الأنتمون: الرمز، التعريف، خصائص العنصر واستخداماته

يُعرف الأنتيمون، المعروف أيضًا باسم العنصر "الوَحيد"، بأنه عنصر معدني مميز معروف منذ العصور القديمة لاستخدامه الواسع النطاق في تعزيز وظائف متعددة. يُنظر إلى الأنتيمون على أنه عنصر معدني وحيد لأنه لا يُوجد أبدًا بمفرده، بل دائمًا ما يكون مرتبطًا بعناصر أخرى. إليك كل شيء عن عنصر الأنتيمون.

ما هو الأنتيمون؟

الأنتيمون هو عنصر معدني لامع حصري بلون فضي موجود في مجموعة أشباه المعادن. يتميز الأنتيمون بقوامه المتقشر، وهو عنصر هش، صلب، طبيعي، يمكن العثور عليه إما في أعماق قشرة الأرض أو كمنتج ثانوي لصهر النحاس أو تنقيته. يوجد في أشكال مختلفة، بما في ذلك أكسيد الأنتيمون، وكبريتيد الأنتيمون، والأنتيمونيت.

رمز الأنتيمون وموقعه في الجدول الدوري

يُعرّف الأنتيمون بأنه عنصر كيميائي فريد ذو لون أبيض فضي طبيعي، ناعم، وقابل للسحب، يوجد في شكله النقي ككبريتيد Sb2S3. يتم تعريف العنصر الكيميائي جيدًا في الجدول الدوري بالرمز Sb، مع تمثيل رقمه الذري في الجدول الدوري وهو 51.

يأتي رمز الأنتيمون Sb من كلمة "stibium"، وهي كلمة مشتقة من الكلمة اليونانية "still"، والتي تعني وضع علامة. وهذا يُحدد بشكل أساسي كيفية استخدام العنصر لإنتاج مكياج العيون الأسود. بالإضافة إلى ظهوره كـ Sb2S3 (شكل نقي)، يمكن العثور على هذا العنصر أيضًا في العديد من المعادن، بما في ذلك الأنتيمونيت.

الأنتيمون يقع في الجدول الدوري على يسار عنصر التيلوريوم وعلى يمين عنصر القصدير. وبالمثل، فهو يقع أسفل الزرنيخ، وفوق البزموت، ويمتلك خصائص مشابهة لخصائص هذه العناصر. تكوينه الإلكتروني الأساسي هو [Kr]4d'. ¹⁰5s²5p³.

يُصنف عنصر الأنتيمون على أنه عنصر من عناصر مجموعة النيتروجين (بنتوجين) ضمن الجدول الدوري. وتشمل العناصر الموجودة في هذا التصنيف الفوسفور، والنيتروجين، والبزموت، والعنصر 115، والزرنيخ. من الناحية المثالية، تُعد هذه المجموعة التصنيفية فريدة من نوعها نظرًا لأن هذه العناصر تُشكل روابط تساهمية ثلاثية ومزدوجة قوية لتوليد مركبات مستقرة.

يتفاعل الأنتيمون عادةً مع جميع معادن الجدول الدوري تقريبًا لتكوين البنتيدات. علاوة على ذلك، تتكون جميع عناصر مجموعة النيتروجين من خمسة إلكترونات تكافؤ، اثنان منها متزاوجان وموجودان في غلاف s الفرعي. بالمقارنة، توجد الإلكترونات الثلاثة المتبقية في غلاف p، ولا سيما كإلكترونات غير متزاوجة.

من الناحية المثالية، عندما يفقد هذا العنصر ثلاثة إلكترونات من غلاف p، ينتج عن ذلك شحنة مميزة 3+ أو فقدان 5 إلكترونات لإنشاء شحنة مميزة 5+. يُعد الأنتيمون أيضًا من بين عناصر مجموعة النيتروجين الثقيلة، على الرغم من أنه موصل كهربائي رديء وهش بشكل ملحوظ.

