სტიბიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
სტიბიუმი (ანტიმონიუმი) / Stibium (Sb) Sb-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 51
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
Antimony-4.jpg
მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის მოლურჯო ელფერის მეტალოიდი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
121,760 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 159 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 833,3 (8,64) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Kr] 4d10 5s2 5p3
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 140 პმ
იონური რადიუსი (+6e)62 (−3e)245 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
2,05 [1]
ელექტროდული პოტენციალი 0
ჟანგვის ხარისხი 5, 3, −3
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 6,691 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 25,2[2] /(·მოლი)
თბოგამტარობა 24,43 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 903,9
დნობის სითბო 20,08 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 1908
აორთქლების სითბო 195,2 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 18,4 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა ტრიგონალური
მესრის პერიოდი 4,307 Å
შეფარდება 2,62n/
დებაის ტემპერატურა 200



სტიბიუმის ატომის სქემა
Sb 51
121,760
[Kr] 4d10 5s2 5p3
სტიბიუმი (ანტიმონიუმი)

სტიბიუმი (ანტიმონიუმი) (ლათ. Stibium; აღინიშნება სიმბოლოთი Sb) დიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის მე-15 ჯგუფის (ძველი კლასიფიკაციით მეხუთე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის) ქიმიური ელემენტია; ატომური ნომერია 51. მარტივი ნივთიერება სტიბიუმი (CAS-ნომერი: 7440-36-0) — მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის მოლურჯო ელფერის მეტალოიდი, მსხვილმარცვლიანი აღნაგობის ნივთიერება. არსებობს სტიბიუმის ოთხი ლითონური ალოტროპიული მოდიფიკაცია, რომლებიც სხვადასხვა წნევის პირობებში არსებობენ, და სამი ამორფული მოდიფიკაცია (ფეთქებადი, შავი და ყვითელი სტიბიუმი).

სტიბიუმის სიმბოლო

ისტორია[რედაქტირება]

სტიბიუმი ცნობილია უძველესი დროიდან. აღმოსავლეთის ქვეყნებში მას გამოიყენებდნენ მიახლოებით 3000 წ. ძვ წ. ა. ჭურჭლეულობის დასამზადებლად. ძველ ეგვიპტეში ჯერ კიდევ 19 ს. ძვ წ. ა. სტიბიუმის ბრჭყვიალის ფხნილს (ბუნებრივი Sb2S3) სახელწოდებით mesten ან stem იყენებდნენ წარბების გასაშავებლად. ძველ საბერძნეთში ის ცნობილი იყო როგორც stími ან stíbi, აქედან მოდის მისი ლათინური სახელწოდება stibium. მიახლოებით 12—14 სს. ახ. წ.ა. გამოჩნდა სახელწოდება antimonium. 1789 წ. ლავუაზიემ სტიბიუმი ჩართო ქიმიური ელემენტების სიაში სახელწოდებით antimoine (თანამედროვე ინგლისურად antimony, ესპანურად და იტალიურად antimonio, გერმანულად Antimon). რუსულად «сурьма» მოდის თურქული sürme-დან; რომლითაც აღნიშნავდნენ ტჟვიის სულფიდის ფხვნილს PbS, ასევე გამოიყენებოდა წარბების გასაშავებლად (სხვა მონაცენებით, «სურმა» — სპარსული «სურმე-დან» — ლითონი მოდის). სტიბიუმის თვისებები, მისი და მისი ნაერთების მიღება პირველად დაწვრილებითი აღწერა ალქიმიკოსმა ვასილ ვალენტინომ (გერმანია) 1604 წ. მე-15 საუკუნეში ბერმა ვასილი ვალენტინმა აღწერა სტიბიუმის მიღების პროცესი ტყვიის შენადნობიდან ტიპოგრაფიული შრიფტის ჩამოსხმისათვის (отливки). ბუნებრივ გოგირდიან სტიბიუმს (сернистую сурьму) მან უწოდა სტიბიუმიანი მინა. შუა საუკუნეებში იყენებდნენ სტიბიუმის პრეპარატებს სამედიცინო მიზნებისათვის, ძირითადად ღებინების გამოსაწვევად: სტიბიუმის აბები, ღვინო, დაყოვნებული ბისმუტის თასში (ამ დროს წარმოიქმნება ”პირსასაქმნებელი ქვა” K[C4H2O6Sb (OH)2]•1/2H2O).

მის ნაერთებს — ანტიმონიდები ეწოდებათ.

