Оқылғандай қаңылтыр. Қалайы атомының құрылымы. Маңызды табиғи қосылыстар

1с 2 2с 2 2б 6 3с 2 3б 6 3г 10 4с 2 4б 5 .

Валенттік электрондар қою шрифтпен жазылған. p-элемент тұқымдасына жатады. Ең үлкен бас кванттық сан 4, ал сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондар саны 7 болғандықтан, бром периодтық жүйенің VIIA тобының 4-ші периодында орналасқан. Валенттік электрондардың энергетикалық диаграммасы:

Германий.

1с 2 2с 2 2б 6 3с 2 3б 6 3г 10 4с 2 4б 2 .

Валенттік электрондар қою шрифтпен жазылған. p-элемент тұқымдасына жатады. Ең үлкен бас кванттық сан 4, ал сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондар саны 4 болғандықтан, германий периодтық жүйенің 4-ші периодында, IVA тобында орналасқан. Валенттік электрондардың энергетикалық диаграммасы:

Кобальт.

1с 2 2с 2 2б 6 3с 2 3б 6 3г 7 4с 2 .

Валенттік электрондар қою шрифтпен жазылған. d-элемент тұқымдасына жатады. Кобальт периодтық жүйенің 4-ші периодында, VIIB тобында орналасқан. Валенттік электрондардың энергетикалық диаграммасы:

Мыс.

1с 2 2с 2 2б 6 3с 2 3б 6 3г 10 4с 1 .

Валенттік электрондар қою шрифтпен жазылған. d-элемент тұқымдасына жатады. Ең үлкен бас кванттық сан 4, ал сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрондар саны 1 болғандықтан, мыс периодтық жүйеде 4-ші периодта, I топта орналасқан. Валенттік электрондардың энергетикалық диаграммасы:

Жеңіл түсті металл, қарапайым бейорганикалық зат. Sn, stannum (stannum) периодтық жүйеде көрсетілген. Латын тілінен аударғанда «күшті, табанды» дегенді білдіреді. Бастапқыда бұл сөз қорғасын мен күмістің қорытпасын атау үшін қолданылды, ал кейінірек олар таза қалайы деп атай бастады. «Қалайы» сөзі славяндық тамырларға ие және «ақ» дегенді білдіреді.

Металл шашыраңқы элементтерге жатады және жердегі ең көп таралған емес. Ол табиғатта әртүрлі минералдар түрінде кездеседі. Өнеркәсіптік өндіру үшін ең маңыздылары: касситерит – қалайы тас, ал станнин – қалайы пирит. Қалайы, әдетте, осы заттың 0,1 пайызынан аспайтын кендерден өндіріледі.

Қалайы қасиеттері

Күміс-ақ түсті жеңіл жұмсақ пластикалық металл. Оның үш құрылымдық модификациясы бар, ол +13,2°С температурада α-қалайы (сұр қалайы) күйінен β-қалайға (ақ қалайы) +13,2°С температурада, t +161°С температурада γ-қалайы күйіне өтеді. . Модификациялар олардың қасиеттері бойынша өте ерекшеленеді. α-қаңылтыр – сұр ұнтақ, ол жартылай өткізгіштерге жатады, β-қаңылтыр (бөлме температурасында «қарапайым қалайы») күмістей иілгіш металл, γ-қалайы – ақ сынғыш металл.

Химиялық реакцияларда қалайы полиморфизмді, яғни қышқылдық және негіздік қасиеттерді көрсетеді. Реагент ауада және суда айтарлықтай инертті, өйткені ол тез коррозиядан қорғайтын күшті оксидті қабықпен жабылады.

Қалайы бейметалдармен оңай әрекеттеседі, қиындықпен - концентрлі күкірт және тұз қышқылымен; сұйылтылған күйде бұл қышқылдармен әрекеттеспейді. Ол концентрлі және сұйылтылған азот қышқылымен әрекеттеседі, бірақ әртүрлі жолдармен. Бір жағдайда қалайы қышқылы, екіншісінде қалайы нитраты алынады. Сілтілермен қыздырғанда ғана әрекеттеседі. Оттегімен екі оксид түзеді, тотығу дәрежесі 2 және 4. Ол органотиндік қосылыстардың тұтас класының негізі болып табылады.

Адам ағзасына әсері

Қалайы адамдар үшін қауіпсіз болып саналады, ол біздің денемізде және күн сайын біз оны тағаммен аз мөлшерде аламыз. Оның ағзаның қызметіндегі рөлі әлі зерттелмеген.

