アンチモン

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アンチモン、  51 Sb
アンチモン
発音
外観銀色の光沢のある灰色
標準原子量A r °(Sb)
周期表におけるアンチモン
水素ヘリウム
リチウムベリリウムボロン炭素窒素酸素フッ素ネオン
ナトリウムマグネシウムアルミニウムシリコンリン硫黄塩素アルゴン
カリウムカルシウムスカンジウムチタンバナジウムクロムマンガン鉄コバルトニッケル銅亜鉛ガリウムゲルマニウム砒素セレン臭素クリプトン
ルビジウムストロンチウムイットリウムジルコニウムニオブモリブデンテクネチウムルテニウムロジウムパラジウム銀カドミウムインジウム錫アンチモンテルルヨウ素キセノン
セシウムバリウムランタンセリウムプラセオジムネオジムプロメチウムサマリウムユーロピウムガドリニウムテルビウムジスプロシウムホルミウムエルビウムツリウムイッテルビウムルテチウムハフニウムタンタルタングステンレニウムオスミウムイリジウム白金金水銀（元素）タリウム鉛ビスマスポロニウムアスタチンラドン
フランシウムラジウムアクチニウムトリウムプロトアクチニウムウランネプツニウムプルトニウムアメリシウムキュリウムバークリウムカリホルニウムアインシュタイニウムフェルミウムメンデレビウムノーベリウムローレンシウムラザホージウムドブニウムシーボーギウムボーリウムハッシウムマイトネリウムダルムシュタットレントゲンコペルニシウムニホニウムフレロビウムモスコビウムリバモリウムテネシンオガネソン
As ↑ Sb ↓ Bi
スズ←アンチモン→テルル
原子番号（Z）51
グループ第15族（ニクトゲン）
期間期間5
ブロック pブロック
電子配置[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 3
殻あたりの電子数2、8、18、18、5
物理的特性
STPでの 位相固体
融点903.78  K (630.63 °C、1167.13 °F)
沸点1908 K (1635 °C、2975 °F)
密度（20℃）6.694 g/cm 3 [ 3 ]
液体の場合（  mp）6.53 g/cm 3
融解熱19.79  kJ/モル
蒸発熱193.43 kJ/モル
モル熱容量25.23 J/(モル·K)
比熱容量207.211 J/(kg·K)
蒸気圧
P （パ）1 10 100 1キロ 1万 10万
T （K）で 807 876 1011 1219 1491 1858
原子の性質
酸化状態共通: −3, +3, +5 −2, [ 4 ] −1, [ 4 ] 0, [ 5 ] +1, [ 6 ] +2, [ 7 ] +4 [ 8 ]
電気陰性度ポーリングスケール：2.05
イオン化エネルギー
  • 1位: 834 kJ/モル
  • 2位: 1594.9 kJ/mol
  • 3位: 2440 kJ/モル
  • （もっと）
原子半径経験的： 午後140時
共有結合半径139±5時
ファンデルワールス半径午後2時6分
スペクトル範囲における色の線
アンチモンのスペクトル線
その他の特性
自然発生原始的な
結晶構造菱面体（hR2）
格子定数
アンチモンの菱面体結晶構造
a  = 0.45066 nm α = 57.112° a h  = 0.43084 nm c h  = 1.12736 nm （20℃）[ 3 ]
熱膨張11.04 × 10 −6 /K (20℃) [ a ]
熱伝導率24.4 W/(m⋅K)
電気抵抗率417 nΩ⋅m（20℃）
磁気秩序反磁性[ 10 ]
モル磁化率−99.0 × 10 −6  cm 3 /モル[ 11 ]
ヤング率55GPa
せん断弾性率20GPa
体積弾性率42GPa
音速の細い棒3420 m/s（20℃）
モース硬度3.0
ブリネル硬度294～384 MPa
CAS番号7440-36-0
歴史
ネーミング不明。ギリシャ語のanti（「ない」）+monos（「単独で」）に由来し、自然界では単独では存在しないことを意味する。
発見アラビアの錬金術師（西暦815年以前）
シンボル「Sb」：ラテン語のstibium「stibnite」から
アンチモンの同位体
主な同位体[ 12 ]減衰
アイソトープ豊富半減期（t 1/2）モード製品
121スラブ 57.2% 安定した
123スラブ 42.8% 安定した
125スラブ シンセ2.758年β −125テ

