إثمد

الإثمد (أو الأنتيمون أو الأنتيموان) عنصرٌ كيميائي رمزه Sb وعدده الذرّي 51، وهو يقع في الدورة الخامسة وكذلك في المرتبة الرابعة ضمن عناصر المجموعة الخامسة عشرة في الجدول الدوري، والمعروفة باسم «مجموعة النيتروجين». يصنّف الإثمد كيميائياً ضمن عناصر أشباه الفلزات.

للإثمد النقي لون أبيض فضي، وهو سهل التقصف؛ وهو يشبه الزرنيخ؛ ويمكن أن يوجد هذا العنصر في الطبيعة بشكل حر، ولكنه يتوفر بشكل رئيسي على هيئة المعدن الكبريتيدي إستبنيت. كانت بعض مركبات الإثمد معروفة منذ القدم، وكانت تسحق لاستخداماتها الطبية والتجميلية، وكانت تسمى حجر الكحل.

تعد الصين من أكبر المنتجين لهذا العنصر ولمركباته، وتجرى عملية الاستحصال غالباً عبر تحميص خامات الإستبنيت ثم بالاختزال الكربوحراري بالكربون أو بالاختزال المباشر بالحديد. يستخدم الإثمد ومركباته بشكل واسع في السبائك، وخاصة مع القصدير أو الرصاص من أجل تطبيقات عدة مثل سبائك اللحام أو تصنيع الطلقات والمحملات الانزلاقية وكذلك في بطاريات الرصاص. يستخدم الإثمد أيضاً في تركيب عدد من أشباه الموصلات.

 التاريخ وأصل التسمية 
upright=0.4|تصغير|يمين|رمز خيميائي كان مستخدماً للإشارة إلى الإثمد
كان مركب ثلاثي كبريتيد الإثمد الموجود طبيعياً على هيئة معدن الإستبنيت  معروفاً في مصر ما قبل التاريخ منذ الألفية الرابعة قبل الميلاد، حيث كان مستخدماً في تكحيل العين لأغراض تجميلية، واخترع من أجل ذلك لوحات خاصة  للطحن والتطبيق.

عرفت التقنيات التي يمكن بواسطتها التعامل مع الإثمد؛ إذ عثر على قطعة، يظن أنها جزء من مزهرية، كانت مصنوعة من الإثمد، في موقع كرسو الكلداني التاريخي في العراق، والتي يعود تاريخها إلى قرابة 3000 سنة قبل الميلاد؛ كما عثر في مصر على قطعة أثرية أخرى مصنوعة من النحاس ومطلية بالإثمد والتي يعود تاريخها إلى فترة ما بين 2500 إلى 2200 سنة قبل الميلاد. إلا أن تقارير علماء الآثار وضحت لاحقاً أنه من غير المؤكد أن القطعة هي جزء من مزهرية، وهي على الأغلب جزء من مقتنيات حلي شخصية صغيرة.

ذكر العالم الإغريقي ديسقوريدس  طريقة تحميص كبريتيد الإثمد بتسخينه في مجرى من الهواء، وربما تمكن من خلال ذلك الحصول على الإثمد على هيئة عنصر حر. وفي سنة 77 للميلاد وصف الكاتب التاريخي الروماني بلينيوس الأكبر  طرائق عدة من أجل تحضير كبريتيد الإثمد واستخداماته الطبية في كتابه الموسوعي  . ميز بلينيوس بين نوعين من الإثمد، ووصف إحداهما أنه  والآخر ؛ وعلى الأغلب أن الشكل الأول يشير إلى الكبريتيد، في حين أن الشكل الأخير، الذي وصفه بأنه متفوق وأثقل وأقل هشاشة ، قد يشير على الأغلب إلى عنصر الإثمد الحر.Pliny, Natural History, 33.33; W.H.S. Jones, the Loeb Classical Library translator, supplies a note suggesting the identifications.

