Antimon

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Eigenschaften
Zinn - Antimon - Tellur As Sb Bi       [Kr]4d105s25p3 121 51 Sb Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Antimon, Sb, 51
Serie	Halbmetalle
Gruppe, Periode, Block	15 (VA), 5, p
Aussehen	silbrig glänzend grau
Massenanteil an der Erdhülle	7 · 10-5 %
Atomar
Atommasse	121,750
Atomradius (berechnet)	145 (133) pm
Kovalenter Radius	138 pm
van der Waals-Radius	-
Elektronenkonfiguration	[Kr]4d105s25p3
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 18, 18, 5
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
6. Ionisierungsenergie	10400 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	-
Kristallstruktur	rhomboedrisch
Dichte (Mohshärte)	6697 kg/m3 (3)
Magnetismus	-
Schmelzpunkt	903,78 K (630,63 °C)
Siedepunkt	1860 K (1587 °C) anders: Encyclopædia Britannica 1380 °C
Molares Volumen	18,19 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme	77,14 kJ/mol
Schmelzwärme	19,87 kJ/mol
Dampfdruck	2,49 · 10-9 Pa bei 6304 K
Schallgeschwindigkeit	-
Spezifische Wärmekapazität	210 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit	2,88 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit	24,3 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände	-3, 3, 5
Hydride und Oxide (Basizität)	(leicht sauer)
Normalpotenzial	0,152 V (Sb3+ + 3e- → Sb)
Elektronegativität	2,05 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 119Sb {syn.} 38,19 h ε 0,594 120Sn 120Sb {syn.} 5,76 d ε 2,681 120Sn 121Sb 57,36 % Sb ist stabil mit 70 Neutronen 122Sb {syn.} 2,7238 d β- ε 1,979 1,620 122Te 122Sn 123Sb 42,64 % Sb ist stabil mit 72 Neutronen 124Sb {syn.} 60,20 d β- 2,905 124Te 125Sb {syn.} 2,7582 a β- 0,767 125Te
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Normalbedingungen.

Antimon [antiˈmoːn] (von lat. Antimonium, vermutlich von arabisch itmid; Symbol von lateinisch Stibium „Grauspießglanz“) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Sb und der Ordnungszahl 51. In der stabilen Modifikation ist es ein silberglänzendes und sprödes Halbmetall.

Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Vorkommen 3 Gewinnung und Darstellung 4 Eigenschaften 5 Isotope 6 Verwendung 7 Biologische Bedeutung 8 Sicherheitshinweise 9 Nachweis 10 Verbindungen 10.1 Halogenverbindungen 10.2 Sauerstoffverbindungen 10.3 Schwefelverbindungen 10.4 Sonstige Verbindungen 11 Literatur 12 Weblinks

[Bearbeiten] Geschichte

Antimon wurde in Form seiner Verbindungen schon in der Bronzezeit als Zuschlag zu Kupfer verwendet, um Bronze herzustellen (Funde von Velem-St. Vid in Ungarn) und auch im Altertum genutzt. 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 spät-griechische anthemon (deutsch: „Blüte“) zurück. Damit sollen die stengelartigen Kristalle, die büschelförmig angeordnet sind und wie eine Blüte aussehen, beschrieben werden.

[Bearbeiten] Vorkommen

Antimon ist ein selten vorkommendes Element, das auch gediegen gemeinsam mit Arsen als Allemontit vorkommt. Fundort von gediegen Antimon sind u.a. St. Andreasberg im Harz, Bieber im Spessart, Sala in Schweden; Kanada. Bekannt sind mehr als hundert Antimon-Mineralien. Industriell genutzt wird überwiegend der Antimonglanz Sb₂S₃, auch Stibnit, Grauspießglanz oder Antimonit.
Vorkommen in: Bolivien, Mexiko, China

[Bearbeiten] Gewinnung und Darstellung

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):

[Bearbeiten] Eigenschaften

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 Schmelzpunktes 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 Sb^3--Ionen.

[Bearbeiten] Isotope

[Bearbeiten] Verwendung

Der überwiegende Teil des hergestellten Antimons wird zu Legierungen verarbeitet:

• Härtung von Blei- und Zinnlegierungen
• Ausdehnung beim Erstarren. Antimonhaltige Legierungen können so eingestellt werden, dass sie beim Erstarren nicht schrumpfen

Wichtige Legierungen :

