안티모니

요약 주기율표 15족 5주기에 속하는 원소로 원소기호는 Sb, 원자량은 121.60 g/mol, 녹는점이 630.6 ℃, 끓는점이 1635 ℃(1440℃로도 보고됨), 밀도는 6.68 g/cm3 이다. 준금속으로 동소체에는 안정형으로 은백색 광택을 지닌 결정과 비금속성인 노란색과 검은색이 있다.

안티몬

원소기호	Sb
원자번호	51
화학계열	준금속
원자량	121.60 g/mol
전자배열	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10 5s2 5p3
상태	고체
밀도	6.68 g/cm3 (실온)
녹는점	630.6 ℃
끓는점	1635 ℃ (1440℃로도 보고됨)
융해열	19.79 kJ/mol
기화열	193.43 kJ/mol
비열용량	25.23 J/mol·K(25 ℃)
산화상태	5, 3, -3
전기음성도	2.05 (Pauling scale)

역사

안티모니는 고대인이 눈썹이나 속눈썹을 화장할 때 사용하였으며, 원소기호 Sb는 광석인 휘안석(輝安石, Sb₂S₃)을 라틴어로 stibium(그리스어로는 stimmi)라고 부른 데서 유래한 것이다. 안티모니라는 이름은 휘안석이 다른 광물에 수반해서 산출되는 경우가 많아 홀로 존재하지 않는다고 해서 anti(반대), monos(고독)를 합쳐 antimonium이라 부른 데서 유래하였다. 또, 옛날에 승려들이 한센병 치료제로서 이것의 금속제제(金屬製劑)를 사용함에 따라 그리스어인 'anti'와 'monochon(승려)'에서 유래하였다고도 한다. 1615년에 B. 발렌티누스가 순수한 형태의 안티모니를 추출하였다. 

안티모니

안티모니는 오랜 옛날부터 사용되었으며 예부터 유리금속(遊離金屬)으로 알려졌으며 15세기경부터 납과의 합금이 인쇄활자에 사용되었다. 안티모니는 크게 세 가지의 동소체를 가지며 보통의 금속은 회색의 안정형으로서, 은백색 광택을 가지는 결정이다. 이밖에 비금속성인 동소체 노란색과 검은색의 두 종류가 있다. 순도가 높은 금속 덩어리는 표면에 아름다운 별 모양의 결정무늬가 나타나며, 스타안티모니라고도 불린다. 취약(脆弱)하여 쉽게 분쇄된다. 열전도도와 전기전도도는 작고, 상당히 비금속적이며, 용융 상태에서 고체화(固體化)할 때는 약간 팽창한다. 상온에서는 공기 중에서 안정하고, 강한 불에서 가열하면 불타서 산화물이 된다.
염산 또는 묽은 황산에는 작용하지 않으며, 뜨겁고 진한 황산에 의해서 황산염이 되고, 진한 질산으로는 안티모니산이 된다. 염소와는 격렬하게 반응하고, 황·인·비소 등 금속과 직접 반응한다.

동위원소는 안정한 ¹²¹Sb(57.36%)과 ¹²³Sb(42.64%)가 있으며 35개의 방사성 동위원소가 알려져 있다. 안티모니와 그 화합물은 비소와 같이 독성이 강하며 소량으로도 두통, 어지름증 등이 나타나므로 주의해야 한다.

제조법

품위가 높은 광석에서는 휘안석을 파쇄와 함께 흑염도가니 속에서 가열하면 철에 의해 환원되어 금속안티모니가 유리(遊離)된다. 또 품위가 낮은 광석에서는 광석을 태워서 산화물을 만든 다음 코크스와 강열하여 환원시킨다. 이와 같이 하여 얻은 조(粗)안티모니는 87∼94%의 것이며, 이것에 용융제(溶融劑)를 가해서 융해·정제하거나(순도 99.5% 정도), 전기분해 정련에 의해서 정제한다(순도 99.8%). 최근에는 반도체 제조에 사용되기 때문에 순도가 높은 것이 요구되어, 대융해법(帶融解法)으로 99.99% 이상의 것도 얻을 수 있다.

안티모니의 용도

합금으로서 많이 사용된다. 특히 고체화할 때 팽창하는 성질을 이용하여 납-안티모니계, 주석-안티모니계, 납-주석-안티모니계가 활자합금(용)·베어링합금·축전지용 극판(極板)에 사용된다. 순금속으로서는 보호용 도금으로 사용되고, 반도체의 재료로서는 최근에 그 수요가 증가하였다. 이밖에 의약품, 안료(顔料), 방염제, 페인트, 세라믹, 에나멜, 고무 등에도 많이 쓰인다.