تصغير|يمين|upright=0.7|وصف عالم التعدين فانوتشو بيرينغوتشو طريقة لعزل الإثمد في سنة 1540
شاع في العصور الوسطى في أوروبا ذكر الإثمد في النصوص الخيميائية ، بما في ذلك  المنسوبة إلى جابر الزائف ، والمترجمة غالباً من العربية إلى اللاتينية حوالي القرن الرابع عشر للميلاد. ورد ذكر تفصيلي أكبر لطريقة لعزل الإثمد في كتاب  الذي يعود إلى سنة 1540 لصاحبه الإيطالي فانوتشو بيرينغوتشو .Vannoccio Biringuccio, De la Pirotechnia (Venice (Italy): Curtio Navo e fratelli, 1540), Book 2, chapter 3: Del antimonio & sua miniera, Capitolo terzo (On antimony and its ore, third chapter), pp. 27–28. [Note: Only every second page of this book is numbered, so the relevant passage is to be found on the 74th and 75th pages of the text.] (in Italian)  من كتب التعدين المعروفة الأخرى التي انتشرت في أوروبا في القرون الوسطى أيضاً كتاب دي ري ميتاليكا  العائد لسنة 1556 لعالم التعدين أغريكولا ، لذلك ينسب البعض بشكل خاطئ اكتشاف الإثمد النقي له. بعد ذلك انتشر نطاق النصوص الأخرى التي تذكر أسلوب التحضير هذا، من ضمنها كتاب  المنشور في الأراضي الألمانية في سنة 1604، والذي يظن أن مكتوب من أحد الرهبان البندكتيين  تحت اسم بازيليوس فالانتينوس  في القرن الخامس عشر، وبذلك يكون قد ظهر قبل كتاب بيرينغوتشو. تعرضت هذه المنشورات لاحقاً إلى تمحيص من العالم غوتفريد لايبنتس  في سنة 1710، والذي استنتج بعدها أن الراهب بازيليوس فالانتينوس شخصية متخيلة، وأن الاسم الحقيقي للكاتب هو   الذي عاش في الفترة التقريبية ما بين 1565 – 1624. بعد انتقاض نظرية الفلوجستون  وتطور علم الكيمياء أصبح معلوماً أن الإثمد ما هو إلا عنصر كيميائي وأنه قادر على تشكيل المركبات مثل الأكاسيد والكبريتيدات. ظهرت بعد ذلك التقارير التي توثق استحصال الإثمد من القشرة الأرضية، مثلما فعل العالم السويدي   في سنة 1783 عندما وصف موقعاً نمطياً في منجم  يقع في بلدية سالا  في مقاطعة فستمانلاند .

 التسمية 
يسمى العنصر باللغة العربية الإثمد  أو وفق الترجمات الحرفية الأنتيمون أو الأنتيموان كانت تستعمل مركباته قديماً في الكحل، لذا تسمى هذه الأملاح حجر الكحل أو حجر الإثمد.

يسمى هذا العنصر في اللغة الإنجليزية  ويعود أصل التسمية فيها وفي أغلب اللغات الأوروبية الغربية إلى الكلمة اللاتينية . لا يعلم بدقة أصل تلك الكلمة، وواجهت أغلب الاقتراحات لمعرفة الأصل صعوبات جمة إما في الشكل أو التأويل، لذلك توجد العديد من التأثيلات الخاطئة  الشائعة، إحداها النسبة إلى الكلمة الفرنسية  من الكلمة الإغريقية  والتي تعني  ، والتي جرى محاولة تفسيرها بأن أغلب من اشتغل في التجارب على هذا العنصر في العصور الوسطى في أوروبا كانوا من الرهبان وأن بعض مركباته سامة. Fernando connects the proposed etymology to the story of "Basil Valentine", although antimonium is found two centuries before Valentine's time. من التأثيلات الخاطئة الشائعة الأخرى النسبة إلى الكلمة الإغريقية  بمعنى   والذي جرى تفسيره بمعنى أن   أو  ."Antimony" in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th ed. 2004.  ولكن في اللغة الإغريقية يستخدم الحرف α- بشكل تلقائي للدلالة على النفي. خمن إدموند أوسكار فون ليبمان  وجود كلمة إغريقية افتراضية على الشكل ، والتي تعني  (زهرة صغيرة) ، واستشهد بالعديد من الأمثلة العديدة التي تصف التزهير  المتعلق بهذا العنصر.Edmund Oscar von Lippmann (1919) Entstehung und Ausbreitung der Alchemie, teil 1. Berlin: Julius Springer (in German). pp. 642–5

تضمنت الاستخدامات المبكرة للفظ  في الفترة ما بين 1050–1100 وجود ترجمات باللغة العربية مقترتة بكلمة «إثمد» ، وخاصة من قسطنطين الإفريقي  لأطروحات طبية تعود للعصور الوسطى. لذلك فإن هناك إجماع بين الكثير من العديد من العلماء أن أصل كلمة  ما هو إلا تحوير كنابي لكلمة «إثمد»، وهذا ما أكده قاموس أكسفورد الإنجليزي. من جهة أخرى، فإن الفضل في اختيار الرمز الكيميائي للعنصر (Sb) يعود للعالم يونس ياكوب بيرسيليوس ، والذي اشتقه من الكلمة اللاتينية  والتي تشير إلى معدن الإستبنيت.Jöns Jacob Berzelius, "Essay on the cause of chemical proportions, and on some circumstances relating to them: together with a short and easy method of expressing them," Annals of Philosophy, vol. 2, pages 443–454 (1813) and vol. 3, pages 51–62, 93–106, 244–255, 353–364 (1814) والإستبنيت هو حجر الكحل وذلك يوافق ما تشير إليه أغلب الدلائل في التسميات، كما هو الحال أيضاً في اللغة العربية، إذ يشتق اسم «إثمد» من الجذر الثلاثي «ثمد»، وفي معجم لسان العرب لابن منظور . هناك تخمينات تربط بين أصول كلمة إثمد العربية وكلمة  التي كانت تشير إلى حجر الكحل في مصر القديمة.

