锑单质

一: 物理性质
   锑为脆的银白色金属,熔点903K,沸点1908K,密度为6.68g/cm3,它有两种同素异形体。锑是电和热的良导体,但与一般金属不同,锑固体的导电、导热性反而比它们熔融态的导电、导热性能差。与一般金属不同的是,它受热收缩,遇冷膨胀。

   锑有三种同素异形体:黄锑,黑锑和灰锑。黄锑与白磷相似,能溶于二硫化碳,性质活泼。黑锑结构则与黑磷类似,性质较不活泼。灰锑(即金属锑)以金属键结合,具有金属光泽和菱形晶格。

二: 化学性质
   常温下锑在水和空气中都比较稳定,也不与稀酸作用,但能与硝酸、热浓硫酸、浓盐酸,王水等反应:

        2Sb + 6H2SO4(热、浓) Sb2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O

        2Sb + 6HCl 2SbCl3 + 3H2
        Sb + 5HNO3 HSbO3(Sb2O5·H2O)↓ + 5NO2↑ + 2H2O

   锑不与NaOH作用。
   高温时锑可以和氧、硫、卤素等发生作用:
        4Sb + 3O2 2Sb2O3
        2Sb + 3S Sb2S3
        2Sb + 3X2 2SbX3   (X代表卤素,对于F2,还可形成SbF5
   锑能和许多金属形成合金和化合物,如和碱金属形成M3Sb型化合物(M为碱金属),和ⅢA族元素化合形成ⅢA-ⅤA族半导体材料,如锑化镓GaSb、锑化铝AlSb等。

 

锑的氢化物

   锑化氢SbH3是一种无色、易燃、极毒的气体,气味似硫化氢。SbH3毒性比AsH3弱。

   SbH3微溶于水,易溶于有机溶剂。SbH3不稳定,室温下即分解:

        2SbH3 2Sb + 3H2

   SbH3分解时也能形成类似“砷镜”的“锑镜”反应,砷镜能溶于NaClO,而锑镜则不溶于NaClO。这是区别砷和锑的方法之一。

   SbH3具有强还原性,易为潮湿空气中的氧所氧化:

        2SbH3 + 3O2 Sb2O3 + 3H2O

 

锑的卤化物

   锑的三卤化物在溶液中会强烈地水解,生成难溶于水的卤化锑酰沉淀:
         SbCl3 + 2H2O Sb(OH)2Cl + 2HCl
                              └→SbOCl↓(氯化氧锑或氯化锑酰)+ H2O

 

锑的氧化物及其水合物

一:三氧化二锑及亚锑酸
   Sb4O6为白色立方晶体,熔点929K,沸点1698K。和磷的氧化物一样,三氧化二锑也是以Sb4四面体为结构基础的,以Sb4O6形式存在的分子晶体,其结构和P4O6相似。

   Sb4O6是两性偏碱性的氧化物,难溶于水,易溶于酸和碱。
         Sb2O3 + 3H2SO4 Sb2(SO4)3 + 3H2O
          Sb2O3 + 2NaOH 2NaSbO2 + H2O
   亚锑酸盐在碱性介质中是一个较强的还原剂:

        [H3SbO6]4- + H2O + 2e SbO2- + 5OH-    ψBθ=-0.4V

二:五氧化二锑及锑酸

   五氧化二锑为淡黄色粉末,是两性偏酸性氧化物,难溶于水,不溶于硝酸溶液,但溶于碱生成锑酸盐。如溶于KOH溶液生成锑酸钾K[Sb(OH)6],锑酸钾是鉴定Na+的试剂。锑酸H[Sb(OH)6]是一元酸(K=4.0×10-6),它与同周期的H6TeO6、H5IO6有相同的结构,都是六配位八面体结构,而且它们互为等电子体。
   锑酸及其盐最突出的性质是氧化性,且从As、Sb到Bi,其+Ⅴ氧化态的氧化性依次增强。

        H[Sb(OH)6] + 2HCl H[Sb(OH)4] + Cl2  + 2H2O

 

锑的硫化物和硫代酸盐

一:硫化物

   Sb2S3为橙红色沉淀,显两性,既溶于酸又溶于碱。
          Sb2S3 + 6OH- SbO33- + SbS33- + 3H2O
          Sb2S3 + 6H+ + 12Cl- 2[SbCl6]3- + 3H2S↑
   Sb2S3还能溶于碱性硫化物如Na2S或(NH4)2S中:
          Sb2S3 + 3S2- 2AsS33-
   Sb2S5可溶于浓HCl中,并发生氧化还原反应:

        Sb2S5 + 12HCl(热,浓) 2H3[SbCl6] + 3H2S↑+ 2S↓

   Sb2S5的酸性比Sb2S3的更强,因此,Sb2S5比Sb2S3更易溶于碱性硫化物溶液中。

        Sb2S5 + 3Na2S 2Na3SbS4
   Sb2S3具有还原性,与多硫化物反应生成硫代酸盐:
           Sb2S3 + 3S2- 2SbS43- + S
二:硫代酸盐

   与砷相同,硫代亚锑酸钠(Na3SbS3)和硫代锑酸钠(Na3SbS4)遇酸立即反应生成相应的硫化物和H2S。

        2SbS43- + 6H+ Sb2S5↓+ 3H2S↑

        2SbS33- + 6H+ Sb2S3↓+ 3H2S↑