تاريخ عنصر الأنتيمون

لا يزال اكتشاف عنصر الأنتيمون الأولي لغزًا حتى الآن. ومع ذلك، كان نيكولاس ليجري، الكيميائي الفرنسي، أول من درس هذا العنصر ونشره في عام 1707 بعنوان مقالة عن الأنتيمون . وبعد عدة سنوات، أعاد أبو موسى جابر بن حيان تسمية هذا العنصر إلى "الأنتيمون"، وهو اسم يعني عمومًا "أبدًا بمفرده". عادةً ما يكون الاسم ذا صلة لأنه يسعى لشرح كيف لا يُوجد هذا العنصر أبدًا بمفرده بشكل طبيعي - دائمًا ما يكون مرتبطًا بعناصر أخرى.

في حين أن اكتشاف الأنتيمون لا يزال لغزًا غير محلول، إلا أن مركباته المرتبطة كانت معروفة منذ سن مبكرة، ويعود تاريخ اكتشافها واستخدامها إلى 3000 قبل الميلاد. عادةً ما كان مسحوق Sb ₂ S _{3 (} كبريتيد الأنتيمون (III)) يُستخدم بشكل شائع في مكياج العيون الأسود في الشرق الأوسط، ناهيك عن وجوده الذي يعود إلى أوائل عام 3000 قبل الميلاد.

التآصلات لعنصر الأنتيمون

يحتوي الأنتيمون على أربعة تآصلات فريدة: ثلاثة في الحالة غير المعدنية (غير مستقرة) وواحد معدني. تآصله المعدني مستقر جيدًا، مع عدم استقرار الأشكال الثلاثة غير المعدنية. الأشكال غير المعدنية هي بشكل أساسي مواد صلبة سوداء، متفجرة، وصفراء.

الشكل المعدني

يُعد هذا الشكل المعدني من الأنتيمون المكون الأكثر استقرارًا في التآصلات. الجانب الأكثر بروزًا في هذا الشكل المعدني من التآصل هو قدرته الفريدة على التمدد عند تجمده. والمثير للدهشة أن أربعة عناصر فقط تمتلك هذه القدرة، بما في ذلك البزموت. يمكن تعريف هذا التآصل المعدني للأنتيمون على أنه الحالة الطبيعية للأنتيمون.

الأشكال غير المستقرة (غير المعدنية)

الأنتيمون الأسود

الأنتيمون الأسود هو تآصل ينتج عن التبريد السريع لغاز الأنتيمون. هذا التآصل غير متبلور؛ وبالتالي فهو لا يأتي بشكل محدد. مقارنةً بالتآصل المعدني للأنتيمون، فإن هذا الأنتيمون أكثر نشاطًا كيميائيًا. ومع ذلك، فإنه يتأكسد بسهولة وهو أكثر عدم استقرارًا عند تعرضه للهواء، وهي ميزة يمكن أن تؤدي إلى الاشتعال التلقائي. علاوة على ذلك، يتحول الأنتيمون الأسود عند حوالي 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) إلى حالة معدنية مستقرة عند درجات حرارة مرتفعة.

التآصل المتفجر

التآصل المتفجر للأنتيمون هو ثلاثي كلوريد الأنتيمون في محلول صلب. هذا التآصل شديد الحساسية، لدرجة أن حتى الخدوش الصغيرة يمكن أن تُحدث انفجارات مدمرة. أول شخص قام بإعداد الأنتيمون المتفجر هو جورج جور، وهو كيميائي كهربائي، في عام 1858.

العملية مفصلة للغاية، وتبدأ بمحلول مركز من ثلاثي كلوريد الأنتيمون يمر عبر التحليل الكهربائي في محلول حمض الهيدروكلوريك. أثناء إجراء التحليل الكهربائي، يجب أن يكون هناك كاثود وأنود.

من الناحية المثالية، يكون الأنتيمون عادةً هو الأنود مع النحاس أو البلاتين ككاثود. بعد ذلك، تقوم بإيداع عنصر الأنتيمون في الكاثود، والذي يمكن أن يُحدث انفجارًا. إذا خدش الأنتيمون سطح النحاس / البلاتين، يتم تحويل الأنتيمون لاحقًا إلى تآصل أكثر استقرارًا من خلال التبخر.