 الوفرة الطبيعية 
تصغير|يحوي معدن الإستبنيت على الإثمد في تركيبه
تبلغ وفرة الإثمد في القشرة الأرضية حوالي 0.2 جزءاً في المليون ،Greenwood and Earnshaw, p. 548 وهي وفرة مقاربة لعنصر الثاليوم بمقدار 0.5 جزء في المليون، والفضة بمقدار 0.07 جزء في المليون. بذلك يحتل الإثمد من حيث وفرة العناصر الكيميائية في القشرة الأرضية المرتبة الثالثة والستين. من جهة أخرى، على الرغم من أن هذا العنصر ليس كبير الوفرة، إلا أن فرص العثور عليه أعلى من مرتفعة، إذ يدخل في تركيب أكثر من 100 معدن.Antimony minerals. mindat.org 

يمكن العثور على الإثمد بشكله الطبيعي الحر ، وهو يصنف وفق الجمعية الدولية للمعادن  ضمن المعادن تحت الرقم 1.CA.05 في فهرس تصنيف المعادن .

يوجد حوالي 264 معدناً معروفاً للإثمد؛ وأشهرها معدن الإستبنيت ، حيث يوجد فيه على شكل كبريتيد Sb2S3. تبلغ نسبة الإثمد في الإستبنيت مقدار 71.7%؛ أما أكثر المعادن احتواءاً على الإثمد فهو السبيكة الطبيعية   (تصل نسبة الإثمد فيه إلى حد أقصى 92%). من المعادن الأخرى الحاوية على الإثمد كل من فالنتينيت  Sb2O3 وبرايتهاوبتيت  NiSb وقرمزيت Sb2S2O.

 الاستخراج والإنتاج 
تصغير|يسار|الإنتاج العالمي من الإثمد
العملية
يعتمد استخلاص الإثمد من الخامات على جودة الخام وتركيبه. ويُستخرج معظم الأنتيمون على هيئة كبريتيد؛ إذ تُركَّز الخامات قليلة الجودة بعملية التعويم الزبدي (الرغوي) ، في حين تسخن الخامات عالية الجودة إلى درجات حرارة تتراوح بين 500 و600 °س، وهي الدرجة التي ينصهر عندها معدن الإستبنيت وينفصل عن الشوائب المعدنية . ويمكن عزل الأنتيمون من كبريتيد الأنتيمون الخام عن طريق اختزاله باستخدام خردة الحديد.
Sb2S3 + 3 Fe -> 2 Sb + 3 FeS

يُحوَّل الكبريتيد إلى أكسيد عن طريق التحميص. ثم يُنقّى الناتج تنقيةً إضافية من خلال تبخير أكسيد الإثمد الثلاثي المتطاير ثم باسترجاعه. وغالباً ما يُستخدَم هذا المتسامي مباشرةً في التطبيقات الرئيسية، وتكون الشوائب عادةً من الزرنيخ والكبريتيد., [ p. 45] يُعزل الإثمد عن الأكسيد بعملية اختزال كربوحراري .
2 Sb2O3 + 3 C -> 4 Sb + 3 CO2

تُختزل الخامات قليلة الجودة في الأفران اللافحة (الأفران العالية )، في حين تُختزل الخامات عالية الجودة في الأفران العاكسة .

الإنتاج والاحتياطات
في سنة 2022، ووفقاً لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، استحوذت الصين على 54.5% من إجمالي إنتاج الإثمد، تلتها روسيا في المرتبة الثانية بنسبة 18.2%، ثم طاجيكستان بنسبة 15.5%.

+تعدين الإثمد وفق إحصاءات سنة 2022  البلد  طن  % النسبة المئوية60,00054.520,00018.217,00015.54,0003.64,0003.6الخمس الأوائل105,00095.5العالمي الكلي110,000100.0
من المتوقع أن ينخفض إنتاج الصين من الإثمد، خاصةً مع قيام الحكومة بإغلاق المناجم والمصاهر في إطار سياسات مكافحة التلوث والقوانين البيئية المشددة؛ ولا سيما بعد دخول قانون حماية البيئة حيّز التنفيذ في يناير 2015. تبلغ احتياطات الإثمد في الصين وفق تقديرات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في سنة 2022 حوالي 670 ألف طن. من جهة أخرى، يعد الإثمد لبعض الدول الغربية المستوردة له ضمن الموارد والخامات الحرجة على الصناعة، وخاصة أن مصادر الإنتاج تعد حرجة لتلك الدول من أجل تأمين استقرار الإمدادات.