სტიბიუმის 16 კგ-იანი ზოდი

ბუნებაში[რედაქტირება]

თვითნაბადი სტიბიუმი და კალციტი

სტიბიუმის კლარკია 500 მგრ/ტ. მისი შემცველობა ამოფრქვეულ ქანებში საერთოდ უფრო ნაკლებია, ვიდრე დანალექ ქანებში. დანალექ ქანებში სტიბიუმის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია აღინიშნება თიხოვან შრეებში (1,2 გრ/ტ), ბოქსიტებში და ფოსფორიტებში (2 გრ/ტ) და ყველაზე დაბალია კიროვან ქანებში და ქვიშნარებში (0,3 გრ/ტ). სტიბიუმის მომატებული რაოდენობა დადგენილია ქვანახშირის ნაცარში. სტიბიუმს ერთი მხრივ, ბუნებრივ ნაერთებში აქვს ლითონის თვისებები და წარმოადგენს ტიპიურ ჰალკოფილურ ელემენტს, წარმოქმნის ანტიმონიტებს. მეორე მხრივ მას გააჩნია მეტალოიდების თვისებები, რომელიც ვლინდება სხვადასხვაგვარ სულფომარილებში — ბურნონიტი, ბუკანჟერიტი, ტეტრაედრიტი, ჯემსონიტი, პირარგერიტი და სხვა. ისეთ ლითონებთან როგორებიცაა სპილენძი, დარიშხანი და პალადიუმი, სტიბიუმს შეუძლია ინტერლითონური (ინტერმეტალური) ნაერთების მოცემა. სტიბიუმის იონური რადიუსია Sb3+ ყველაზე ახლოსაა დარიშხანისა და ბისმუტის იონურ რადიუსებთან, რის გამოც შეიმჩნევა სტიბიუმისა და დარიშხანის იზომორფული ჩანაცვლება ზოგიერთ ქანებში და გეოკრონიტში Pb5(Sb, As)2S8 სტიბიუმისა და ბისმუტისა კობელიტში Pb6FeBi4Sb2S16 და სხვა. სტიბიუმი მცირე რაოდენობით (გრამები, მეათედი, იშვიათად მეასედი გრ/ტ) აღინიშნება გალენიტებში, სფალერიტებში, ბისმუტინებში და სხვა სულფიდებში. სტიბიუმის აქროლადობა მთელ რიგ მის ნაერთებში შედარებით მცირეა. ყველაზე მაღალი აქროლადობა გააჩნია სტიბიუმის ჰალოგენიდებს - SbCl3. ჰიპერგენურ პირობებში (ზედაპირულ ფენებთან და ზედაპირზე) ანტიმონიტი იჟანგება მიახლოებით შემდეგი სქემით: Sb2S3 + 6O2 = Sb2(SO4)3. ამ დროს წარმოქმნილი სტიბიუმის ჟანგის სულფატები ძალიან არამდგრადია და სწრაფად ჰიდროლიზდება, გადადის სტიბიუმის ოხრაზე — სერვანტიტი Sb2O4, სტიბიოკონიტი Sb2O4 • nH2O, ვალენტინიტი Sb2O3 და სხვა. წყალში ხსნადობა ძალიან მცირეა (1,3 მგრ/ლ), მაგრამ ის მნიშვნელოვნად იზრდება ტუტეების ხსნარებში ტიომჟავეების მაგალითად Na3SbS3 ტიპის წარმოაქმნით. ზღვის წყალში მისი შემცველობაა 0,5 მკგ/ლ[3]. მთავარი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს ანტიმონიტს Sb2S3 (71,7 % Sb). სულფომარილებს ტეტრაედრიტი Cu12Sb4S13, ბურნონიტი PbCuSbS3, ბულანჟერიტი Pb5Sb4S11 და ჯემსონიტი Pb4FeSb6S14 აქვთ არც თუ ისეთი მნიშვნელობა.

საბადოების გენეტიკური ჯგუფები და სამრეწველო ტიპები[რედაქტირება]

არის დაბალ და საშუალოტემპერატურულ ჰიდროთერმულ ძარღვებში ვერცხლის, კობალტის და ნიკელის მადნებთან ერთად, ასევე რთული შემადგენლობის სულფიდურ მადნებში.

საბადოები[რედაქტირება]

სტიბიუმის საბადოები ცნობილია სარ, ალჟირში, სომხეთში, ტაჯიკეთში, ბულგარეთში, რუსეთში, ჩინეთში და ყირგიზეთში[4].