يُطلق ثلاثي كلوريد الأنتيمون رأسه عند التبخر، متبوعًا بانفجار سحابة بيضاء. هذه العملية خطرة إلى حد ما لأن أبخرة ثلاثي كلوريد الأنتيمون تكون عادةً سامة؛ يمكن أن يؤدي استنشاق هذه الأبخرة إلى تهيج الأنف والفم والرئتين والحلق.

علاوة على ذلك، يمكن أن تؤدي هذه الأبخرة إلى ألم في البطن والصداع وتؤثر بشدة على الصحة العامة للعديد من أعضاء الجسم، بما في ذلك القلب، والجهاز التناسلي، والكبد.

الأنتيمون الأصفر

يُطلق على هذا التآصل اسم "أصفر نابولي"، وهو صبغة غير عضوية تُستخدم للطلاء. تُنتج هذه الصبغة خيارات ألوان متنوعة تتراوح من الأصفر الفاتح الساطع إلى الأصفر المحمر الداكن. تم استخدام أصفر نابولي على مدى عدة عقود وهو من أقدم الأصباغ المعروفة، ويعود تاريخه إلى القرن 17 ^th القرن.

هذا تآصل غير معدني للأنتيمون وهو العنصر الأقل استقرارًا. يتشكل الأنتيمون الأصفر عن طريق أكسدة ستيبين (SbH ₃ ) عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا تبلغ حوالي -90 درجة مئوية (-130 درجة فهرنهايت). بمجرد ارتفاع درجة الحرارة عن هذا الحد، يتحول الأنتيمون الأصفر إلى أنتمون أسود.

ما هي الخصائص البارزة للأنتيمون (خصائص العنصر الطبيعي)؟

• متوسط نقطة الانصهار: 630.628 درجة مئوية؛ (1167.13 درجة فهرنهايت)
• كثافة الأنتيمون: 6.68 جم/سم3
• نقطة الغليان: 1587 درجة مئوية؛ (2889 درجة فهرنهايت)
• النوع: أشباه فلزات
• نظائر الأنتيمون:  121Sb
• الوزن الذري:  121.760
• العدد الذري للأنتيمون:  51
• السالبية الكهربائية:  2.05
• التوزيع الإلكتروني: [Kr] 4d10 5s2 5p3
• الحدوث في الشكل الطبيعي: الستيبنايت

استخدامات الأنتيمون

يُعد الأنتيمون عنصرًا قيِّمًا يُستخدم في العديد من التطبيقات عبر تطبيقات متنوعة. لقد استخدم الكيميائيون هذا العنصر بشكل شائع كعامل قابل للانصهار وتصلب. ومع ذلك، فإن الاستخدام الرئيسي للأنتيمون، خاصة في الوقت الحاضر، هو كعامل حفاز لإنتاج حمض الكبريتيك، وهو سلف للعديد من المواد الكيميائية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافته الفريدة، وموصلية الكهرباء الممتازة، وخصائص الطواعية والطرقية تجعله سبائك قيّمة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات، من بينها:

إنتاج سبائك مقاومة للتآكل

هذا هو الأكثر استخدامًا شائعًا للأنتيمون . عادةً ما يُستخدم الأنتيمون في العديد من الصناعات مثل الإلكترونيات، حيث يساعد دمجه مع سبائك أخرى مثل البرونز القصدير على تعزيز مقاومة المنتج النهائي للتآكل. علاوة على ذلك، يتميز بكثافة عالية بشكل فريد، مما يجعله عامل سبيكة ممتاز لتعزيز سبائك العناصر الأخرى.

عادةً ما يشكل الأنتيمون سبيكة رصاص أساسية، ويعزز قوتها الميكانيكية وصلابتها. بالنسبة لمعظم التطبيقات المتعلقة بالرصاص، يتم تطبيق كميات متفاوتة من الأنتيمون لسبائك المعدن. على الرغم من أن سبيكة الرصاص والأنتيمون تُستخدم بشكل شائع في بطاريات السيارات، إلا أن هذه السبائك تُستخدم أيضًا بشكل شائع في صب الرصاص، وتغليف الكابلات، وإنشاء أحرف الطباعة أثناء الطباعة.