 النظائر 
للإثمد نظيران مستقران وهما إثمد-121 121Sb بنسبة وفرة طبيعية تبلغ 57.21%، والنظير إثمد-123 123Sb بنسبة وفرة طبيعية تبلغ 42.79%. كما يُعرف للإثمد 37 نظيراً مشعّاً اصطناعياً بأعداد كتلية تتراوح بين 104 و142، أطولها عمراً ناتج الانشطار النووي 125Sb بعمر نصف  مقداره 2.758 سنة.

كما توجد العديد من المصاوغات النووية شبه المستقرة  للإثمد؛ أكثرها استقراراً 120mSb بعمر نصف يبلغ 5.76 يوم. بشكل عام، يكون نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأخفّ 123Sb بشكل سائدٍ على هيئة انبعاث البوزيترون  (+β) أمّا نمط الاضمحلال بالنسبة للنظائر الأثقل من 123Sb فيكون بشكل سائد على هيئة اضمحلال بيتّا  (-β)؛ مع وجود بعض الاستثناءات.G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. In: Nuclear Physics. Band A 729, 2003, S. 3–128. . (PDF؛ 1,0 MB). 

 الخواص الفيزيائية 
تصغير|150 بك|يسار|عبوة مغلقة تحوي على متآصل الإثمد الفلزي
يسار|تصغير|150 بك|إثمد طبيعي، وهو الشكل المتأكسد
تصغير|120 بك|يمين|البنية البلورية الشائعة للإثمد
الإثمد مادة صلبة لامعة ذات لون رمادي إلى فضي، وتكون مستقرة في الهواء عند درجة حرارة الغرفة. يتميز الإثمد عموماً بهشاشته، إذ يمكن تفتيته بسهولة، وتبلغ قيمة الصلادة على مقياس موس  مقدار 3؛ كما أن موصليته الكهربائية والحرارية منخفضتان.

 التآصل 
يوجد بضعة متآصلات  (أشكال لذات العنصر ببنى بلورية مختلفة) لهذا العنصر، أكثرها استقراراً شكل الإثمد الفلزي الرمادي.

الإثمد الفلزي
يتبلور الإثمد في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة وفق نظام بلوري ثلاثي متساوي الأحرف؛، وهذا الشكل هو المتآصل المستقر للإثمد، وهو مشابه بالشكل البنيوي البلوري  مع البزموت والمتآصل الرمادي للزرنيخ. يتخذ هذا الشكل بنيةً طبقية حيث تتكوّن طبقاته من حلقات سداسية مندمجة ومتموّجة. وتشكل الذرات الأقرب والتي تليها في القرب معقداً ثماني الوجوه غير منتظم، تكون فيه الذرات الثلاث في كل طبقة مزدوجة أقرب قليلًا من الذرات الثلاث في الطبقة التالية. ويؤدي هذا التراص النسبي القريب إلى كثافة مرتفعة تبلغ 6.697 غ/سم³، إلا أن ضعف الروابط بين الطبقات يفسّر انخفاض صلادة الإثمد وهشاشته. وفق ترميز هرمان-موغان  فلهذا الشكل البلوري للإثمد الزمرة الفراغية  Rm (الرقم Nr. 166)؛ وثوابت الشبكة البلورية a = 431 بيكومتر و c = 1127 بيكومتر؛ مع ست وحدات صيغة  في كل وحدة خلية .

الإثمد الأصفر
يعد هذا المتآصل الأصفر من الإثمد مماثلاً للزرنيخ الأصفر، عن طريق أكسدة الستيبين SbH3 بالهواء أو بالأكسجين عند درجة حرارة −90 °س. يرى البعض ان الإثمد الأصفر لا يُعد شكلاً مستقلًا نقياً، إذ قد يحوي على آثار من مركّب كيميائي بوليمري مع الهيدروجين.Lautenschläger u. a.: Taschenbuch der Chemie.  Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 2001. 

الإثمد الأسود
عند تبريد بخار الإثمد بسرعة على أسطح باردة يتكوّن شكل أسود غير متبلور شديد التفاعل، يمكن تحويله مرة أخرى إلى الإثمد الفلزي بالتسخين. عند درجات الحرارة المحيطة وفي الضوء المحيط، يتحول المتآصل الأصفر إلى المتآصل الأسود الأكثر استقراراً., [ pp. 50–51]

الإثمد المتفجر
يوجد شكل نادر من الإثمد المتفجّر، حيث يتحول عند خدشه بأداة حادة يحدث تفاعل طارد للحرارة بشكل انفجاري متوهج ومُطلق للشرر وتنطلق أبخرة بيضاء، ويتحول إلى الإثمد الفلزي. يتكوّن هذا الشكل عن طريق التحليل الكهربائي لمركب كلوريد الإثمد الثلاثي، غير أن هذا الشكل يحتوي دائماً على قدر من الكلور، ولذلك لا يمكن اعتبارها متآصلاً حقيقياً.