იზოტოპები[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : სტიბიუმის იზოტოპები.

ბუნებრივი სტიბიუმი წარმოადგენს ორი იზოტოპის ნარევს: 121Sb (იზოტოპური გავრცობადობა 57,36 %) და 123Sb (42,64 %). ერთადერთი ხანგრძლივად არსებული რადიონუკლიდი არის — 125Sb ნახევარდაშლის პერიოდით 2,76 წელი, სხვა დანარჩენ სტიბიუმის იზოტოპს და იზომერს ნახევარდაშლის პერიოდი აქვს არაუმეტეს ორი თვისა.

ნეიტრონის (პირველის) გამონთავისუფლების რეაქციისათვის ზღვრული ენერგია არის:

  • 121Sb — 9,248 მევ,
  • 123Sb — 8,977 მევ,
  • 125Sb — 8,730 მევ.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

სტიბიუმი თავისუფალ მდგომარეობაში წარმოქმნის ლითონური ბრჭყვიალების მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის კრისტალებს, სიმკვრივეა 6,68 გრ/სმ³. გარეგნულად ძალიან ჰგავს ლითონებს, კრისტალური სტიბიუმი ფლობს მაღალ სიმყიფეს და ნაკლებ თბო- და ელექტროგამტარობას[5]. უმრავლესი ლითონისაგან განსხვავებით, სტიბიუმი გაცივებისას ფართოვდება. Sb ამცირებს ტყვიის დნობისა და კრისტალიზაციის წერტილებს, ხოლო თვითონ შენადნობი გამაგრებისას მოცულობაში ფართოვდება.

ნაერთებში ძირითადი ვალენტობაა: III და V.

მჟანგავი კონცენტრირებული მჟავები აქტიურად ურთიერთქმედებენ სტიბიუმთან.

  • გოგირდმჟავა სტიბიუმს გარდაქმნის \mathrm{Sb_2(SO_4)_3} გოგირდოვანი აირის გამოყოფით:
\mathrm{2Sb\ +\ 6H_2SO_4\ \longrightarrow\ Sb_2(SO_4)_3\ +\ 3SO_2\uparrow +\ 6H_2O }
  • აზოტმჟავას სტიბიუმი გადაჰყავს სტიბიუმის მჟავაში (პირობითი ფორმულაა \mathrm{H_3SbO_4}):
\mathrm{Sb\ +\ 5HNO_3\ \longrightarrow\ H_3SbO_4\ +\ 5NO_2\uparrow +\ H_2O }

სტიბიუმი იხსნება "სამეფო წყალში":

\mathrm{3Sb\ +\ 18HCl\ +\ 5HNO_3\ \longrightarrow\ 3H[SbCl_6]\ +\ 5NO\uparrow +\ 10H_2O }

გამოყენება[რედაქტირება]

სტიბიუმი სულ უფრო მეტად გამოიყენება ნახევარგამტარებში დიოდების, ინფრაწითელი დეტექტორების, ჰოლის ეფექტის მოწყობილობების წარმოებისას. წარმოადგენს ტყვიის შენადნობების კომპონენტს, რომელიც ზრდის მის სიმაგრეს და მექანიკურ სიმტკიცეს.

გამოყენების დარგები:

  • ბატარეები
  • ანტიფრიქციული შენადნობები
  • ტიპოგრაფიული შენადნობები
  • სასროლი იარაღები და ტრასირებული ტყვიები
  • კაბელების გარსები
  • ასანთები
  • წამლები
  • სარჩილავი მასალა — ზოგიერთი უტყვიო სარჩილავი შეიცავს 5% სტიბიუმს Sb

კალასთან და სპილენძთან ერთად სტიბიუმი წარმოქმნის ლითონურ შენადნობს — ბაბიტს, რომელსაც გააჩნია ანტიფრიქციული თვისებები და გამოიყენება სრიალის საკისრებში. ასევე Sb ამატებენ ლითონებს, რომლებიც განკუთვნილია დახვეწილი მწვრილი ჩამოსხმისათვის.

სტიბიუმის ნაერთები ოქსიდების, სულფიდების ფორმით, ნატრიუმის ანტიმონატი და სტიბიუმის ტრიქლორიდი გამოიყენება ცეცხლგამძლე ნაერთების წარმოებაში, კერძოდ: კერამიკული მინანქარი, მინა, საღებავების და კერამიკული ნაკეთობები. სტიბიუმის სულფიდი არის ასანთის თავის ერთერთი ინგრედიენტი.