アンチモンは、記号Sb（ラテン語のstibiumに由来）で表され、原子番号51の化学元素です。光沢のある灰色の金属または半金属で、自然界では主に硫化鉱物である輝安鉱（Sb 2 S 3 ）の形で存在します。アンチモン化合物は古代から知られており、粉末状に加工されて医薬品や化粧品として使用され、アラビア語でコール（kohl ）と呼ばれることもあります。

中国はアンチモンとその化合物の最大の生産国であり、その大半は湖南省の西光山鉱山で生産されています。輝安鉱からアンチモンを精製する工業的方法は、焙焼後に炭素還元する方法と、輝安鉱を鉄で直接還元する方法です。

金属アンチモンの最も一般的な用途は、鉛およびスズとの合金であり、はんだ、弾丸、滑り軸受の特性向上に寄与します。また、鉛蓄電池の鉛合金板の剛性向上にも寄与します。三酸化アンチモンは、ハロゲン含有難燃剤の主要添加剤です。アンチモンは、半導体デバイスのドーパントとして使用されます。

特徴

プロパティ

わずかに光沢のある黒色の固体の小さな塊が入った透明な小瓶。「Sb」というラベルが付いています。
アンチモンの金属同素体が入った小瓶
光沢と色合いにばらつきがある不規則な銀色の石片。
酸化生成物を含む天然アンチモン
Sb、 AsSb、灰色Asに共通する結晶構造

アンチモンは周期表の第15族に属します。ニクトゲンと呼ばれる元素の一つで、電気陰性度は2.05です。周期律に従い、スズやビスマスよりも電気陰性度が高く、テルルやヒ素よりも電気陰性度が低いです。半金属としては、モース硬度は3です。

アンチモンは銀色の光沢のある灰色の固体で、常温の空気中で安定しています。[ 13 ]加熱すると酸素と反応して三酸化アンチモン（Sb 2 O 3）を生成します。 [ 14 ]アンチモンは酸化酸によって侵されます。

アンチモンの安定した同素体は三方晶系セルに結晶化し、ビスマスおよびヒ素の灰色同素体と同形です。

アンチモンの黄色の同素体は、黄色ヒ素に類似していると考えられ、-90 °C で空気または酸素によるスチビン( SbH 3 ) の酸化によって生成します。 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]常温および常光では、より安定した黒色の同素体に変換されます。[ 18 ] [ 19 ]まれに爆発性のアンチモンが三塩化アンチモンの電気分解から生成されますが、これは常にかなりの塩素を含み、実際にはアンチモンの同素体ではありません。[ 15 ]鋭利な道具で引っかくと、発熱反応が起こり、金属アンチモンが形成されるため白い煙が発生します。乳鉢で乳棒でこすると、強力な爆発が発生します。

元素アンチモンは層状構造（空間群R 3 m No. 166）をとり、その層は縮合した波状の六員環から構成されています。最近傍原子と次近傍原子は不規則な八面体複合体を形成し、各二重層内の3つの原子は、次の二重層内の3つの原子よりもわずかに近接しています。この比較的密な充填により、6.697 g/cm 3という高い密度が得られますが、層間の結合が弱いため、アンチモンは硬度が低く脆くなります。[ 14 ]

同位体

アンチモンには2つの安定同位体、すなわち天然存在比57.21%の121 Sbと、天然存在比42.79%の123 Sbが存在する。質量数104から142までの人工放射性同位体は37種知られており、その中で最も長寿命なのは核分裂生成物の125 Sbで、半減期は2.758年である。多数のメタ状態が知られており、その中で最も安定なのは半減期5.76日の120m1 Sbである。安定な123 Sbよりも軽い同位体はβ崩壊を起こし、重い同位体はβ崩壊を起こす傾向があるが、例外もある。[ 20 ]

発生

輝安鉱、中国 CM29287 カーネギー自然史博物館の標本、ヒルマン鉱物宝石ホールに展示

地殻中のアンチモンの含有量は0.2 ppmと推定されており[ 21 ]、タリウムの0.5 ppm、銀の0.07 ppmに匹敵します。アンチモンは地殻中で63番目に多い元素です。この元素は豊富ではありませんが、100種以上の鉱物に含まれています[ 22 ] 。アンチモンは天然に存在することもあります（例えばアンチモンピーク）。しかし、より一般的には、主要な鉱石鉱物である硫化物輝安鉱（Sb 2 S 3 ）に含まれています[ 21 ] 。