تطوير أشباه الموصلات

كما ذكرنا سابقًا، يتم خلط الأنتيمون مع الرصاص والقصدير والمعادن الأخرى لتعزيز قوتها وإنتاج بعض أشباه الموصلات والصمامات الثنائية مثل أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء. علاوة على ذلك، هذا العنصر مفيد أيضًا في صنع أجهزة أشباه موصلات متنوعة.

يُعد الأنتيمون عنصرًا مناسبًا لأنه يبلغ سمكه بضع طبقات ذرية فقط. يحاول الباحثون حاليًا تحديد ما إذا كان الأنتيمون يمكن أن يحل محل السيليكون في إنتاج رقائق الكمبيوتر الصغيرة. لماذا ا؟ على الرغم من أن السيليكون هو شبه موصل رائع، إلا أنه لا يمكنه حمل ترانزستورات كافية. بدلاً من ذلك، على الرغم من تشابهه في الحجم مع السيليكون، إلا أن الأنتيمون يتميز بمرونة شحن أسرع.

إنشاء منتجات مقاومة للهب

يستخدم عنصر الأنتيمون بشكل أساسي كأكسيد ثلاثي لعنصر إطفاء فريد من نوعه، دائمًا ما يكون مدمجًا مع مثبطات اللهب الهالوجينية باستثناء البوليمرات التي تحتوي على الهالوجين.

تنشأ القدرة الفريدة على مقاومة اللهب الشائعة مع ثلاثي أكسيد الأنتيمون من تكوين عناصر الأنتيمون الهالوجينية التي تتفاعل مع ذرات الهيدروجين (وربما جذور OH وذرات الأكسجين)، مما يقيد الحريق لاحقًا.

توجد سوق متنوعة لمنتجات مثبطات اللهب من الأنتيمون، بما في ذلك الألعاب، وملابس الأطفال، وأغطية مقاعد السيارات، والطائرات. علاوة على ذلك، يتم دمج مركبات مثبطات الحريق من الأنتيمون أيضًا في راتنجات البوليستر في المركبات الليفية الزجاجية القياسية لمنتجات مثل أغطية محركات الطائرات.

في جوهره، يحترق الراتنج حيث يوجد لهب منتج خارجيًا، على الرغم من أنه ينطفئ في النهاية بمجرد إزالة هذا اللهب الخارجي.

تغيير لون الزجاج

يستخدم عنصر الأنتيمون أيضًا بشكل شائع في صناعة إنتاج الزجاج نظرًا لقدرته المميزة على تغيير لون الزجاج العام عند إضافته إليه. من الناحية المثالية، كلما زادت الكمية التي تضيفها إلى زجاجك، كلما أصبح زجاجك أغمق.

إنتاج لحام الأنابيب

هناك العديد من المعادن في الجدول الدوري، لكن الأنتيمون فريد من نوعه لأنه من بين العناصر القليلة التي يمكن أن تذوب في الرصاص المنصهر ولا تتفاعل معه. والجدير بالذكر أن هذه الخاصية الفريدة تجعله عنصرًا جيدًا لحام أنابيب السباكة، كما كان الحال في فترة الإمبراطورية الرومانية.

الأنتيمون مفيد في العديد من التطبيقات الطبية

يُعد الأنتيمون مفيدًا أيضًا في العديد من التطبيقات الطبية مثل صمامات القلب والحشوات السنية. لماذا ا؟ عادةً ما يحد الأنتيمون من نمو الفطريات والبكتيريا على أسطح هذه الأدوات، وهو عامل قد يؤدي إلى حدوث التهابات بمجرد دخوله تجاويف جسمك أو مجرى الدم.