 الخواص الكيميائية 
يعد الإثمد عنصراً من عناصر المجموعة 15 في الجدول الدوري والتي تسمى أيضاً عناصر مجموعة النكتوجينات . تبلغ كهرسلبية  مقدار 2.05؛ وهي قيمة موافقة للاتجاهات الدورية فهو أكثر كهروسلبية من القصدير أو البزموت، ولكنه أقل كهروسلبية من التيلوريوم أو الزرنيخ.

يعد عنصر الإثمد مستقراً في الظروف العادية من الضغط ودرجة الحرارة، فهو لا يتفاعل مع الهواء أو الماء. أما عند التسخين يتفاعل الإثمد مع أكسجين الهواء ليعطي أكسيد الإثمد الثلاثي Sb2O3.Wiberg and Holleman, p. 758 يتفاعل الإثمد أيضاً مع الأحماض المؤكسدة؛ كما يتفاعل مع الهالوجينات ليعطي الهاليدات الموافقة. من جهة أخرى، يتفاعل الإثمد مع الهيدروجين المولّد في الوسط مما يعطي هيدريد الإثمد SbH3 غير المستقر، المعروف باسم الستيبين .

 المركبات الكيميائية 
يميل الإثمد إلى تشكيل مركبات كيميائية في حالتي الأكسدة  +3 Sb(III) أو +5 Sb(V)، وتكون حالة الأكسدة الخماسية أكثر شيوعاً.Greenwood and Earnshaw, p. 553
الأكاسيد والهيدروكسيدات
يتشكل أكسيد الإثمد الثلاثي عند تسخين العنصر في الهواء. ويأخذ هذا الأكسيد في الطور الغازي التركيب Sb4O6، والذي يمكن أن يتبلمر عند التكثيف. أما أكسيد الإثمد الخماسي، والذي يمكن كتابة صيغته على الشكل Sb2O5 أو Sb4O10 فهو يستحصل فقط من الأكسدة باستخدام حمض النتريك. يستطيع الإثمد أيضاً أن يشكل أكسيد مختلط بين حالتي الأكسدة الثلاثية والخماسية، وهو أكسيد الإثمد الثلاثي والخماسي Sb2O4. على العكس من أكاسيد الفوسفور والزرنيخ، فإن أكاسيد الإثمد هي أكاسيد مذبذبة  ولا تشكل أحماض أكسجينية .

لا يعد الحمض Sb(OH)3 ( ) معروفاً للإثمد، لكن القاعدة المرافقة  وهي  (أو أنيمونيت)، يوجد منها مركبات معروفة، مثل  ، والذي يتشكل عند صهر أكسيد الصوديوم مع أكسيد الإثمد الثلاثي Sb4O6.Wiberg and Holleman, p. 763 كما تعرف أيضاً مركبات الإثمديت للفلزات الانتقالية. بالمقابل، فإن   لا يوجد إلا على الشكل المميه من الهيدرات HSb(OH)6 في المحاليل فقط؛ والذي يستطيع أن يشكل أملاح إثمدات  الموافقة -Sb(OH)6. وعند تجفيف محلول يحتوي على هذا الأنيون، فإن الراسب الناتج يتكون من أكاسيد مختلطة.

يعد مركب الكبريتيد Sb2S3 معروفاً، وهو التركيب الكيميائي لأهم خامات الإثمد، وهو معدن الإستبنيت. توجد بعض المعادن الأخرى التي يدخل فيها الإثمد بتركيب كبريتيدي (معادن الكبريتيدات) مثل البيرارجيريت  والزنكنيت  والجيمسونيت  والبولانغيريت .Wiberg and Holleman, p. 757 كما يعرف مركب كبريتيد الإثمد الخماسي Sb2S5 وهو مركب غير متكافئ  يحوي في تركيبه على رابطة S–S. كما تعرف بعض مركبات   مثل 2−[Sb6S10] و2−[Sb8S13].

الهاليدات
تصغير|معدول|يسار|بنية خماسي فلوريد الإثمد في الطور الغازي
يشكّل الإثمد سلسلتين من الهاليدات: SbX3 وSbX5؛ بالنسبة للهاليدات الثلاثية من الفلوريد SbF3 والكلوريد SbCl3 والبروميد SbBr3 واليوديد SbI3 فهي مركبات جزيئية ذات بنية جزيئية هرمية ثلاثية . يحضر ثلاثي فلوريد الإثمد من تفاعل أكسيد الإثمد الثلاثي مع حمض الهيدروفلوريك، ويصنف هذا الفلوريد ضمن أحماض لويس، إذ لديه القدرة على إضافة أنيونات فلوريد إضافية للبنية ليشكل أنيونات معقدة من -SbF4 و2-SbF5. بالمقابل، يحضر ثلاثي كلوريد الإثمد من إذابة الكبريتيد (معدن الإستبنيت) في حمض الهيدروكلوريك.

