Antimoon

In de elementaire vorm is antimoon een zilverwitte, brosse en breekbare kristallijne vaste stof met slechte elektrische en thermische geleidbaarheid. Fysisch deelt metalloïde antimoon veel eigenschappen met metalen, maar chemisch gezien is het duidelijk anders. Antimoon reageert heftig met oxiderende zuren en halogenen. In een vlamtest geeft het een wit-lichtgroene vlam.

De overvloed aan antimoon in de aardkorst wordt geschat op 0,2 tot 0,5 delen per miljoen, vergelijkbaar met thallium met 0,5 delen per miljoen en zilver met 0,07 ppm. Hoewel dit element niet overvloedig is, wordt het in meer dan 100 minerale soorten aangetroffen. Antimoon wordt soms van nature aangetroffen (bijv. Op Antimony Peak), maar vaker wordt het aangetroffen in het sulfidestibniet (Sb2S3), het overheersende ertsmineraal.

Antimoon wordt veel gebruikt in de halfgeleiderindustrie bij de productie van dioden, infrarood-detectors en hallsensoren. In legeringen levert antimoon een grote bijdrage in de hardheid en sterkte van lood en tin. Sinds omstreeks 1450 tot op heden worden met dergelijke legeringen loden letters gegoten, voor drukwerk. In tegenstelling tot de meeste andere metalen zet antimoon bij afkoeling uit. Het antimoongehalte in een legering kan zo ingesteld worden dat het gietstuk bij het afkoelen niet krimpt of zelfs iets uitzet. Hierdoor drukt het metaal zich bij het afkoelen in alle hoeken van de matrijs, zodat ook bij ingewikkelde vormen gietgallen worden voorkomen. De loden letters solderen niet aan hun koperen matrijs vast en breken niet af. Bij de afkoeling van deze legeringen worden antimoonkristallen gevormd, deze zorgen voor een aanzienlijke toename van de hardheid en de duurzaamheid van het metaal. Om deze reden wordt antimoon dan ook veel gebruikt in loodbatterijen en loden kogels. Andere toepassingen zijn: Kleine wapens en lichtspoorkogels. Sommige verbindingen zoals oxiden en sulfaten van antimoon worden gebruikt in brandvaste materialen en brandvertragers. Antimoonverbindingen worden om de brandwerende eigenschappen ook gebruikt in kinderkleding, speelgoed en bekleding van autostoelen. Het pigment Napels geel is een antimoonverbinding.

Antimoon(III)sulfide, Sb2S3, werd in het pre-dynastieke Egypte erkend als oogcosmetica (kohl) al rond 3100 v.Chr., toen het cosmetische palet werd uitgevonden. Een artefact, naar verluidt een deel van een vaas, gemaakt van antimoon die dateert uit ongeveer 3000 v.Chr., werd gevonden in Telloh, Chaldea (deel van het huidige Irak), en een koperen object bedekt met antimoon daterend tussen 2500 v.Chr. en 2200 v.Chr. is gevonden in Egypte. Austen merkte bij een lezing van Herbert Gladstone in 1892 op dat "we antimoon tegenwoordig alleen kennen als een zeer bros en kristallijn metaal, dat nauwelijks tot een bruikbare vaas kan worden gevormd, en daarom moet deze opmerkelijke 'vondst' (hierboven vermeld artifact) de verloren kunst van het malieerbaar maken van antimoon vertegenwoordigen." De Britse archeoloog Roger Moorey was niet overtuigd dat het artefact inderdaad een vaas was, en noemde dat Selimkhanov, na zijn analyse van het Tello-object (gepubliceerd in 1975), "probeerde het metaal te relateren aan Transkaukasisch natuurlijk antimoon" (d.w.z. inheems metaal) en dat "de antimoonobjecten uit Transkaukasië allemaal kleine persoonlijke ornamenten zijn." Dit verzwakt het bewijs voor een verloren kunst "van het malieerbaar maken van antimoon." De Romeinse geleerde Plinius de Oudere beschreef verschillende manieren om antimoon sulfide te bereiden voor medische doeleinden in zijn verhandeling Naturalis Historia. Plinius de Oudere maakte ook onderscheid tussen "mannelijke" en "vrouwelijke" vormen van antimoon; de mannelijke vorm is waarschijnlijk het sulfide, terwijl de vrouwelijke vorm, die superieur, zwaarder en minder bros is, vermoedelijk native metallisch antimoon is. De Griekse natuurkundige Pedanius Dioscorides vermeldde dat antimoon sulfide kon worden geroosterd door verwarming met een luchtstroom. Men denkt dat dit metallisch antimoon produceerde. De opzettelijke isolatie van antimoon werd beschreven door Jabir ibn Hayyan vóór 815 na Chr. Een beschrijving van een procedure voor het isoleren van antimoon wordt later gegeven in het boek De la pirotechnia uit 1540 door Vannoccio Biringuccio, voorafgaand aan het bekendere boek De re metallica door Agricola uit 1556. In deze context is Agricola vaak onterecht gecrediteerd met de ontdekking van metallisch antimoon. Het boek Currus Triumphalis Antimonii (De triomfwagen van antimoon), waarin de bereiding van metallisch antimoon wordt beschreven, werd in 1604 in Duitsland gepubliceerd. Het werd beweerd te zijn geschreven door een benedictijner monnik, schrijvend onder de naam Basilius Valentinus in de 15e eeuw; als het authentiek was, wat het niet is, zou het Biringuccio voorafgaan. Het metaal antimoon was bekend bij de Duitse chemicus Andreas Libavius in 1615, die het verkreeg door ijzer toe te voegen aan een gesmolten mengsel van antimoon sulfide, zout en kaliumtartraat. Deze procedure produceerde antimoon met een kristallijn of sterrenachtig oppervlak. Met de komst van de uitdagingen voor de flogistontheorie werd erkend dat antimoon een element is dat sulfiden, oxiden en andere verbindingen vormt, net als andere metalen. De eerste ontdekking van natuurlijk voorkomend puur antimoon in de aardkorst werd beschreven door de Zweedse wetenschapper en plaatselijke mijnbouwdistrict ingenieur Anton von Swab in 1783; het typesample werd verzameld uit de Sala zilvermijn in het Bergslagen mijnbouwdistrict van Sala, Västmanland, Zweden.