化合物

アンチモン化合物は、その酸化状態によってSb(III)とSb(V)に分類されることが多い。+5の酸化状態の方が一般的である。[ 23 ]

酸化物と水酸化物

三酸化アンチモンは、アンチモンを空気中で燃焼させたときに生成されます。[ 24 ]気相では、化合物の分子はSb 4 O 6ですが、凝縮すると重合します。[ 14 ]五酸化アンチモン( Sb 4 O 10 ) は、濃硝酸で酸化することによってのみ生成されます。[ 25 ]アンチモンは、Sb(III) と Sb(V) の両方を特徴とする混合原子価酸化物、四酸化アンチモン( Sb 2 O 4 ) も生成します。 [ 25 ]リンやヒ素の酸化物とは異なり、これらの酸化物は両性であり、明確に定義されたオキソ酸を形成せず、酸と反応してアンチモン塩を形成します。

アンチモン酸Sb(OH) 3は知られていないが、共役塩基のアンチモン酸ナトリウム（[Na 3 SbO 3 ] 4 ）は、酸化ナトリウムとSb 4 O 6の融合によって形成される。[ 26 ]遷移金属アンチモン酸塩も知られている。[ 27 ]：122 アンチモン酸は水和物HSb(OH) 6としてのみ存在し、アンチモン酸アニオンSb(OH)−6この陰イオンを含む溶液を脱水すると、沈殿物には混合酸化物が含まれる。[ 27 ]：143

最も重要なアンチモン鉱石は輝安鉱（Sb 2 S 3）である。その他の硫化鉱物には、銀硫化物（Ag 3 SbS 3）、ジンケナイト、ジェイムソン石、ブーランジェライトなどがある。[ 28 ]五硫化アンチモンは非化学量論的であり、アンチモンは+3の酸化状態にあり、S-S結合を有する。[ 29 ] [Sb 6 S 10 ] 2-や[Sb 8 S 13 ] 2-などのチオアンチモン化物がいくつか知られている。[ 30 ]

ハロゲン化物

アンチモンは、SbX 3とSbX 5の2系列のハロゲン化物を形成する。三ハロゲン化物であるSbF 3、SbCl 3、SbBr 3、SbI 3は、いずれも三角錐の分子構造を持つ分子化合物である。三フッ化物は、三酸化アンチモンとフッ化水素酸の反応によって生成される。[ 31 ]

Sb 2 O 3 + 6 HF → 2 SbF 3 + 3 H 2 O

ルイス酸性であり、フッ化物イオンを容易に受容して錯陰イオンSbFを形成する。−4およびSbF2−5溶融三フッ化アンチモンは弱い電気伝導体である。三塩化アンチモンは輝安鉱を塩酸に溶解して作られる。[ 32 ]

Sb 2 S 3 + 6 HCl → 2 SbCl 3 + 3 H 2 S

硫化ヒ素は塩酸によって容易には侵されないので、この方法は As を含まない Sb を得る方法を提供します。

気体SbF 5の構造

五ハロゲン化物SbF 5とSbCl 5は気相では三方両錐形の分子構造をとるが、液相ではSbF 5はポリマーであり、SbCl 5はモノマーである。[ 33 ]五フッ化アンチモンは、超酸フルオロアンチモン酸（H 2 F + ·SbF−6）。

アンチモンの場合、ヒ素やリンよりも酸化ハロゲン化物が一般的です。三酸化アンチモンは濃酸に溶解し、SbOClや(SbO) 2SO4などのオキソアンチモニル化合物を形成します。[ 34 ]

アンチモン化物、水素化物、および有機アンチモン化合物

このクラスの化合物は、一般的にSb 3-の誘導体として説明されます。アンチモンは、インジウムアンチモン（InSb）や銀アンチモン（Ag 3 Sb ）などの金属と反応してアンチモン化物を形成します。[ 35 ] Na 3 SbやZn 3 Sb 2などのアルカリ金属および亜鉛アンチモン化物は、より反応性が高いです。これらのアンチモン化物を酸で処理すると、非常に不安定なガスであるスチビン（SbH 3）が生成されます。[ 36 ]

Sb 3− + 3 H + → SbH 3

スチビンは、 Sb 3+塩を水素化ホウ素ナトリウムなどの水素化物試薬で処理することによっても生成できます。スチビンは室温で自然分解します。スチビンは生成熱が正であるため、熱力学的に不安定であり、アンチモンは水素と直接反応しません。[ 37 ]