أما بالنسبة لهاليدات الإثمد الخماسية، فلمركبا الفلوريد SbF5 والكلوريد SbCl5 بنية جزيئية هرمية مزدوجة ثلاثية  في الطور الغازي؛ ولكن في الطور السائل يكون للفلوريد بنية مبلمرة، في حين يكون الكلوريد عكس ذلك.Wiberg and Holleman, p. 761 يستخدم الفلوريد الخماسي في تحضير حمض فلورو الإثمديك ، وهو حمض فائق . من جهة أخرى، تعد مركبات الهاليدات الأكسجينية للإثمد أكثر شيوعاً منها لدى الزرنيخ والفوسفور. فعلى سبيل المثال، ينحل أكسيد الإثمد الثلاثي في الأحماض المركزة ليكوّن مركبات أوكسو موافقة من أوكسي كلوريد الإثمد  SbOCl وSbO)2SO4.Wiberg and Holleman, p. 764

مركبات أخرى
الإثمد قادر على تشكيل مركبات تعرف باسم الإثميد (أو أنتيمونيد )، وهي مشتقات من 3−Sb مثل مركب إثميد الإنديوم الثلاثي InSb.Wiberg and Holleman, p. 760 تعد إثميدات الفلزات القلوية والزنك مثل Na3Sb وZn3Sb2 أكثر تفاعلية، وتؤدي معالجتها بالأحماض إلى تكوّن غاز الستيبين SbH3 غير المستقر؛ فهو يتفكك تلقائياً عند درجة حرارة الغرفة. ونظراً لأن للستيبين حرارة تشكّل  موجبة، فهو غير مستقر من المنظور الديناميكي الحراري ، ولذلك لا يتفاعل الإثمد مباشرةً مع الهيدروجين لتشكيل الستيبين.Greenwood and Earnshaw, p. 558

تُحضَّر مركبات الإثمد العضوية عادةً عن طريق ألكلة  هاليدات الإثمد باستخدام كواشف غرينيار.Elschenbroich, C. (2006) "Organometallics". Wiley-VCH: Weinheim.  ويُعرَف عدد كبير ومتنوّع من المركبات التي تحتوي على مراكز Sb(III) وSb(V)، بما في ذلك مشتقات كلورو-عضوية مختلطة. ومن الأمثلة على مركبات الإثمد العضوية مركب ثلاثي فينيل الستيبين Sb(C6H5)3.Greenwood and Earnshaw, p. 598

 المخاطر 

الإثمد والعديد من مركباته هي مواد سامة، وتتشابه آثار التسمم بالأنتيمون مع التسمم بالزرنيخ. إلا أن سُمّية الإثمد أقل بكثير من سُمّية الزرنيخ؛ وقد يُعزى ذلك إلى الاختلافات الكبيرة في الامتصاص والاستقلاب والإطراح. يبلغ امتصاص الإثمد الثلاثي (III) أو الخماسي (V) في القناة الهضمية  بحدٍّ أقصى نحو 20%. ولا يُختزل الإثمد الخماسي (V) اختزالاً كمّياً إلى الإثمد الثلاثي (III) داخل الخلية؛ بل إن الإثمد الثلاثي (III) يتأكسد إلى الإثمد الخماسي (V) بدلاً من ذلك.

لا تحدث في الجسم عادة مثيلة  للإثمد، لذلك فإن طرح الإثمد الخماسي (V) في البول هو السبيل الرئيسي للتخلص منه. وكما هو الحال مع الزرنيخ، فإن أخطر تأثيرات التسمم الحاد بالإثمد هي السمّية القلبية  وما يترتب عليها من التهاب العضلة القلبية ؛ إلا أنه قد يظهر أيضاً على شكل متلازمة آدامز-ستوكس ، وهي حالة لا يُسبّبها الزرنيخ. وقد وردت تقارير عن حالات تسمم بالإثمد تعادل 90 ملغ من طرطرات الإثمد والبوتاسيوم  وأظهرت آثاراً قصيرة الأمد فقط. في المقابل، وردت تقارير عن حالة تسمم بستة غرامات من طرطرات الإثمد والبوتاسيوم أدّت إلى الوفاة بعد ثلاثة أيام. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ أكسيد الإثمد الثلاثي مادة يُحتمل أن تكون مُسرطِنة للإنسان.