De middeleeuwse Latijnse vorm, waaraan de moderne talen en het laat-Byzantijnse Grieks hun naam voor antimoon ontlenen, is antimonium. De oorsprong hiervan is onzeker; alle suggesties hebben enige vorm of interpretatie. De populaire etymologie, van ἀντίμοναχός anti-monachos of Frans antimoïne, heeft nog steeds aanhangers; dit zou "monniksmoordenaar" betekenen, en wordt verklaard doordat veel vroege alchemisten monniken waren en antimoon giftig was. De lage toxiciteit van antimoon (zie hieronder) maakt dit echter onwaarschijnlijk. Een andere populaire etymologie is het hypothetische Griekse woord ἀντίμόνος antimonos, "tegen alleen zijn", uitgelegd als "niet gevonden als metaal", of "niet gevonden als niet gelegeerd". Lippmann vermoedde een hypothetisch Grieks woord ανθήμόνιον anthemonion, dat "bloem" zou betekenen, en citeert verschillende voorbeelden van verwante Griekse woorden (maar niet die) die chemische of biologische uitbloeiingen beschrijven. Het vroege gebruik van antimonium omvat de vertalingen, in 1050–1100, door Constantijn de Afrikaan van Arabische medische verhandelingen. Verschillende autoriteiten geloven dat antimonium een corruptie is in de een of andere Arabische vorm; Meyerhof ontleent het aan ithmid; Andere mogelijkheden zijn onder meer athimar, de Arabische naam van de metalloïde, en een hypothetische as-stimmi, afgeleid van of parallel aan het Grieks. Het standaard chemische symbool voor antimoon (Sb) wordt toegeschreven aan Jöns Jakob Berzelius, die de afkorting van stibium heeft afgeleid. De oude woorden voor antimoon hebben meestal als voornaamste betekenis kohl, het sulfide van antimoon. De Egyptenaren noemden antimoon mśdmt; in hiërogliefen zijn de klinkers onzeker, maar de Koptische vorm van het woord is ⲥⲧⲏⲙ (stēm). Het Griekse woord, στίμμι stimmi, is waarschijnlijk een leenwoord uit het Arabisch of uit het Egyptische stm en wordt gebruikt door tragische Attische dichters uit de 5e eeuw voor Christus. Latere Grieken gebruikten ook στἰβι stibi, net als Celsus en Plinius, die in het Latijn schreven, in de eerste eeuw na Christus. Plinius geeft ook de namen stimi [sic], larbaris, albast, en de "zeer gewone" platyophthalmus, "wide-eye" (door het effect van de cosmetica). Latere Latijnse auteurs pasten het woord in het Latijn aan als stibium. Het Arabische woord voor de substantie, in tegenstelling tot het cosmetische, kan verschijnen als إثمد ithmid, athmoud, othmod of uthmod. Littré suggereert dat de eerste vorm, die de vroegste is, is afgeleid van stimmida, een accusatief voor stimmi.