Қалайы мен оның аэрозоль бөлшектерінің булары қауіпті, өйткені ұзақ және тұрақты ингаляция кезінде өкпе ауруын тудыруы мүмкін; қалайының органикалық қосылыстары да улы, сондықтан онымен және оның қосылыстарымен қорғаныс құралдарында жұмыс істеу керек.

Қалайы сутегі, SnH 4 сияқты қаңылтыр қосылысы өте ескі консервілерді жеген кезде қатты улануды тудыруы мүмкін, онда органикалық қышқылдар банка қабырғаларында қалайы қабатымен әрекеттеседі (консервілер жасалатын қалайы жұқа болады). темір парақ, екі жағы қалайы жалатылған). Қалайы сутегімен улану тіпті өлімге әкелуі мүмкін. Симптомдары құрысулар мен тепе-теңдікті жоғалту сезімін қамтиды.

Ауа температурасы 0°С-тан төмен түскенде ақ қалайы сұр қалайының модификациясына айналады. Бұл жағдайда заттың көлемі шамамен төрттен ұлғаяды, қалайы өнімі жарылып, сұр ұнтаққа айналады. Бұл құбылыс «қалайы оба» деп атала бастады.

Кейбір тарихшылардың пікірінше, «қаңылтыр оба» Ресейдегі Наполеон әскерінің жеңілу себептерінің бірі болды, өйткені ол француз сарбаздарының киімінің түймелері мен белдік тоғаларын ұнтаққа айналдырды және сол арқылы армияны тоздыратын әсер етті.

Міне, нақты тарихи факт: ағылшын полярлық зерттеушісі Роберт Скотттың Оңтүстік полюске жасаған экспедициясы қайғылы аяқталды, соның ішінде олардың жанармайының бәрі қалайы герметикалық цистерналардан төгілді, олар қарда жүретін көліктерін жоғалтты және болған жоқ. жаяу жүруге жеткілікті күш.

Қолдану

Балқытылған қалайының көп бөлігі металлургия үшін пайдаланылады әртүрлі қорытпаларды өндіру. Бұл қорытпалар мойынтіректерді, қаптама фольгасын, қалайы, қола, дәнекерлеуіштерді, сымдарды және типографиялық шрифттерді жасау үшін қолданылады.
- Фольга (станьол) түріндегі қалайы конденсаторлар, ыдыстар, өнер бұйымдары, орган құбырлары өндірісінде сұранысқа ие.
- Құрылымдық титан қорытпаларын легірлеу үшін қолданылады; темірден және басқа металдардан жасалған бұйымдарға коррозияға қарсы жабындарды жағу үшін (қалайылау).
- Цирконий қорытпасы жоғары отқа төзімді және коррозияға төзімді.
- қалайы (II) оксиді - оптикалық шыныларды өңдеуде абразив ретінде қолданылады.
- аккумуляторларды өндіру үшін қолданылатын материалдардың бір бөлігі.
- «Алтынға арналған» бояғыштар, жүнге арналған бояулар өндірісінде.
- Жасанды қалайы радиоизотоптары биологияда, химияда, материалтануда спектроскопиялық зерттеу әдістерінде γ-сәулелену көзі ретінде қолданылады.
- Қалайдың дихлориді (қалайы тұзы) аналитикалық химияда, тоқыма өнеркәсібінде бояу үшін, химия өнеркәсібінде органикалық синтез және полимерлер алу үшін, мұнай өңдеуде - майларды түссіздандыру үшін, шыны өнеркәсібінде - шыны өңдеу үшін қолданылады.
- Қалайы бор фториді өнеркәсіпке қажетті қалайы, қола және басқа қорытпаларды өндіру үшін қолданылады; қалайылау үшін; ламинация.

TIN (Latin Stannum), Sn, атомдық нөмірі 50, атомдық массасы 118,710 химиялық элемент. «Станнум» және «қаңылтыр» сөздерінің шығу тегі туралы әртүрлі болжамдар бар. Латынша «станнум», ол кейде саксондық «жүз» - берік, қатты, бастапқыда күміс пен қорғасын қорытпасын білдіреді. Бірқатар славян тілдерінде қорғасын «қалайы» деп аталды. Мүмкін, орысша атауы «ол», «қаңылтыр» - сыра, езбе, бал сөздерімен байланысты: оларды сақтау үшін қалайы ыдыстар пайдаланылды. Ағылшын әдебиетінде қалайы сөзі қалайы атауы үшін қолданылады. Қалайдың химиялық таңбасы Sn «stannum» деп оқылады.