يجب تجنب أبخرة الإثمد بإبعاده عن المؤكسدات القوية والأحماض القوية، كما يجب إبعاده عن المصادر الحرارية. يعدّ استنشاق غبار وأبخرى الإثمد ضاراً، وقد يكون مميتاً في بعض الحالات؛ ففي الجرعات الصغيرة يسبّب غبار الإثمد الصداع والدوار والاكتئاب. ويمكن أن يؤدي التعرّض المهني إلى تهيّج الجهاز التنفسي، وتكوّن السحار الرئوي ، وظهور بقع على الجلد، وأعراض معدية-معوية، واضطرابات في نظم القلب. أمّا الجرعات الأكبر، مثل التعرّض المطوّل عن طريق ملامسة الجلد، فقد تؤدي إلى التهاب الجلد ، أو إلحاق أضرار بالكلى والكبد، مسببةً قيئا شديداً ومتكرراً، وقد ينتهي الأمر بالوفاة خلال بضعة أيام. 

يرشح  الإثمد من عبوات بولي إيثيلين تيرفثالات  إلى السوائل الموجودة فيها. وبينما تكون مستويات تركيز الإثمد المرصودة في المياه المعبأة أدنى من الإرشادات الخاصة بمياه الشرب، فقد وُجد أن مركزات عصائر الفاكهة (التي لا توجد لها إرشادات محددة) المنتَجة في المملكة المتحدة تحتوي على ما يصل إلى 44.7 ميكروغرام/لتر من الإثمد، وهو مستوى يفوق بكثير حدود الاتحاد الأوروبي لمياه الصنبور البالغة 5 ميكروغرام/لتر. الإرشادات هي 20 ميكروغرام/لتر من منظمة الصحة العالمية ؛ و15 ميكروغرام/لتر في اليابان؛Wakayama, Hiroshi (2003) "Revision of Drinking Water Standards in Japan", Ministry of Health, Labor and Welfare (Japan); Table 2, p. 84  و6 ميكروغرام/لتر وفق توصيات وكالة حماية البيئة الأمريكية  ووزارة الصحة الكندية.Screening assessment antimony-containing substances. Health Canada. July 2020.   مقابل 5 ميكروغرام/لتر في دول الاتحاد الأوروبي. اقترح معدل الاستهلاك اليومي المقبول  من منظمة الصحة العالمية بمقدار 6 ميكروغرام لكل كيلوغرام من وزن الجسم. تبلغ قيمة الحد الممثل خطورة فورية على الحياة أو الصحة  مقدار 50 ميليغرام/المتر المكعب (50 ميكروغرام/اللتر).NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0036". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 

 الاستخدامات 
توزع الاستهلاك العالمي في سنة 2027 لتطبيقات الإثمد بين 48% في مجال مثبطات اللهب  و33% في مجال صناعة بطاريات الرصاص ؛ بالإضافة إلى 8% في مجال صناعة اللدائن.

 مثبطات اللهب 
يُستخدّم الإثمد على هيئة ثلاثي الأكسيد بشكل واسع في تركيب مثبطات اللهب، وذلك بالاقتران دائماً مع مثبّطات اللهب المُهلجنة، باستثناء المبلمرات التي تحتوي أصلاً على هالوجينات. وينشأ التأثير المثبّط للاشتعال لأكسيد الإثمد من تكوّن مركّبات إثمد مُهلجّنة، والتي تتفاعل مع ذرات الهيدروجين، وربما أيضاً مع ذرات الأكسجين وجذور OH الهيدروكسيلية، وبذلك تثبّط عملية الاحتراق واشتعال النار. يشمل المجال السوقي الاستهلاكي لمثبطات اللهل الحاوية على الإثمد ملابس الأطفال والألعاب والطائرات وأغطية مقاعد السيارات. كما تُضاف إلى راتنجات البوليستر  في المواد المؤلفة من الزجاج الليفي  لتطبيقات متنوعة مثل أغطية محركات الطائرات الخفيفة. يحترق الراتنج بوجود لهب خارجي، لكنه ينطفئ عند إزالة مصدر اللهب الخارجي.Grund, Sabina C.; Hanusch, Kunibert; Breunig, Hans J.; Wolf, Hans Uwe (2006) "Antimony and Antimony Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim.   ويُستخدَم أكسيد الإثمد الثلاثي أيضاً على هيئة مُعزِّز تآزري  مع مثبّطات اللهب المُبَروَمة في الأغلفة والأجزاء البلاستيكية للمعدات الكهربائية والإلكترونية.
تصغير|100 بك|معدول|مكشاف أشعة حمراء مصنوع من إثميد الإنديوم InSb مُصَنّع من شركة   في ستينيات القرن العشرين.
 السبائك 
يستعمل الإثمد في تركيب السبائك؛ إذ على سبيل المثال يشكّل الإثمد سبيكةً مع الرصاص، مما يزيد من صلادته ومتانته الميكانيكية. وعند الصبّ، يعمل على زيادة سيولة المصهور وتقليل الانكماش أثناء التبريد. وفي معظم التطبيقات التي يدخل فيها الرصاص، تُستخدَم كمّيات متفاوتة من الإثمد كعنصر سبائكي. فعلى سبيل المثال، تؤدي الإضافة في بطاريات الرصاص إلى تحسين متانة الألواح وخصائص الشحن. يدخل الإثمد أيضاً في تركيب سبائك أخرى، مثل سبيكة بابت ؛ وبيوتر، ويدخل في تركيب السبائك المكونة للمقذوفات ومحارف الطباعة  (على سبيل المثال في مطابع لاينوتايب )، ولحام القصدير الخالية من الرصاص (تحوي عادةً على 5% أثمد).