تطبيقات أخرى

أخيرًا، تستهلك العديد من التطبيقات الأخرى الجزء الأكبر من إمدادات الأنتيمون العالمية. التطبيق الأول هو استخدام الأنتيمون كعامل حفاز ومثبت لتوليد تيريفثالات البولي إيثيلين. علاوة على ذلك، يعمل الأنتيمون بشكل جيد كعامل تنقية يساعد في القضاء على الفقاعات المجهرية الموجودة في شاشات التلفزيون/الزجاج.

من الناحية المثالية، تتفاعل أيونات عنصر الأنتيمون مع الأكسجين، مما يقلل من ميل تكوين الفقاعات. كما يستخدم الأنتيمون في تطبيقات أخرى كصبغات وفي إنتاج مكونات متنوعة مثل السبائك وصنع المجوهرات.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الأنتيمون

1. يُمثَّل هذا العنصر بيانيًا برمز "عين حورس" في مصر القديمة، والذي يدل على الصحة الجيدة، والملكية، والقوة، والحماية. علاوة على ذلك، يبرز هذا الرمز استخدام كبريتيد الأنتيمون في مكياج العيون.
2. الأنتيمون مستقر في كل من الماء والهواء، وهو غير قابل للذوبان في الماء وأكسدته قليلاً بواسطة الهواء.
3. عنصر الأنتيمون ليس قابلًا للطرق ولا للطواعية في شكله النقي مثل المعدن الحقيقي.
4. يُشار إلى الأنتيمون في الكتاب المقدس، خاصة في العهد القديم. يذكر في قصة الملكة إيزابل، مشيرًا إلى أنها كانت تستخدمه في المكياج.

إيجابيات وسلبيات الأنتيمون

إيجابيات

1. تطبيق متنوع من خلال السبائك: يستخدم الأنتيمون كعنصر بكثرة في سبائك الرصاص والقصدير والمعادن الأخرى لتعزيز متانتها وقوتها. يمكن للأنتيمون أن يجعل سبائك المعادن الهشة واللينة أكثر صلابة، مما يسمح باستخدامها المتنوع لتطبيقات مختلفة.
2. موصليّة كهربائية عالية نسبيًا: خاصية أخرى جديرة بالملاحظة للأنتيمون هي موصليته الكهربائية الجيدة بشكل مميز. تُعرَّف خصائص الموصلية الكهربائية للأنتيمون بشكل أساسي بدرجات حرارة تشوهه العالية بشكل ملحوظ، مما يسمح لها بتوصيل كمية كبيرة من التيار.
3. الأنتيمون مستقر في كل من الماء والهواء، وهو غير قابل للذوبان في الماء وأكسدته قليلاً بواسطة الهواء.
4. مطيل ولين

سلبيات

1. السُمِّيَّة: عادة ما تكون أبخرة الأنتيموان سامة عند ابتلاعها أو استنشاقها. من الناحية المثالية، الأنتيموان خطير، ويجب عليك اتخاذ تدابير لعدم استنشاقه أو ابتلاعه. ومع ذلك، فإن هذه السمية لا تمنع تطبيقه الواسع، خاصة في الصناعة الطبية، من خلال إنتاج المسهلات. عند الاستنشاق أو الابتلاع، على الرغم من ذلك، له آثار ضارة مختلفة على أنسجة الجسم.

موجز

منذ اكتشافه، كان عنصر الأنتيموان من أهم العوامل المحركة للتغيير في مختلف القطاعات على مستوى العالم لمرونته في الاستخدام. من الناحية المثالية، ازداد شعبية عنصر الأنتيموان منذ العصور القديمة، وتحول بشكل ملحوظ إلى مكون حيوي في التطبيقات والعمليات الحديثة.

إذا كنت تبحث عن أفضل سبائك ومنتجات الأنتيموان، فإن Oushi Metals هي المكان المناسب. نحن محطتك الشاملة للمنتجات عالية الجودة من الأنتيموان ذات الجودة العالية، والمعدنيات المصهورة بشكل احترافي لتناسب احتياجاتك المخصصة. تواصل معنا وقم بطلبك اليوم!