Табиғи қалайы массалық сандары 112 (масса бойынша 0,96% қоспада), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7, 61%), 118 (қоспада) тоғыз тұрақты нуклидтерден тұрады. 24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%) және бір әлсіз радиоактивті қалайы-124 (5,94%). 124Sn - b-эмиттер, оның жартылай ыдырау периоды өте ұзақ және T1/2 = 1016-1017 жыл. Қалай Д.И.Менделеев элементтерінің периодтық жүйесінің IVA тобында бесінші периодта орналасқан. Сыртқы электрон қабатының конфигурациясы 5s25p2. Өзінің қосылыстарында қалайы +2 және +4 тотығу дәрежесін көрсетеді (тиісінше II және IV валенттіліктер).

Бейтарап қалайы атомының металл радиусы 0,158 нм, Sn2 + ионының радиусы 0,118 нм және Sn4 + ионының 0,069 нм (координация нөмірі 6). Бейтарап қалайы атомының ретті иондану энергиясы 7,344 эВ, 14,632, 30,502, 40,73 және 721,3 эВ. Полинг шкаласы бойынша қалайының электртерістігі 1,96, яғни қалайы металдар мен бейметалдар арасындағы шартты шекарада.

Химия туралы мәлімет

Радиохимия

Радиохимия – радиоактивті заттардың химиясын, олардың физикалық және химиялық әрекетінің заңдылықтарын, ядролық түрленулер химиясын және олармен жүретін физикалық-химиялық процестерді зерттейді. Радиохимияның келесі ерекшеліктері бар: бұрғымен жұмыс ...

Старк, Иоганнес

Неміс физигі Иоганнес Старк Шекенхоф қаласында (Бавария) жер иесінің отбасында дүниеге келген. Ол Байройт және Регенсбург орта мектептерінде оқыды және 1894 жылы Мюнхен университетіне түсіп, 1897 жылы докторлық диссертациясын қорғады ...

Th - торий

TORIUM (латынша Thorium), Th, периодтық жүйенің III тобының химиялық элементі, атомдық нөмірі 90, атомдық массасы 232,0381, актинидтерге жатады. Қасиеттері: радиоактивті, ең тұрақты изотоп 232Th (жартылай ыдырау периоды 1,389 & м ...

Қалайы(лат. Stannum), Sn, Менделеевтің периодтық жүйесінің IV тобының химиялық элементі; атомдық нөмірі 50, атомдық массасы 118,69; ақ жылтыр металл, ауыр, жұмсақ және иілгіш. Элемент массалық сандары 112, 114-120, 122, 124 болатын 10 изотоптан тұрады; соңғысы әлсіз радиоактивті; 120 Sn изотопы ең кең таралған (шамамен 33%).

Тарих анықтамасы. О. мыс – қоламен құймалар б.з.б. 4 мыңжылдықта белгілі болды. б.з.б., ал таза металл б.з.б. 2 мыңжылдықта. e. Ежелгі дүниеде зергерлік бұйымдар, ыдыс-аяқ, ыдыс-аяқ О. «Станнум» және «қаңылтыр» атауларының шығу тегі нақты анықталған жоқ.

Табиғатта таралуы. О. жер қыртысының жоғарғы бөлігіне тән элемент болып табылады, оның литосферадағы мөлшері 2,5 · 10 = 4% массалық, қышқылды магмалық жыныстарда 3 · 10 = 4%, ал тереңірек негіздік тау жыныстарында 1,5 · 10 =. 4%; мантияда одан да аз О. Оттегінің концентрациясы магмалық процестермен де («қалайы бар граниттер», О. байытылған пегматиттер деп аталады) және гидротермиялық процестермен де байланысты; О.-ның 24 белгілі минералының 23-і жоғары температура мен қысымда түзілген. Негізгі өнеркәсіптік құндылығы - касситерит SnO 2, аз станнин Cu 2 FeSnS 4 (қараңыз. Қалай кені). O. биосферада әлсіз қоныс аударады; теңіз суыоның тек 3 · 10 = 7%; жоғары құрамында O бар су өсімдіктері белгілі.Бірақ биосферадағы О.геохимиясының жалпы тенденциясы дисперстік.