有機アンチモン化合物は、典型的にはグリニャール試薬を用いたハロゲン化アンチモンのアルキル化によって合成される。[ 38 ] Sb(III)中心とSb(V)中心の両方を持つ多様な化合物が知られており、クロロ有機誘導体、アニオン、カチオンなどの混合化合物が含まれる。例としては、トリフェニルスチビン（Sb(C 6 H 5 ) 3）やペンタフェニルアンチモン（Sb(C 6 H 5 ) 5）などが挙げられる。[ 39 ]

歴史

陰影のない円の上に十字が描かれています。
アンチモンの錬金術記号の一つ

硫化アンチモン（III）、Sb 2 S 3は、化粧パレットが発明された紀元前3100年頃にはすでに先王朝時代のエジプトでアイメイク（コール）として認識されていました。[ 40 ]

紀元前3000年頃のアンチモン製の花瓶の一部とされる遺物がカルデア（現在のイラクの一部）のテロで発見され、紀元前2500年から紀元前2200年の間にアンチモンメッキを施した銅製の物品がエジプトで発見されている。[ 18 ]オースティンは1892年のハーバート・グラッドストンの講演で、「今日私たちが知っているアンチモンは非常に脆く結晶性の金属であり、実用的な花瓶に加工することはほとんど不可能である。したがって、この注目すべき『発見』（上記の遺物）は、アンチモンを可鍛性にする失われた技術を象徴しているに違いない」と述べている。[ 41 ]

イギリスの考古学者ロジャー・ムーリーは、この遺物が実際に花瓶であるという説には納得していなかった。ムーリーは、セリムハノフがテッロの遺物の分析（1975年に発表）の後、「この金属をトランスコーカサスの天然アンチモン（つまり土着の金属）と関連付けようとした」こと、そして「トランスコーカサスのアンチモン製品はすべて小さな個人用装飾品である」ことを指摘した。[ 41 ]これは、「アンチモンを柔軟にする」という失われた技術の証拠を弱めるものである。[ 41 ]

ローマの学者大プリニウスは、紀元77年頃に著書『博物誌』の中で、医療目的で硫化アンチモンを調製するいくつかの方法について記述している。 [ 42 ]大プリニウスはまた、アンチモンの「雄型」と「雌型」を区別しており、雄型はおそらく硫化物であり、雌型は品質が高く、重く、脆くないため、天然の金属アンチモンではないかと疑われている。[ 43 ]

ギリシャの博物学者ペダニウス・ディオスコリデスは、硫化アンチモンを空気流で加熱すると焙焼できることを記しています。これにより金属アンチモンが生成されたと考えられています。[ 42 ]

イタリアの冶金学者ヴァノッチョ・ビリンゴッチョは1540 年にアンチモンを分離する手順を説明しました。

アンチモンは、14世紀頃に書かれた偽ゲベルの『錬金術の全集』など、錬金術の写本に頻繁に記述されている。 [ 44 ]アンチモンを単離する手順の記述は、後にヴァンノッチョ・ビリンゴッチョの1540年の著書『錬金術論』に記載されているが、[ 45 ]これは、より有名なアグリコラの1556年の著書『金属について』よりも前のものである。この文脈で、アグリコラが金属アンチモンを発見したと誤って称されることがよくある。金属アンチモンの調製を説明した本『アンチモンの凱旋馬車』は、1604年にドイツで出版された。これは、15世紀にバシリウス・ヴァレンティヌスという名前で執筆したベネディクト会修道士によって書かれたとされているが、これは本物ではないが、ビリンゴッチョよりも前のものとなる。[ b ] [ 48 ]

金属アンチモンは、1615年にドイツの化学者アンドレアス・リバヴィウスに知られていました。彼は硫化アンチモン、塩、酒石酸カリウムの溶融混合物に鉄を加えることでアンチモンを得ました。この方法により、結晶状または星状の表面を持つアンチモンが得られました。[ 42 ]

フロギストン説への異議申し立ての出現により、アンチモンは他の金属と同様に硫化物、酸化物、その他の化合物を形成する元素であることが認識されました。[ 42 ]

地球の地殻中に天然に存在する純粋なアンチモンの最初の発見は、1783年にスウェーデンの科学者で地元の鉱山技師であったアントン・フォン・スワブによって記述されました。その基準となる標本は、スウェーデンのヴェストマンランド地方サラのベルグスラゲン鉱山地区にあるサラ銀鉱山から採取されました。[ 49 ] [ 50 ]