• Blei-Antimon-Legierungen : Hartblei, Letternmetall, Lagermetall, Akkumulatoren-Blei, Bleimantel für Erdkabel
• Zinn-Antimon-Legierungen : Britanniametall, Lagermetall
• Herstellung von Halbleitern
• Zinn-Antimon-Kupferlegierungen (Babbit-Metall) für Lagermetalle
• Zinn-Antimon-Kupfer-Bleilegierungen für Zinngeschirr und andere Gebrauchsartikel aus Zinn
• so genanntes Lötzinn oder Weichlot
• Aluminium-Antimon, Gallium-Antimon, Indium-Antimon für IR- und Halleffektgeräte
• Schrumpffreie Antimon-Legierungen für Präzisionsguss

Weitere Anwendungen:

• Herstellung von Antimonverbindungen
• Im Mittelalter auch als Arzneimittel, zum Beispiel Brechweinstein
• Antimonsulfid als Kosmetikum und in der Augenheilkunde
• Bestandteil von Sprengstoffzündern
• Antimon(V)-sulfid zur Herstellung von rotem Kautschuk
• Antimontrioxid als Bestandteil von flammfesten und flammhemmenden Farben, Kunststoffen und Textilien für Kabelumhüllungen, Autositzbezüge, Vorhangstoffe, Kinderbekleidung und so weiter
• gelbes Farbpigment Antimonchromat
• Antimonoxid
  • Katalysator zur Herstellung von Polyester und PET
  • als Weißpigment zur Färbung von Polystyrol, Polyethylen und Polypropylen
  • Herstellung weißer Glasuren und Fritten
  • Läuterung von Bleiglas
• Flammschutzmittel in Schaumstoffen, vorwiegend in Fahrzeugsitzpolsterungen
• Antimonsalze als Bestandteil von Pestiziden, Beizen und Feuerwerksartikeln
• Scheidemittel für Gold. Antimon fällt Silber aus Goldschmelzen aus.
• Bestandteil des Zündkopfes in Streichhölzern
• Tarnanstriche
• Antimonpräparate in Chemotherapien gegen Leishmania

[Bearbeiten] Biologische Bedeutung

Antimon hat keine physiologische Bedeutung.

[Bearbeiten] Sicherheitshinweise

Antimon und Antimonverbindungen sind giftig, wenngleich viel weniger als Arsen und seine Verbindungen (analog in der 6. Hauptgruppe: Selen ist stark, Tellur dagegen nur noch schwach giftig)

[Bearbeiten] Nachweis

Vorproben:

Flammenfärbung. Flamme fahlblau, wenig charakteristische Phosphorsalzperle: Farblos (gestört durch alle Elemente die keine farbige Perle erzeugen)

Nachweisreaktion:

Reduktion durch unedle Metalle, wie 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:

2Sb³⁺ + 3Fe → 2Sb + 3Fe²⁺

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.

[Bearbeiten] Verbindungen

• Antimonwasserstoff, auch Monostiban SbH₃ genannt.
  Giftiges Gas, das sich aus Antimon und einwirkenden Säuren bildet.
• Distiban (Sb₂H₄)

[Bearbeiten] Halogenverbindungen

• Antimonpentafluorid (SbF₅) bildet (nach VSEPR) eine quadratische Pyramide aus und hybridisiert dabei zu sp³d
• Antimonpentachlorid (SbCl₅)

• Antimontrifluorid (SbF₃)
• Antimontrichlorid (SbCl₃)
• Antimontribromid (SbBr₃)
• Antimontriiodid (SbI₃)

[Bearbeiten] Sauerstoffverbindungen

• Antimontrioxid (Sb₂O₃)
• Antimontetroxid (Sb₂O₄)
• Antimonpentaoxid (Sb₂O₅)

• Antimonige Säure/Antimontrihydroxid (H₃SbO₃/Sb(OH)₃)
• Antimonsäure (HSb(OH)₆)

[Bearbeiten] Schwefelverbindungen

• Antimontrisulfid, auch Antimonglanz genannt (Sb₂S₃)
  Grauschwarze, metallisch glänzende Stängel. Ausgangsstoff zur Herstellung metallischen Antimons. Löslich in starken Säuren. Verwendung für Streichhölzer, Rubingläser und Tarnanstriche (Reflexion von IR-Licht).
• Antimonpentasulfid, früher als Goldschwefel bezeichnet (Sb₂S₅)

[Bearbeiten] Sonstige Verbindungen

• Antimon(V)-chloridfluorid (SbCl₄F) (Katalysator für die Herstellung von Polytetrafluorethylen ("Teflon"))
• Aluminiumantimonid (AlSb)

[Bearbeiten] Literatur

[Bearbeiten] Weblinks

• WebElements.com - Antimony
• EnvironmentalChemistry.com - Antimony
• Elementymology & Elements Multidict: Antimony (by Peter van der Krogt)
• "Nachrichten aus der Chemie" "Antimon: das vergessene Gift?" von Michael Krachler, Universität Heidelberg