鈹、鈧、鈷、銅、鋅、鎵、銣、鉬、銀、鎘、銦、銻、銫、鎢、鉈、鉛、鉍、釷和鈾含量的測(cè)定 混合酸分解—電感耦合等離子體質(zhì)譜法》