1931年に中国の貴州省でアンチモン硬貨が発行されたが、耐久性が低く、柔らかさと毒性のためすぐに鋳造が中止された。[ 51 ]

語源

現代語および後期ビザンチン・ギリシャ語でアンチモンの名称の由来となっている中世ラテン語の名称はantimoniumである。[ 52 ]その語源は不明であり、あらゆる説は形式面または解釈面で難しさを抱えている。一般的な語源説はἀντίμοναχός anti-monachosまたはフランス語antimoineから来ており、「修道士殺し」を意味するとされている。これは、初期の錬金術師の多くが修道士であり、アンチモン化合物の中には有毒なものもあったという事実によって説明される。 [ 53 ]

もう一つのよく知られた語源は、仮説上のギリシャ語ἀντίμόνος antimonos（「孤独に反対する」）であり、「金属として見つからない」または「合金として見つからない」と説明されている。[ 18 ]しかし、古代ギリシャ語では、純粋な否定形をα-（「ない」）と表現する方が自然だった。[ 54 ]エドマンド・オスカー・フォン・リップマンは、仮説上のギリシャ語ανθήμόνιον anthemonion （「小花」を意味する）を推測し、化学的または生物学的な白華現象を説明する関連するギリシャ語の例をいくつか挙げている（ただし、この語は含まれていない）。[ 55 ]

アンチモニウムの初期の用途としては、1050年から1100年にかけてコンスタンティヌス1世がアラビア語の医学論文を翻訳したことが挙げられる。[ 55 ]いくつかの権威者は、アンチモニウムはアラビア語の何らかの形の写字による誤記であると考えている。マイヤーホフはそれを「イトミド」から派生させたとする。[ 56 ]他の可能性としては、この半金属のアラビア語名である「アティマール」や、ギリシャ語に由来する、あるいはそれと類似する仮説上の「アス・スティミ」が挙げられる。 [ 57 ] : 28

アンチモン（Sb）の標準化学記号は、イェンス・ヤコブ・ベルセリウスが考案したもので、彼はアンチモンの略語をstibiumから派生させた。[ 58 ]

アンチモンを表す古代語の主な意味は、アンチモンの硫化物である「コール」である。 [ 59 ]

エジプト人はアンチモンをmśdmt [ 60 ] : 230 [ 61 ] : 541 またはstmと呼んでいた。[ 62 ]

化粧品とは対照的に、物質を表すアラビア語は、إثمد ithmid、athmoud、othmod、uthmodといった形で現れる。リトレは、最も古い最初の形はstimmiの対格であるstimmidaに由来すると示唆している。[ 57 ] [ 63 ]ギリシア語の στίμμι (stimmi) は、紀元前5世紀のアッティカ悲劇詩人によって使用されており、アラビア語またはエジプト語のstmからの借用語である可能性がある。[ 62 ]

生産

プロセス

鉱石からのアンチモンの抽出は、鉱石の品質と組成によって異なります。ほとんどのアンチモンは硫化物として採掘されます。低品位の鉱石はフロス浮選によって濃縮され、高品位の鉱石は輝安鉱が融解して脈石鉱物から分離する500～600℃に加熱されます。アンチモンは、スクラップ鉄による還元によって粗アンチモン硫化物から単離することができます。[ 64 ]

Sb 2 S 3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS

硫化物は焙焼によって酸化物に変換される。生成物はさらに揮発性の酸化アンチモン(III)を蒸発させることで精製され、回収される。[ 32 ]この昇華物は、不純物としてヒ素と硫化物が含まれるため、主用途に直接使用されることが多い。[ 65 ] [ 66 ]アンチモンは、炭素熱還元によって酸化物から単離される。[ 64 ] [ 65 ]

2 Sb 2 O 3 + 3 C → 4 Sb + 3 CO 2

低品位鉱石は高炉で還元され、高品位鉱石は反射炉で還元される。[ 64 ]

2010年の世界アンチモン生産量[ 67 ]
アンチモンの世界生産動向

主要生産者と生産量

2022年、米国地質調査所によると、中国はアンチモン生産量全体の54.5%を占め、次いでロシアが18.2%、タジキスタンが15.5%であった。[ 67 ]

