Nos tutelles

CNRS

Nom tutelle 1

Nos partenaires

Nom tutelle 2 Nom tutelle 3

Rechercher





Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Antimoine

L’antimoine fait partie des semi-métaux. Dur, d’aspect argenté et cassant, il est stable dans l’air sec mais s’oxyde lentement en présence d’humidité. Peu abondant au sein de la croûte terrestre (0.2 ppm), rarement présent à l’état natif, il est néanmoins commun dans de nombreux minerais, dont la stibnite (ou antimonite, sulfure d’antimoine Sb2S3), laquelle constitue la principale source de l’élément. Le grillage à haute température de la stibnite fournit l’oxyde Sb2O3 (1) qui est réduit en antimoine élémentaire (Sb) par le carbone (2).

2 Sb2O3 + 9 O2 → 2 Sb2O3 + 6 SO2 (1)
2 Sb2O3 + 3 C → 4 Sb + 3 CO2 (2)
Stibnite (Sb2S3), American museum of natural history
Crédit photo : Betelgeuse, 2007, wikimedia

L’antimoine n’a pas de rôle biologique. La majorité de ses composés sont nocifs, voire toxiques, en particulier la stibine SbH3, gaz se formant lorsque les composés d’antimoine se trouvent mis en présence d’hydrogène. Bien que chimiquement proche de l’arsenic, l’antimoine ne possède toutefois pas son caractère de poison violent, les doses létales des dérivés antimoniés étant assez élevées. Un certain nombre de dérivés solides et finement pulvérulents de l’antimoine sont suspectés d’être cancérogènes par inhalation répétée des poussières.

Pièce d’antimoine (Sb) ultra pur - Crédit photo :
Jurii, 2009, wikimedia

Étymologie  : L’origine du mot « antimoine » est complexe et controversée. La relation entre son symbole chimique Sb et sa dénomination n’est pas non plus immédiate.
La stibnite (sulfure d’antimoine Sb2S3) est connue depuis la plus lointaine antiquité et le symbole chimique Sb, attribué par le chimiste suédois Berzelius, est sans conteste en rapport direct avec ce dérivé de l’antimoine. Le grec ancien « stibi », le latin « stibium » désignaient en effet le même matériau utilisé dans la haute société comme pigment ciliaire (type mascara).
La légende note que l’appellation « antimoine », remontant au Moyen Age, proviendrait du grec, soit « anti-monachos » (ou tueur de moine, en rapport avec les moines alchimistes médiévaux, qui auraient payé cher la manipulation imprudente de notre élément), soit « anti-monos » (c’est-à-dire pas tout seul, l’antimoine étant toujours trouvé en compagnie de l’arsenic ou d’autres éléments. Il n’est pas improbable que la haute toxicité attribuée à l’antimoine au bas Moyen Age soit liée à la présence d’arsenic (comme impureté majeure). Ces étymologies semblent désormais peu crédibles.
Le moine et médecin Constantin l’Africain (XIème siècle), qui traduisit de nombreux traités lié à la science médicale arabe primitive, introduisit le terme « antimonium », corruption probable de l’appellation arabe de la stibnite : ithmid, ou athimar ou as-stimmi. Cette filiation est bien plus sérieuse.
L’antimoine est présent dans l’histoire biblique de la princesse phénicienne Jézabel, épouse du roi d’Israël Akhab (IXème siècle avant JC, racontée dans le Livre des Rois (Vième au IVème siècle avant JC). Décrite comme une femme impie, fardée à l’excès, la stibnite étant alors régulièrement utilisée comme maquillage, la mère de la célèbre Athalie immortalisée par Racine finit dévorée par les chiens.

Jézabel etAkhab rencontrent le prophète Élise dans la Vigne de Naboth. Femme jugée comme impie, elle poussa son mari à dépouiller Naboth de ses biens, allant jusqu’au crime. Le prophète Élie prédit la ruine de leur dynastie.
On devine le fard à base d’antimoine qui souligne les yeux de la reine - Crédit photo : Tableau de Sir Francis Dicksee (1853-1928), wikimedia

Origine  : L’antimoine est un élément produit par capture de neutrons dans les noyaux d’éléments du pic du fer. Les neutrons peuvent provenir de la réaction nucléaire qui transforme le néon en magnésium, ou celui qui transforme le carbone 13 en oxygène 16. Ces processus de capture de neutrons peuvent être rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutrons, où les neutrons rapides sont capturés et grossissent les noyaux des éléments du pic du fer. La réaction nucléaire peut aussi être une capture lente de neutrons, par exemple dans les étoiles de masse intermédiaire en fin de vie (branche asymptotique des géantes).
Dans le cas de l’antimoine, il est produit à environ 60% par des processus de capture rapide.

Historique  : L’antimoine fait partie des premiers principes chimiques largement utilisés par les civilisations antiques. Un vase à base de composés antimoniaux daté de -5 000 ans est visible au Musée du Louvre. Le sulfure d’antimoine (stibnite) gris-noir est mentionné dans un papyrus égyptien du XVIème siècle avant JC. La civilisation chaldéenne (règne de Nabuchodonosor au VIème siècle av. JC.) utilisait un autre pigment, l’antimonite de plomb, Pb3(SbO4)2, de couleur jaune-orangée.
Les premiers textes concernant l’isolation de l’antimoine remontent à la Renaissance, avec les travaux successifs des minéralogistes V. Biringuccio (1540) et G. Agricola (De Re Metallica, 1556). Nul ne semble pouvoir revendiquer l’obtention de l’antimoine élémentaire (Sb), mais il était incontestablement connu au début du XVIIème siècle.
L’Ingénieur des Mines suédois Anton Swab (1702-1768) formé à l’Université d’Uppsala fit la première découverte de l’antimoine natif au sein des mines d’argent voisines de Sala.

L’antimoine dans la vie courante :
Combiné aux dérivés organiques du brome, le trioxyde d’antimoine Sb2O3 intervient comme retardateur de flamme (ignifuge), en particulier dans les jouets, vêtements et sièges passagers.
Uni au plomb et à d’autres métaux, l’antimoine augmente drastiquement la dureté et la résistance des alliages formés. De tels matériaux sont utilisés dans les batteries et les soudures.
L’antimoine est de plus en plus utilisé comme dopant dans les semi-conducteurs (détecteurs infrarouge, diodes). Associé à l’indium ou au gallium, il permet des jonctions dites P-N. Associé au bismuth et au tellure, il dope les propriétés thermoélectriques par l’obtention d’un alliage ternaire Bi-Sb-Te. Ce dernier peut ainsi être utilisé dans les modules Peltier dont le principe est la conversion d’un courant électrique en gradient de température (effet Peltier).

Module Peltier
Bleu : semi-conducteur P (Gallium ou Bismuth ou Bore)
Rouge : semi-conducteur N (Antimoine, Arsenic)
Jaune : pont métallique assurant la circulation des électrons
Vert : céramiques
En haut : source chaude (à refroidir)
Crédit photo : Sgbeer/German Wikipedia

L’antimoniate de méglumine, dérivé pentavalent de l’antimoine, figure sur la liste des médicaments essentiels de l’OMS. Il est utilisé dans le traitement de certaines parasitoses (leishmanioses) .

La molécule d’antimoniate de méglumine, antiparasitaire à base d’antimoine - Crédit photo :Bob Saint Clar, 2014, wikimedia

L’antimoine à l’Institut UTINAM :
L’antimoine n’a pas d’application à l’Institut UTINAM.