Antimonio: Símbolo, definición, propiedades y usos del elemento

El antimonio, también conocido como el 'elemento solitario', es un elemento metálico distintivo conocido desde la antigüedad por su uso generalizado para promover múltiples funciones. El antimonio se percibe como un elemento metálico solitario, ya que nunca se encuentra solo, sino que siempre se combina con otros elementos. Aquí tiene todo sobre el elemento antimonio.

¿Qué es el antimonio?

El antimonio es un elemento metálico exclusivo, brillante y de color plateado que se encuentra en el grupo de los metaloides. De textura escamosa, el antimonio es un elemento quebradizo, duro y natural que se puede encontrar en las profundidades de la corteza terrestre o como subproducto de la fundición o refinación del cobre. Se presenta en diversas formas, como el óxido de antimonio, el sulfuro de antimonio y la estibina.

Símbolo del antimonio y ubicación en la tabla periódica

El antimonio define un elemento químico único que es naturalmente blanco plateado, blando y maleable, que se encuentra en su forma pura como sulfuro Sb2S3. El elemento químico está bien definido en la tabla periódica por el símbolo Sb, con su número atómico en la tabla periódica siendo 51.

El símbolo del antimonio Sb proviene de 'stibium', un término que proviene de la palabra griega 'still', que significa marcar. Esto dicta principalmente cómo se utilizó el elemento para producir maquillaje negro para los ojos. Además de aparecer como Sb2S3 (forma pura), este elemento también se puede encontrar en varios minerales, incluida la estibina.

Antimonio en la tabla periódica está situado a la izquierda del elemento telurio y a la derecha del elemento estaño. Del mismo modo, se encuentra debajo del arsénico, encima del bismuto y posee propiedades similares a estos elementos. Su configuración electrónica principal es [Kr]4d'. ¹⁰5s²5p³.

El elemento antimonio se clasifica como un pnicógeno y miembro del grupo del nitrógeno dentro de la tabla periódica. Los elementos que se encuentran en esta clasificación incluyen fósforo, nitrógeno, bismuto, ununpentio y arsénico. Idealmente, este grupo de clasificación es único, ya que estos elementos forman fuertes enlaces covalentes triples y dobles para generar compuestos estables.

El antimonio generalmente reacciona con casi todos los metales de la tabla periódica para crear pnicturos. Además, todos los pnicógenos comprenden cinco electrones de valencia, dos de los cuales están apareados y presentes en la subcapa s. En comparación, los 3 electrones restantes están presentes en la capa p, notablemente como electrones desapareados.

Idealmente, cuando este elemento pierde tres electrones p, da como resultado una carga 3+ distinta o la pérdida de 5 electrones para crear una carga 5+ distinta. El antimonio también se encuentra entre los pnicógenos pesados, aunque es un mal conductor eléctrico y muy quebradizo.

Historia del elemento antimonio

El descubrimiento inicial del elemento antimonio sigue siendo un misterio hasta la fecha. Sin embargo, Nicolas Lemery, un químico francés, fue el primero en estudiar este elemento y lo publicó en 1707 con el título Tratado sobre el antimonio . Varios años después, este elemento fue renombrado como 'antimonio' por Abu Musa Jabir Ibn Hayyan, un nombre que generalmente significa 'nunca solo'. Por lo general, el nombre es relevante porque busca explicar cómo este elemento nunca se encuentra naturalmente solo, siempre unido a otros elementos.

Si bien el descubrimiento del antimonio aún no se ha resuelto misteriosamente, sus compuestos asociados han sido bien conocidos desde una edad temprana, su historia de descubrimiento y uso se remonta al 3000 a. C. Normalmente, Sb ₂ S _{3 (} sulfuro de antimonio (III)) en polvo se usaba comúnmente para el maquillaje negro para los ojos en el Medio Oriente, sin mencionar su presencia que se remonta al 3000 a. C.

Alótropos del elemento antimonio

El antimonio presenta cuatro alótropos únicos: tres en estado no metálico (metaestable) y uno metálico. Su alótropo metálico es bastante estable, con las tres formas no metálicas inestables. Las formas no metálicas son principalmente sólidos negros, explosivos y amarillos.

Forma metálica

Esta forma de alótropo de antimonio metálico es el componente más estable de los alótropos. El aspecto más destacado de este alótropo de forma metálica es su capacidad única para expandirse cuando se congela. Sorprendentemente, solo cuatro elementos tienen esta capacidad, incluido el bismuto. Este alótropo de antimonio metálico se puede definir como el estado normal del antimonio.

Formas metaestables (no metálicas)

Antimonio negro

El antimonio negro es un alótropo que resulta del enfriamiento rápido del gas antimonio. Este alótropo es amorfo; por lo tanto, no tiene una forma definida. En comparación con el alótropo metálico de antimonio, este antimonio es más químicamente activo. No obstante, se oxida fácilmente y es más inestable al exponerse al aire, una característica que puede provocar una ignición espontánea. Además, el antimonio negro a alrededor de 100 ℃ (212 ℉) se convierte en un estado metálico estable a temperaturas elevadas.