2022年のアンチモン採掘[ 67 ]
国トン合計の割合
中国6万 54.5
ロシア2万 18.2
タジキスタン17,000 15.5
ミャンマー4,000 3.6
オーストラリア4,000 3.6
トップ510万5000 95.5
世界全体 11万 100.0

中国のアンチモン生産量は、汚染防止と環境規制の強化の一環として政府によって鉱山や製錬所が閉鎖されるため、今後減少すると予想されている。[ 68 ]特に、2015年1月に環境保護法が施行され[ 69 ]、改訂された「スズ、アンチモン、水銀汚染物質排出基準」が施行されたため、経済生産のハードルは高くなっている。

ロスキルの報告書によると、中国におけるアンチモンの生産量は減少しており、今後数年間増加する可能性は低い。中国では約10年間、大規模なアンチモン鉱床が開発されておらず、残存する経済的埋蔵量も急速に枯渇しつつある。[ 70 ]ミャンマーも政情不安により供給途絶に直面している。[ 68 ]

準備金

2022年の世界アンチモン埋蔵量[ 67 ]
国埋蔵量（トン）
中国67万
ロシア35万
ボリビア31万
キルギスタン26万
ミャンマー14万
オーストラリア12万
七面鳥10万
カナダ7万8000
アメリカ合衆国6万
スロバキア6万
タジキスタン5万
世界全体 >2,470,000

供給リスク

欧州や米国などのアンチモン輸入地域にとって、アンチモンは工業生産にとって不可欠な鉱物であり、サプライチェーンの混乱のリスクにさらされている。世界の生産量（2019年）は主に中国（74%）、タジキスタン（8%）、ロシア（4%）から供給されており、これらの産地は供給にとって極めて重要である。[ 71 ] [ 72 ]

欧州連合
アンチモンは、防衛、自動車、建設、繊維産業にとって重要な原材料とみなされています。2019年のEU産アンチモンは100%輸入であり、主にトルコ（62%）、ボリビア（20%）、グアテマラ（7%）からの輸入でした。[ 71 ]
イギリス
英国地質調査所の2015年のリスクリストでは、相対供給リスク指数においてアンチモンは希土類元素に次いで2番目に高いランクにランク付けされました。 [ 73 ] [ 74 ]
アメリカ合衆国
アンチモンは経済と国家安全保障にとって極めて重要と考えられている鉱物資源です。[ 75 ] [ 72 ] 2021年には米国でアンチモンは採掘されませんでした[ 76 ]

2024年12月、中国は重要鉱物の輸出を禁止した。[ 77 ] [ 78 ]

アプリケーション

2017年には、アンチモンの約48％が難燃剤に、33％が鉛蓄電池に、8％がプラスチックに消費されました。[ 64 ]

難燃剤

アンチモンは主に三酸化物として難燃性化合物に使用され、ハロゲン含有ポリマーを除き、常にハロゲン化難燃剤と組み合わせて使用​​されます。三酸化アンチモンの難燃効果は、ハロゲン化アンチモン化合物の形成によって生み出され、[ 79 ]ハロゲン化アンチモン化合物は水素原子、そしておそらく酸素原子およびOHラジカルとも反応して発火を抑制します。[ 80 ]これらの難燃剤の市場には、子供服、玩具、航空機、自動車シートカバーなどがあります。また、軽飛行機のエンジンカバーなどのガラス繊維複合材のポリエステル樹脂にも添加されています。この樹脂は外部で発生した炎があると燃焼しますが、外部の炎がなくなると消火します。[ 32 ] [ 81 ]三酸化アンチモンは、UL94などの難燃性基準を満たすために、電気・電子機器のハウジングやプラスチック部品（HIPS/ABS筐体など）に臭素系難燃剤との相乗剤としても使用されています。[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ]

合金

アンチモンは鉛と非常に有用な合金を形成し、硬度と機械的強度を高めます。鋳造時には、溶融塩の流動性を高め、冷却時の収縮を減らします。[ 85 ]鉛を使用するほとんどの用途では、様々な量のアンチモンが合金金属として使用されます。鉛蓄電池では、この添加により極板の強度と充電特性が向上します。[ 32 ] [ 86 ]ヨットでは、鉛製のキールが復元モーメントを提供するために使用され、その重量は600ポンドから、大型のスーパーヨットでは200トン以上に及びます。鉛キールの硬度と引張強度を向上させるため、鉛に体積比2～5％のアンチモンが混合されます。アンチモンは、減摩合金（バビット金属など）[ 87 ] 、弾丸や鉛の弾丸、電気ケーブルの被覆、活字金属（例えば、ライノタイプ印刷機用[ 88 ]）、はんだ（一部の「鉛フリー」はんだには5％のアンチモンが含まれている）[ 89 ] 、ピューター[ 90 ] 、およびオルガンパイプの製造における低錫含有量の硬化合金に使用されている。

