アンチモン

外見
	銀白色;
一般特性
名称, 記号, 番号	アンチモン, Sb, 51
分類	半金属
族, 周期, ブロック	15, 5, p
原子量	121.760(1)
電子配置	[Kr] 4d10 5s2 5p3
電子殻	2, 8, 18, 18, 5（画像）
物理特性
相	固体
密度（室温付近）	6.697 g/cm3
融点での液体密度	6.53 g/cm3
融点	903.78 K, 630.63 °C, 1167.13 °F
沸点	1860 K, 1587 °C, 2889 °F
融解熱	19.79 kJ/mol
蒸発熱	193.43 kJ/mol
熱容量	(25 °C) 25.23 J/(mol·K)
蒸気圧
原子特性
酸化数	5, 3, -3
電気陰性度	2.05（ポーリングの値）
イオン化エネルギー	第1： 834 kJ/mol
	第2： 1594.9 kJ/mol
	第3： 2440 kJ/mol
原子半径	140 pm
共有結合半径	139±5 pm
ファンデルワールス半径	206 pm
その他
結晶構造	三方晶系
磁性	反磁性
電気抵抗率	(20 °C) 417 nΩ⋅m
熱伝導率	(300 K) 24.4 W/(m⋅K)
熱膨張率	(25 °C) 11 μm/(m⋅K)
音の伝わる速さ; （微細ロッド）	(20 °C) 3420 m/s
ヤング率	55 GPa
剛性率	20 GPa
体積弾性率	42 GPa
モース硬度	3.0
ブリネル硬度	294 MPa
CAS登録番号	7440-36-0
主な同位体
	詳細はアンチモンの同位体を参照
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アンチモン︵安質母^[2]、独: Antimon [antiˈmoːn]、英: antimony [ˈæntɨmɵni]、羅: stibium︶は原子番号51の元素。元素記号は Sb。常温、常圧で安定なのは灰色アンチモンで、銀白色の金属光沢のある硬くて脆い半金属の固体。炎色反応は淡青色︵淡紫色︶である。レアメタルの一種。なお、日本語でアンチモニーと呼ばれる場合、この元素︵英語名︶を指す場合とこの元素を含む合金の一種︵後述︶を指す場合がある^[3]。

名称[編集]

アンチモンの名称の由来は諸説あり定まっていない。アンチモンという語は、ウァレンティウス^[誰?]によって最初に記述された^[いつ?]。 11世紀頃にアラビアより錬金術が伝わった際にすでにアンチモンにアラビア語の名が与えられていたので、﹁アンチモン﹂という語の語源はアラビア語に由来すると考えられている。また、ギリシャ語で﹁孤独嫌い﹂を意味する anti-monos が由来という説もある。これは単体で見つからないことが理由とされている。なお﹁ある修道会で豚にアンチモンを与えたら︵駆虫薬として働き︶豚は丸々と太った。そこで栄養失調の修道士に与えたところ、太るどころではなく死んでしまった。それゆえアンチ・モンク︵修道士に抗する︶という名が与えられた﹂という逸話があるが、俗説であろうと考えられている。日本では、英語の読み方を採用してアンチモニー︵安質母尼︶と表記されている事もある︵合金としてのアンチモニーについては後述︶。元素記号のSbは輝安鉱︵三硫化二アンチモン、Sb₂S₃︶を意味するラテン語 Stibium から取られている。

歴史[編集]

アンチモン化合物は古代より顔料︵化粧品︶として利用され、最古のものでは有史前のアフリカで利用されていた痕跡が残っている。西洋史においてはドイツ・エルフルトのベネディクト会修道院長、医師、錬金術師であるバシリウス・ウァレンティウスが著したとされる﹃太古の偉大なる石﹄﹃自然・超自然の存在﹄﹃オカルト哲学﹄﹃アンチモン凱旋車﹄など﹁ヴァレンティヌス文書﹂にアンチモンの記述が見出される^[4]。しかし、ベネディクト会の記録にはバシリウス・ウァレンティウスが存在したという記録はない。また、16世紀にテューリンゲンの参事官かつ製塩業者であるヨハン・テルデが編纂出版しているが、実際にはウァレンティウスは存在せず彼の著作であるという説がある。﹃アンチモンの凱旋車﹄でワインより生じる﹁星状レグレス﹂と呼ばれる結晶が記述されているが、これは酒石酸アンチモンの結晶であると推定される。またアンチモンの毒性について﹁ヴァレンティヌス文書﹂で述べられている。日本最古の銅銭である富本銭︵683年頃︶に、アンチモンが銅の融解温度を下げ鋳造を易しくするとともに、完成品の強度を上げるために添加されている。

産地[編集]