Alótropo explosivo

Un alótropo de antimonio explosivo es tricloruro de antimonio en una solución sólida. Este alótropo es altamente sensible, tanto que incluso pequeños arañazos pueden provocar explosiones destructivas. El primer individuo en preparar un antimonio explosivo fue George Gore, un electroquímico, en 1858.

El proceso es bastante detallado y comienza con una solución concentrada de tricloruro de antimonio que pasa por electrólisis en una solución de ácido clorhídrico. Durante el procedimiento de electrólisis, debe haber un cátodo y un ánodo.

Idealmente, el antimonio suele ser el ánodo con cobre o platino como cátodo. Después, se deposita el elemento antimonio en el cátodo, lo que puede provocar una explosión. Si el antimonio raya la superficie de cobre/platino, el antimonio se convierte posteriormente en un alótropo más estable mediante la vaporización.

El tricloruro de antimonio libera su cabeza al vaporizarse, seguido de una explosión de nube blanca. Este proceso suele ser bastante peligroso, ya que los humos de tricloruro de antimonio suelen ser tóxicos; la inhalación de estos humos puede provocar irritación en la nariz, la boca, los pulmones y la garganta.

Además, estos humos pueden provocar dolor abdominal y dolores de cabeza y afectar gravemente la salud general de varios órganos del cuerpo, incluidos el corazón, el sistema reproductivo y el hígado.

Antimonio amarillo

Este alótropo se llama 'Amarillo de Nápoles', un pigmento inorgánico utilizado para la pintura. Este pigmento crea diversas opciones de color que van desde amarillo brillante y claro hasta amarillo rojizo más oscuro. El amarillo de Nápoles se ha utilizado durante varias décadas y se encuentra entre los pigmentos más antiguos reconocibles, que se remontan al 17 ^º siglo.

Este es un alótropo de antimonio no metálico y es el elemento menos estable. El antimonio amarillo se forma oxidando estibina (SbH ₃ ) a temperaturas relativamente bajas de alrededor de -90 ℃ (-130 ℉). Una vez que la temperatura aumenta más allá de esto, el antimonio amarillo se convierte en antimonio negro.

¿Cuáles son las propiedades notables del antimonio (propiedades del elemento natural)?

• Punto de fusión promedio: 630.628 °C; (1167.13 °F)
• Densidad del antimonio: 6,68 g/cm3
• Punto de ebullición: 1587 °C; (2889 °F)
• Clase: Semimetal
• Isótopos de antimonio:  121Sb
• Peso atómico:  121.760
• Número atómico del antimonio:  51
• Electronegatividad:  2.05
• Configuración electrónica: [Kr] 4d10 5s2 5p3
• Ocurrencia en la naturaleza: Estibina

Usos del antimonio

El antimonio es un elemento valioso que se utiliza en muchas aplicaciones diversas. Los alquimistas solían utilizarlo como agente fusible y endurecedor. Sin embargo, el principal uso del antimonio, especialmente en la actualidad, es como catalizador en la producción de ácido sulfúrico, un antecedente de muchos otros productos químicos. Además de esto, su densidad única, su excelente conductividad eléctrica y sus características de ductilidad y maleabilidad crean aleaciones valiosas para diversos usos, entre ellos:

Producción de aleaciones resistentes a la corrosión

Este es el uso más popular del antimonio . Normalmente, el antimonio se utiliza en varias industrias, como la electrónica, donde su integración con otras aleaciones, como el bronce de estaño, ayuda a aumentar la resistencia a la corrosión del producto final. Además, presenta una densidad excepcionalmente alta, lo que lo convierte en un excelente agente de aleación para reforzar otras aleaciones de elementos.

El antimonio suele formar una aleación de plomo esencial, aumentando su resistencia mecánica y dureza. Para la mayoría de las aplicaciones relacionadas con el plomo, se utilizan cantidades variables de antimonio para alear el metal. Aunque la aleación de plomo y antimonio se utiliza popularmente en las baterías de los automóviles, estas aleaciones también se utilizan comúnmente en la fundición de balas, el revestimiento de cables y la creación de caracteres tipográficos en la impresión.

Desarrollo de semiconductores

Como se mencionó anteriormente, el antimonio se alea con plomo, estaño y otros metales para mejorar su resistencia y producir ciertos semiconductores y diodos, como los detectores de infrarrojos. Además, este elemento también es útil en la fabricación de diversos dispositivos semiconductores.

El antimonio es un elemento adecuado, ya que tiene solo unas pocas capas atómicas de espesor. Los investigadores están intentando determinar si el antimonio puede sustituir al silicio en la producción de chips de computadora pequeños. ¿Por qué? Aunque el silicio es un semiconductor fantástico, no puede transportar suficientes transistores. Por el contrario, a pesar de ser similar en tamaño al silicio, el antimonio tiene una flexibilidad de carga más rápida.