その他のアプリケーション

1960年代にMullard社が製造したInSb赤外線検出器

他の3つの用途が世界の残りの供給量のほぼすべてを消費しています。[ 64 ] 1つ目の用途は、ポリエチレンテレフタレートの製造における安定剤および触媒です。[ 64 ]もう1つは、主にテレビ画面用のガラス内の微細な気泡を取り除くための清澄剤としての用途です。 [ 91 ]アンチモンイオンは酸素と相互作用して、酸素が気泡を形成する傾向を抑制します。[ 92 ]これは変色も防ぎます。[ 93 ] 3つ目の用途は顔料です。[ 64 ]アンチモンは、特定の種類のセラミックやエナメルに使用すると、色の安定性と表面の滑らかさを維持するのにも役立ちます。[ 93 ]

1990年代には、ダイオード、赤外線検出器、ホール効果素子などのn型シリコンウェハー[ 94 ]のドーパントとして、半導体へのアンチモンの使用が拡大しました。1950年代には、n-p-n合金接合トランジスタのエミッターとコレクターに鉛アンチモン合金の微小ビーズがドーピングされました。[ 95 ]アンチモン化インジウム（InSb）は、中赤外線検出器の材料として使用されています。[ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]

Ge 2 Sb 2 Te 5という材料は、コンピュータメモリの一種である相変化メモリに使用されます。

生物学および医学では、アンチモンの用途は少ない。アンチモンを含む治療薬はアンチモニア剤として知られている。[ 99 ]アンチモン化合物は抗原虫薬として使用される。酒石酸アンチモンカリウム、または酒石吐剤は、 1919年以降、抗住血吸虫薬として使用されていた。その後、プラジカンテルに置き換えられた。[ 100 ]アンチモンとその化合物は、アンチマリンやチオリンゴ酸アンチモンリチウムなど、反芻動物の皮膚コンディショナーとしていくつかの獣医薬に使用されている。[ 101 ]アンチモンは、動物の角質組織に栄養を与えたり、コンディショニングしたりする効果がある。

アンチモン酸メグルミンなどのアンチモン系薬剤も、リーシュマニア症の治療薬として第一選択薬と考えられています。初期の治療ではアンチモン(III)種（三価アンチモン化合物）が使用されていましたが、1922年にウペンドラナート・ブラフマチャリがより安全なアンチモン(V)化合物を発明し、それ以来、いわゆる五価アンチモン化合物が第一選択薬となっています。しかし、ビハール州および周辺地域では、リーシュマニア症の菌株がアンチモンに対する耐性を獲得しています。 [ 102 ]アンチモン錠剤として使用されるアンチモン元素は、かつて医薬品として使用されていました。摂取・排泄後、他者によって再利用される可能性がありました。[ 103 ]

硫化アンチモン(III)は安全マッチの着火剤に使われている。[ 104 ] [ 105 ]硫化アンチモンは自動車のブレーキパッドの材料の摩擦係数を安定させるのに役立つ。[ 106 ]アンチモンは弾丸、曳光弾、[ 107 ]塗料、ガラス工芸、エナメルの乳白剤として使われている。アンチモン124はベリリウムと一緒に中性子源に使われる。アンチモン124から放出されるガンマ線はベリリウムの光崩壊を起こす。[ 108 ] [ 109 ]放出される中性子の平均エネルギーは24 keVである。[ 110 ]天然アンチモンは起動用中性子源に使われる。

粉砕した硫化アンチモン（コール）から得られる粉末は、数千年にわたりアイメイクとして使用されてきました。歴史的には、金属棒と唾液で目に塗布され、古代人は眼感染症の治療に効果があると考えていました。[ 111 ]この習慣は、イエメンや他のイスラム諸国で今も見られます。[ 112 ]

予防

アンチモン
危険
GHSラベル：
GHS06: 有毒GHS07: 感嘆符GHS08: 健康被害GHS09: 環境ハザード
危険
H301、H332、H351、H373、H411
P203、P260、P264、P270、P273、P280、P301+P316、P304+P340、P318、P321、P330、P391、P405