中国の湖南省が世界の主産地で、他に広東省、貴州省などにも輝安鉱の鉱山がある。最大の鉱山は湖南省の錫鉱山であるが、その名が示す通り、昔はスズと混同されていた。なお、中国語の方言では、アルミニウムをアンチモンやスズと混同して呼ぶ例も見られる。日本において本格的に採掘が開始されたのは明治時代以降である。愛媛県・市ノ川鉱山、兵庫県・中瀬鉱山︵金山として開発され、第二次世界大戦後にアンチモンが主力となった︶、山口県・鹿野鉱山等が開発された。とくに市ノ川鉱山は美晶の輝安鉱が産出されることが海外にも知られ、製錬所も建設された。しかし、資源枯渇や生産コストの問題から現在は全て輸入となっている。また、鉱石による輸入は1990年代に終了し、全量が地金及び地金屑、あるいは三酸化アンチモン等化合物による輸入である。 2011年5月、鹿児島湾の海底で総量約90万トンと推定されるアンチモンの鉱床が、岡山大学や東京大学、九州大学らの研究グループにより発見されたと報道された。2010年の日本国内販売量約5千トンから計算すると、約180年分がまかなえる量^[5]^[6]^[7]。

国	トン	構成比
中国	120,937	78.3
ロシア	10,000	6.5
ボリビア	5,052	3.3
タジキスタン	3,945	2.6
ミャンマー	3,836	2.5
オーストラリア	3,275	2.1
南アフリカ	2,615	1.7
7か国小計	149,660	96.9
世界合計	154,3978	100.0
産出国出典：^[8]

精製法[編集]

鉱石からのアンチモンの抽出は、鉱石の品質と組成に依存する。ほとんどのアンチモンは硫化物として産出する。低品位の鉱石はフロス浮選によって選鉱され、選鉱された鉱石は輝安鉱が溶けて脈石鉱物から分離する温度である500〜600度に加熱して製錬される。アンチモンは鉄くずで還元することにより粗硫化アンチモンから分離できる。^[9] Sb₂S₃ + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS 硫化物を酸化物に変換する。次に揮発性の酸化アンチモン︵III︶を焙煎して気化させて回収する。この材料は主な用途に直接使用されることが多く、不純物はヒ素と硫化物である。^[10]^[11] アンチモンは炭素熱還元によって酸化物から分離される。^[9]^[10] 2Sb₂O₃ + 3 C → 4 Sb + 3 CO₂ 低品位の鉱石は高炉で還元され、高品位の鉱石は反射炉で還元される。^[9]

用途[編集]

アンチモンの生産量の約60％は難燃剤に使用され、20％が鉛電池、残りがすべり軸受、はんだの合金などで使用される。^[9]工業材料として多岐にわたる用途に用いられているが、人体に対して毒性の疑いがある︵化合物の多くが刺激性のある劇物︶ことから、代替素材の開発が進み、徐々に使用が控えられる傾向にある。アンチモン地金は正方形に作られることが多く、上方に輝安鉱のようなシダ状の凸凹模様ができる。これは﹁スターマーク﹂と言い、純度の高い物ほど、この模様がはっきりと現れる。もろい金属のため合金として用いられ、16世紀には鏡や活字︵活字合金︶に用いられていた。^[3]

「#アンチモニー」を参照

難燃剤[編集]

主に防炎コンパウンドの三酸化物として使用され、ハロゲン含有ポリマーを除いて常にハロゲン化難燃剤と組み合わせて使用される。三酸化アンチモンの難燃効果は水素原子と反応して酸素原子とOHラジカルとも反応して火災を抑制する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る。^[12] これらの難燃剤の市場には、子供服、おもちゃ、航空機、自動車のシートカバーなどがある。

電池[編集]

鉛蓄電池の電極への添加は強度及び帯電特性を向上させ電池の性能を向上させる。

鉛合金[編集]

アンチモンは鉛と非常に有用な合金を形成して硬度と機械的強度を高める。鉛を含むほとんどの用途はさまざまな量のアンチモンが合金金属として使用される。また、一般的な熱膨張特性に反して溶融状態から冷え固まる際に膨張する特性を利用し活字合金などヒケ︵収縮による凹みや歪み︶を防止する高精度鋳物を作れる。大型の帆走スーパーヨットの場合は船底のバラストとして鉛キールが使用される。鉛キールの硬度と引張強度を向上させるために2〜5体積%のアンチモンが鉛に混合される。銃弾の弾頭の鉛への添加︵硬鉛︶、電気ケーブル、鉛ハンダ、オルガンパイプなどがある。

清澄剤[編集]

ガラス製造工程で、溶融したガラスに三酸化物を混和する事で、泡抜きを助け、製品の透明度を高める。

毒性[編集]