Creación de productos ignífugos

El elemento antimonio se utiliza principalmente como trióxido para elementos ignífugos únicos, siempre integrado con retardantes de llama halogenados, excepto en polímeros que contienen halógeno.

La capacidad ignífuga única común al trióxido de antimonio resulta de la formación de elementos de antimonio halogenados que reaccionan con los átomos de hidrógeno (y quizás radicales OH y átomos de oxígeno), lo que posteriormente limita el fuego.

Existe un mercado diverso para artículos ignífugos de antimonio, incluidos juguetes, ropa infantil, fundas para asientos de automóviles y aeronaves. Además, los compuestos ignífugos de antimonio también se incorporan a las resinas de poliéster en los compuestos de fibra de vidrio estándar para productos como las cubiertas de motores de aeronaves.

Esencialmente, la resina se quema cuando hay una llama producida externamente, aunque finalmente se extingue una vez que se elimina esta llama externa.

Alteración del color del vidrio

El elemento antimonio también se utiliza comúnmente en la industria de la producción de vidrio debido a su capacidad única para alterar el color general del vidrio cuando se agrega a él. Idealmente, cuanto más se agrega al vidrio, más oscuro se volverá.

Producción de soldadura para tuberías

Existen numerosos metales en la tabla periódica, pero el antimonio es único porque se encuentra entre los pocos elementos que pueden disolverse en plomo fundido sin reaccionar con él. En particular, esta propiedad única lo convierte en un buen elemento para soldar tuberías de plomería, como era el caso en el período del Imperio Romano.

El antimonio es útil en diversas aplicaciones médicas

El antimonio también es útil en diversas aplicaciones médicas, como válvulas cardíacas y empastes dentales. ¿Por qué? El antimonio suele frenar el crecimiento de hongos y bacterias en las superficies de estos dispositivos, un factor que puede provocar infecciones una vez que ingresa a las cavidades corporales o al torrente sanguíneo.

Otras aplicaciones

Finalmente, varias otras aplicaciones consumen la mayor parte del suministro mundial de antimonio. La primera aplicación es el uso de antimonio como catalizador y estabilizador para generar tereftalato de polietileno. Además, el antimonio funciona bien como agente de afinación que ayuda a eliminar las burbujas microscópicas que se encuentran en las pantallas de televisión/vidrio.

Idealmente, los iones de elemento de antimonio reaccionan con el oxígeno, suprimiendo la tendencia a la formación de burbujas. El antimonio también se utiliza en otras aplicaciones como pigmentos y en la producción de diversos componentes como aleaciones y creación de joyas.

Datos interesantes sobre el antimonio

1. Este elemento está representado gráficamente por el símbolo del "Ojo de Horus" del antiguo Egipto, que significa buena salud, realeza, poder y protección. Además, este símbolo destaca el uso de sulfuro de antimonio para el maquillaje de ojos.
2. El antimonio es estable tanto en agua como en aire, siendo insoluble en agua y ligeramente oxidado por el aire.
3. El elemento antimonio no es maleable ni dúctil en su forma más pura, como un metal verdadero.
4. Se hace referencia al antimonio en la Biblia, particularmente en el Antiguo Testamento. Se menciona en la historia de la reina Jezabel, indicando que lo usaba para maquillarse.

Ventajas y desventajas del antimonio

Ventajas

1. Diversas aplicaciones mediante aleaciones: El antimonio como elemento se utiliza mucho en la aleación de plomo, estaño y otros metales para aumentar su durabilidad y resistencia. El antimonio puede hacer que las aleaciones metálicas quebradizas y blandas sean más duras, lo que permite su uso diverso en diferentes aplicaciones.
2. Conductividad eléctrica relativamente alta: otra propiedad notable del antimonio es su conductividad eléctrica característicamente decente. Las propiedades de conductividad eléctrica del antimonio se definen principalmente por sus temperaturas de deformación notablemente altas, lo que le permite conducir una cantidad sustancial de corriente.
3. El antimonio es estable tanto en agua como en aire, siendo insoluble en agua y ligeramente oxidado por el aire.
4. Dúctil y blando

Desventajas

1. Toxicidad: Los humos de antimonio suelen ser tóxicos cuando se ingieren o inhalan. Idealmente, el antimonio es peligroso y se deben tomar medidas para no inhalarlo ni ingerirlo. No obstante, esta toxicidad no inhibe su amplia aplicación, especialmente en la industria médica, mediante la producción de laxantes. Sin embargo, al inhalarlo o ingerirlo, tiene varios efectos nocivos en los tejidos corporales.

Resumen

Desde su descubrimiento, el elemento antimonio ha sido un importante agente de cambio en varios sectores a nivel mundial por su flexibilidad de uso. Idealmente, el elemento antimonio ha ganado popularidad desde la antigüedad y se ha transformado notablemente en un componente vital en las aplicaciones y procesos modernos.

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