アンチモンとその多くの化合物は有毒であり、アンチモン中毒の影響はヒ素中毒に類似している。アンチモンの毒性はヒ素よりもはるかに低い。これは、ヒ素とアンチモンの吸収、代謝、排泄における大きな違いに起因すると考えられる。アンチモン(III)またはアンチモン(V)の消化管への吸収率は最大20%である。アンチモン(V)は細胞内で定量的にアンチモン(III)に還元されない（実際には、アンチモン(III)は代わりにアンチモン(V)に酸化される[ 113 ]）。

アンチモンはメチル化が起こらないため、尿中への排泄が主な排泄経路となる。 [ 114 ]ヒ素と同様に、急性アンチモン中毒の最も深刻な影響は心毒性とそれに伴う心筋炎であるが、ヒ素では起こらないアダムス・ストークス症候群として現れることもある。エナメル質から溶解した酒石酸アンチモンカリウム90mgに相当するアンチモン中毒の報告例は​​、短期的な影響しか示さないと報告されている。酒石酸アンチモンカリウム6gによる中毒は、3日後に死亡に至ったと報告されている。[ 115 ]

アンチモンの粉塵を吸入すると有害であり、場合によっては致命的となる可能性があります。少量の摂取では、頭痛、めまい、うつ症状を引き起こします。長期間の皮膚接触など、多量の摂取は皮膚炎を引き起こしたり、腎臓や肝臓に損傷を与え、激しい嘔吐を頻繁に起こし、数日で死に至る可能性があります。[ 116 ]

アンチモンは、強力な酸化剤、強酸、ハロゲン酸、塩素、フッ素とは相性が悪いため、熱源から遠ざけて保管する必要があります。[ 117 ]

アンチモンはポリエチレンテレフタレート（PET）ボトルから液体に浸出します。 [ 118 ]ボトル入り飲料水で観測された濃度は飲料水のガイドラインを下回っていますが、[ 119 ]英国で生産されたフルーツジュース濃縮物（ガイドラインは設定されていません）には最大44.7μg/Lのアンチモンが含まれていることがわかりました。これは、EUの水道水の制限値5μg/Lを大幅に上回っています。[ 120 ]ガイドラインは以下のとおりです。

WHOが提案する耐容一日摂取量（TDI）は、体重1キログラムあたり6μgのアンチモンです。[ 121 ]アンチモンの生命または健康に対する即時の危険値（IDLH）は50mg/m3 （ 50μg/L）です。[ 124 ]

毒性

アンチモンの特定の化合物、特に三酸化アンチモンと酒石酸アンチモンカリウムは毒性があると考えられています。[ 125 ]ヒ素中毒に類似した影響がある可能性があります。[ 126 ]職業上の曝露により、呼吸器系への刺激、塵肺、皮膚へのアンチモン斑点、胃腸症状、不整脈を引き起こす可能性があります。さらに、三酸化アンチモンはヒトに対して発がん性がある可能性があります。[ 127 ]

アンチモンおよびアンチモン化合物を吸入、経口、または経皮的に曝露すると、ヒトおよび動物において健康への悪影響が観察されている。[ 125 ]アンチモンの毒性は、典型的には職業上の曝露、治療中、または偶発的な摂取によって発生する。アンチモンが皮膚から体内に侵入するかどうかは不明である。[ 125 ]唾液中に低濃度のアンチモンが存在する場合も、虫歯と関連している可能性がある。[ 128 ]

注記

  1. ^熱膨張は異方性である: 各結晶軸のパラメータ(20 °C)はα a h  = 8.24 × 10 −6 /K、α c h  = 16.62 × 10 −6 /K、α平均= α V /3 = 11.04 × 10 −6 /K. [ 3 ]
  2. ^ヴィルヘルム・ゴットロープ・フライヘル・フォン・ライプニッツは既に1710年に、綿密な調査の結果、この作品は偽作であり、バシリウス・ヴァレンティヌスという修道士は存在せず、著者は表向きの編集者であるヨハン・テルデ（ 1565年頃- 1624年頃）であると結論付けていた。現在、専門の歴史家たちは、『クルスの勝利』は16世紀半ば以降に書かれ、テルデが著者である可能性が高いことに同意している。 [ 46 ]ハロルド・ヤンツはおそらくテルデの著作を否定した唯一の近代学者だが、彼もまたこの作品が1550年以降に書かれたものであることに同意している。 [ 47 ]

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