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Antimon

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Antimon (Symbol von lat. Stibonium = 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.

Eigenschaften
Zinn - Antimon - Tellur
As
Sb
Bi  
 
 
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
Oxidationszustände (Oxid) -3, 3, 5 (leicht sauer)
Normalpotential 0,152 V (Sb3+ + 3e- → Sb)
Elektronegativität 2,05 (Pauling-Skala)
Kristallstruktur rhomboedrisch
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Modifikationen -
Dichte (Mohshärte) 6697 kg/m3 (3)
Magnetismus -
Schmelzpunkt 903,78 K (630,63 °C)
Siedepunkt 1860 K (1587 °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 -
Verschiedenes
Spezifische Wärmekapazität 210 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 2,88 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 24,3 W/(m · K)
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
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 Normbedingungen.

Geschichte

Antimon (von lat. Antimonium) 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 den 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 geht auf das spät-griechische anthemon (deutsch: "Blüte") zurück. Damit sollen die stengelartigen Kristalle, die büscherförmig angeordnet sind und wie eine Blüte aussehen, beschrieben werden.

Vorkommen

Antimon ist ein selten vorkommendes Element, das auch gediegen gemeinsam mit Arsen als Allemontit vorkommt. Bekannt sind mehr als hundert Antimon-Mineralien. Industriell genutzt wird überwiegend der Antimonglanz Sb2S3, auch Stibnit, Grauspießglanz oder Antimonit.

Gewinnung/Darstellung

Antimon Barren

Technisch wird Antimon aus dem Antimonglanz gewonnen:

  • Abrösten und Reduktion mit Kohlenstoff:
    Sb2S3 + 5 O2 → Sb2O4 + 3 SO2
    2 Sb2O4 + 4 C → 4 Sb + 4 CO2
  • Reduktion mit Eisen
    Sb2S3 + Fe → 2 Sb + 3 FeS

Eigenschaften

Metallisches Antimon ist silberweiß, stark glänzend, blättrig-grobkristallin. Es lässt sich wegen seiner Sprödigkeit leicht zerkleinern.
Die elektrische und thermische Leitfähigkeit ist gering. Flüssiges Antimon expandiert beim Erstarren (Dichteanomalie).
Mit naszierendem Wasserstoff reagiert Antimon zum instabilen Antimonwasserstoff 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 Kaliumantimonat K3Sb bildet es Sb3--Ionen.

Isotope

Verwendung

Der überwiegende Teil des hergestellten Antimons wird zu Metalllegierungen verarbeitet, da es das Verhalten positiv beeinflusst:

  • Härtung von Blei- und Zinnlegierungen
  • Ausdehnung beim Erstarren. Antimonhaltige Legierungen können so eingestellt werden, das 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 Mittellalter auch als Arzneimittel, zum Beispiel Brechweinstein
  • Antimonsulfid als Kosmetikum und in der Augenheilkunde
  • Bestandteil von Sprengstoffzündern
  • Antimon(V)-sulfid zur Herstellung von rotem Kautschuck
  • 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
    • als Weißpigment zur Färbung von Polystyrol, Polyethylen und Polypropylen
    • Herstellung weißer Glasuren und Fritten
    • Läuterung von Bleiglas
  • Antimonsalze als Bestandteil von Pestiziden, Beizen und Feuerwerksartikeln
  • Scheidemittel für Gold. Antimon fällt Silber aus Goldschmelzen aus.
  • Bestandteil des Zündkopfes in Streichhölzern
  • Tarnanstriche

Biologische Bedeutung

Antimon hat keine physiologische Bedeutung.

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)

Nachweis

Verbindungen

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

Halogenverbindungen

Sauerstoffverbindungen

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)

Literatur

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