周期律表でヒ素の下に位置し、化学的性質に類似性がある。﹁ヴァレンティヌス文書﹂などを始め古典的著作には毒性が認められてきた元素である。急性アンチモン中毒の症状は、著しい体重の減少、脱毛、皮膚の乾燥、鱗片状の皮膚である。また、血液学的所見では好酸球の増加が、病理的所見では心臓、肝臓、腎臓に急性の鬱血が認められる^[13]。このほか、アンチモン化合物は、皮膚や粘膜への刺激性を有するものが多く、日本では毒物及び劇物取締法及び毒物及び劇物指定令によりアンチモン化合物及びこれを含有する製剤は硫化アンチモンなど一部の例外^[注釈^1]を除いて劇物に指定されている。

化合物[編集]

「Category:アンチモンの化合物」も参照

硫化アンチモン (Sb₂S₃)
三酸化アンチモン（アンチモン白）(Sb₂O₃)
五酸化アンチモン (Sb₂O₅)
三塩化アンチモン（アンチモンバター）(SbCl₃)
アンチモン酸鉛（アンチモンイエロー）(Pb₃(SbO₄)₂)
スチビン (SbH₃)
五フッ化アンチモン (SbF₅) - 強力なルイス酸。フルオロスルホン酸との混合物であるマジック酸は最強の超酸として知られる。
酒石酸アンチモニルカリウム（吐酒石）(KSb(C₄H₂O₆)•1.5H₂O)
アンチモン化インジウム (InSb) - III-V族半導体

同位体[編集]

詳細は「アンチモンの同位体」を参照

アンチモニー (合金)[編集]

日本語でアンチモニーと呼ばれる場合、この元素︵英語名︶ではなくこの元素を含む合金の一種を指す場合がある^[3]。合金としてのアンチモニーは、鉛80%〜90%、アンチモン10%〜20%、このほか用途により錫︵スズ︶を少々混ぜた合金のことをいう^[3]。合金としてのアンチモニーの地金を鋳造加工した製品をアンチモニー製品、その産業をアンチモニー産業という^[3]。合金としてのアンチモニーは鋳物表面︵鋳肌︶が平滑で、冷却後の収縮が少なく、メッキの乗りも良いといった特性がある^[3]。小皿、優勝カップ、トロフィー、メダルなどに利用される^[3]。

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

^ 4-アセトキシフエニルジメチルスルホニウム＝ヘキサフルオロアンチモネート及びこれを含有する製剤、アンチモン酸ナトリウム及びこれを含有する製剤、酸化アンチモン(III)を含有する製剤、酸化アンチモン(V)及びこれを含有する製剤、硫化アンチモン及びこれを含有する製剤を除く。

出典[編集]

(一)^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press. (二)^ 落合直文﹁あんちもん︵安質母︶﹂﹃言泉:日本大辞典﹄第一、芳賀矢一改修、大倉書店、1921年、134頁。 (三)^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g松野建一、丹治明. “アンチモニー産業の歴史と生産技術－外貨獲得に貢献した東京の地場産業－”. 一般財団法人素形材センター. 2021年1月10日閲覧。 (四)^ with Twelve Keys and appendix,Basil Valentine,1400~1600? (五)^ 鹿児島湾でレアメタル発見国内販売量の180年分朝日新聞 2011年5月15日 (六)^ 鹿児島湾奥部海底に有望なレアメタル鉱床を確認岡山大学 2011年4月19日 (七)^ アンチモン鉱床が日本近海底で存在確認される﹁日本資源貿易の将来像﹂国際資源産業・資源貿易研究 ‥武上研究室 2011年4月25日 (八)^ 鉱物資源マテリアルフロー2014 石油天然ガス・金属鉱物資源機構(JOGMEC) (PDF) (九)^ ^a ^b ^c ^dButterman, C.; Carlin, Jr., J. F. (2003). Mineral Commodity Profiles: Antimony. United States Geological Survey. (十)^ ^a ^bNorman, Nicholas C (1998). Chemistry of arsenic, antimony, and bismuth. p. 45. ISBN 978-0-7514-0389-3 (11)^ Wilson, N. J.; Craw, D.; Hunter, K. (2004). “Antimony distribution and environmental mobility at an historic antimony smelter site, New Zealand”. Environmental Pollution 129 (2): 257–66. doi:10.1016/j.envpol.2003.10.014. PMID 14987811. (12)^ Weil, Edward D.; Levchik, Sergei V. (4 June 2009). “Antimony trioxide and Related Compounds”. Flame retardants for plastics and textiles: Practical applications. ISBN 978-3-446-41652-9 (13)^ HACCP関連情報データベース化学的・物理的危害要因情報財団法人食品産業センター

外部リンク[編集]

『アンチモン』 - コトバンク

[14] 4-アセトキシフエニルジメチルスルホニウム＝ヘキサフルオロアンチモネート及びこれを含有する製剤、アンチモン酸ナトリウム及びこれを含有する製剤、酸化アンチモン(III)を含有する製剤、酸化アンチモン(V)及びこれを含有する製剤、硫化アンチモン及びこれを含有する製剤を除く。

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