ბუნებრივი სტიბიუმის სულფიდი, სტიბნიტი, გამოიყენებოდა ბიბლიურ დროში მედიცინაში და კოსმეტიკაში. სტიბნიტი ახლაც გამოიყენება ზოგიერთ განვითარებად ქვეყანაში როგორც წამალი.

სტიბიუმის ნაერთები, მაგალითად, მეგლუმინის ანტიმონიატი (გლუკანტიმი) და ნატრიუმის სტიბოგლუკანატი (პენტოსტამი), გამოიყენება ლეიშმანიოზის სამკურნალოდ.

ელექტრონიკა[რედაქტირება]

შედის რამდენიმე სარჩილავის შემადგენლობაში.

ფასები[რედაქტირება]

ლითონური სტიბიუმის 99,5 %-იანი სიწმინდის ზოდების ღირებულება შეადგენს მიახლოებით 15,5 დოლარი/კგ.

თერმოელექტრული მასალები[რედაქტირება]

სტიბიუმის ტელურიდი გამოიყენება როგორც თერმოელექტრული შენადნობების კომპონენტი (თერმო-ე.მ.ძ 100—150 მკბ/К) ბისმუტის ტელურიდთან ერთად.

ბიოლოგიური როლი და ორგანიზმზე ზემოქმედება[რედაქტირება]

Skull and crossbones.svg

სტიბიუმი მიეკუთვნება მიკროელემენტებს. მისი შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში შეადგენს მასის 10−6%. მუდმივად არის ცოცხალ ორგანიზმებში, მისი ფიზიოლოგიური და ბიოლოგიური როლი არ არის გამოკვლეული. სტიბიუმი ავლენს გამაღიზიანებელ და კუმულატურ ქმედებებს. გროვდება ფარისებრ ჯირკვლებში, აქვეითებს მის ფუნქციებს და იწვევს ენდემურ ჩიყვს. თუმცა, საკვებგადამამუშავებელ ტრაქტში მოხვედრისას, სტიბიუმის ნაერთები არ იწვევენ მოწამლვას, რადგანაც Sb(III)-ის მარილები ჰიდროლიზდებიან მცირედხსნადი პროდუქტების წარმოქმნით. ამასთან სტიბიუმის (III)-ის ნაერთები უფრო ტოქსიკურებია, ვიდრე სტიბიუმის (V)-ს. Sb-ის მტვერი და ორთქლი იწვევენ ცხვირის სისხლდენას, სტიბიუმის «ჩამოსხმის ციება», პნევმოსკლეროზს, აავადებს კანს, არღვევს სქესობრივ ფუნქციას. წყალში გემოს გაჩენის ზღვარია — 0,5 მგრ/ლ. ზრდასრული ადამიანისათვის სასიკვდილო დოზაა — 100 მგრ, ბავშვებისათვის — 49 მგრ. სამუშაო ზონის ჰაერის სტიბიუმის აეროზოლებში ზღვრული დასაშვები კონცენტრაციაა 0,5 მგრ/მ³, ატმოსფერულ ჰაერში 0,01 მგრ/მ³. ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია ნიადაგში არის 4,5 მგრ/კგ. სასმელ წყალში სტიბიუმი მიეკუთვნება მეორე კლასის საშიშროებას, ზღვრული დასაშვები კონცენტრაციაა 0,005 მგრ/ლ[6]. ბუნებრივ წყლებში შემცველობის ნორმატივი შეადგენს 0,05 მგრ/ლ. მრეწველობაში გამოყენებულ წყლებში, რომლებსაც ბიოფილტრიან გამწმენდ ნაგებობებში მიმართავენ, სთიბიუმის შემცველობა არ უნდა აღემატებოდეს 0,2 მგრ/ლ[7].

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება]

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. Antimony: electronegativities. WebElements. წაკითხვის თარიღი: 2010-07-15.
  2. რედკოლ.:ზეფიროვი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1995. — ტომი: 4. — გვ. 639. — 20 000 ეგზ. — ISBN 5—85270—039—8
  3. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  4. სტიბიუმის საბადოები
  5. გლინკა ნ. ლ. «საერთო ქიმია», — ლ. ქიმია, 1983წ.
  6. ГН 2.1.5.1315-03 ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
  7. Алексеев А. И. и др. «Критерии качества водных систем», — СПб. ХИМИЗДАТ, 2002г