 تطبيقات أخرى 
يدخل الإثمد في ثلاثة تطبيقات أخرى تمثل ما يقرب من كامل ما تبقّى من الإمداد العالمي للإثمد. يتمثّل أحد هذه التطبيقات في استخدامه مثبتّاً  ومحفزّاً  في إنتاج مبلمر بولي إيثيلين تيرفثالات. أمّا التطبيق الثاني فهو استخدامه عاملاً لتنقية وإزالة الفقاعات المجهرية من الزجاج، ولا سيما زجاج شاشات التلفاز؛ إذ تتفاعل أيونات الإثمد مع الأكسجين، مما يثبّط ميله إلى تكوين الفقاعات؛ كما يساعد ذلك أيضاً على منع تغيّر اللون . أما التطبيق الثالث فهو في مجال تركيب الخضب. كما يساهم الإثمد في الحفاظ على ثبات اللون ونعومة السطح عند استخدامه مع أنواع معيّنة من الخزف والمينا.

كان الإثمد واسع الاستخدام في تسعينيات القرن العشرين في تركيب أشباه الموصلات على هيئة عامل إشابة  في رقائق السيليكون المشابة من النمط n ، وذلك في تركيب ثنائيات المساري  ومكاشيف الأشعة تحت الحمراء  وأجهزة تأثير هول . وفي خمسينيات القرن العشرين، كانت البواعث  والمجمِّعات  في ترانزستورات الوصلة المسبوكة  من نمط n–p–n، والتي كانت مشوبة بحبيبات صغيرة من سبيكة من الرصاص والإثمد. يستخدم مركب إثميد الإنديوم (InSb) في تركيب مكاشيف الأشعة تحت الحمراء متوسطة المدى.

تصغير|يمين|100 بك|عود ثقاب مشتعل
للإثمد استخدامات محدودة في علم الأحياء والطب. فعلى سبيل المثال تُستخدّم العلاجات المحتوية مثل المقيّئات  على الإثمد. كما تُستخدّم مركبات الإثمد أدويةً مضادّة للأوّليات . فقد كان مركب طرطرات الإثمد والبوتاسيوم، والمعروف أيضاً باسم  ، مستخدماً في الماضي دواءً مضاداً لداء البلهارسيات  ثم استُبدل لاحقاً بعقار البرازيكوانتيل.

يستخدم مركب كبريتيد الإثمد الثلاثي في تركيب رؤوس بعض عيدان الثقاب الآمنة؛ كما يستخدم هذا المركب أيضاً في زيادة تثبيت معامل الاحتكاك في مواد بطانات فرامل السيارات . ويُستَخدم النظير إثمد-124 مع البيريليوم في مصادر النيوترونات ؛ إذ تتسبب أشعة غاما المنبعثة من الأنتيمون-124 في بداية عملية الانحلال الضوئي  للبيريليوم. ويكون للنيوترونات المنبعثة طاقة تبلغ متوسط قيمة شدتها مقدار 24 كيلو إلكترون فولت.

استُخدم المسحوق الناتج عن سحق معدن إستبنيت في تحضير الكُحل منذ آلاف السنين مستحضراً تجميلياً للعين. وكان يُوضَع تاريخياً على العينين باستخدام قضيبٍ معدني ومع شيءٍ من اللعاب، وكان القدماء يعتقدون أنه يساعد في علاج التهابات العين. ولا تزال هذه الممارسة تُشاهَد حتى اليوم في اليمن وفي دول إسلامية أخرى؛ اتباعاً للحديث النبوي:

 طالع أيضاً 
 كحل
 إستبنيت

 الهوامش 
مصطلحات

 المراجع 

 المصادر 



*
تصنيف:أشباه فلزات
تصنيف:عناصر كيميائية
تصنيف:مجموعة النيتروجين
تصنيف:معادن ثلاثية الأوجه
تصنيف:معادن عناصر طبيعية
تصنيف:ملوثات هواء خطرة
تصنيف:مواد تتمدد عند تجمدها
تصنيف:مواد نووية