Физикалық және Химиялық қасиеттері... O. екі полиморфты модификациясы бар. Қарапайым b-Sn (ақ O.) кристалдық торы периодтары бар тетрагональды. a = 5,813 , бірге= 3,176; тығыздығы 7,29 Г/см 3. 13,2 ° C төмен температурада a-Sn (сұр O) алмаз түрінің текше құрылымымен тұрақты; тығыздығы 5,85 Г/см 3. b a ауысуы металдың ұнтаққа айналуымен бірге жүреді (қараңыз. Қалайы оба), тжоғары 231,9 ° C, ткип 2270 ° C. Температура коэффициентісызықтық кеңею 23 10 = 6 (0-100 ° C); меншікті жылу (0 ° C) 0,225 кДж/(кг K), яғни 0,0536 нәжіс/(Г° C); жылу өткізгіштік (0 ° C) 65,8 сейс/(м K), яғни 0,157 нәжіс/(см·- сек° C); электр кедергісі (20 ° C) 0,115 10 = 6 ом· м, яғни 11,5 10 = 6 ом· смСозылу беріктігі 16.6 Mn/м 2 (1,7 кгс/мм 2)" , ұзарту 80-90%; Бринелл қаттылығы 38,3-41,2 Mn/м 2 (3,9-4,2 кгс/мм 2).Шыбықтарды майыстыру кезінде кристаллиттердің өзара үйкелісінен тән сықырлау естіледі.

5 атомның сыртқы электрондарының конфигурациясына сәйкес с 2 5б 2 O. екі тотығу дәрежесі бар: +2 және +4; соңғысы тұрақтырақ; Sn (P) қосылыстары күшті тотықсыздандырғыштар болып табылады. 100 ° C дейінгі температурадағы құрғақ және ылғалды ауа іс жүзінде оттегін тотықтырмайды: ол жұқа, күшті және тығыз SnO 2 қабықшасымен қорғалған. О. суық және қайнаған суға қатысты тұрақты. Қышқыл ортада O. стандартты электродтық потенциалы - 0,136 v... Оттегі сұйылтылған HCl және H 2 SO 4 сутегін суықта баяу ығыстырып, сәйкесінше хлорид SnCl 2 және сульфат SnSO 4 түзеді. Оттегі ыстық концентрлі H 2 SO 4 қыздырғанда ериді, Sn (SO 4) 2 және SO 2 түзеді. Суық (O°C) сұйылтылған азот қышқылы реакцияға сәйкес О.

4Sn + 10HNO 3 = 4Sn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Концентрлі HNO 3 (тығыздығы 1,2-1,42) қыздырғанда Г/см 3) O. гидратация дәрежесі айнымалы болатын H 2 SnO 3 мета-қалай қышқылының тұнбасын түзу арқылы тотығады:

3Sn + 4HNO 3 + n H 2 O = 3H 2 SnO 3 · n H 2 O + 4NO.

Концентрлі сілті ерітінділерінде оттегін қыздырғанда сутегі бөлініп, гексагидростаннат түзіледі:

Sn + 2KON + 4H 2 O = K 2 + 2H 2.

Ауадағы оттегі оттегін пассивтендіреді, оның бетінде SnO 2 қабығы қалады. Химиялық жағынан SnO 2 диоксиді өте тұрақты, ал SnO оксиді тез тотығады, ол жанама жолмен алынады. SnO 2 негізінен қышқылдық, SnO - негіздік қасиеттерді көрсетеді.

О. сутегімен тікелей қосылмайды; SnH 4 гидриді Mg 2 Sn және тұз қышқылының әрекеттесуінен түзіледі:

Mg 2 Sn + 4HCl = 2MgCl 2 + SnH 4.

Бұл түссіз улы газ ткип -52 ° C; ол өте нәзік, бөлме температурасында ол бірнеше күн ішінде Sn және H 2, ал 150 ° C жоғары - бірден ыдырайды. Ол сондай-ақ О. тұздарына бөлу кезінде сутегінің әсерінен түзіледі, мысалы:

SnCl 2 + 4HCl + 3Mg = 3MgCl 2 + SnH 4.

Галогендермен O. SnX 2 және SnX 4 құрамды қосылыстар береді. Біріншілері тұзды және ерітінділерде Sn 2+ иондарын береді, соңғылары (SnF 4-тен басқасы) сумен гидролизденеді, бірақ полярсыз ериді. органикалық сұйықтықтар... O. құрғақ хлормен әрекеттескенде (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) тетрахлорид SnCl 4 алынады; бұл күкіртті, фосфорды, йодты жақсы ерітетін түссіз сұйықтық. Бұрын берілген реакцияға сәйкес, жұмыстан шыққан консервіленген өнімдерден кен шығарылатын. Қазір хлордың уыттылығына және О-ның жоғары жоғалуына байланысты әдіс кеңінен қолданылмайды.

SnX 4 тетрагалидтері H 2 O, NH 3, азот оксидтері, PCl 5, спирттер, эфирлер және көптеген органикалық қосылыстармен күрделі қосылыстар түзеді. Галогенсутек қышқылдарымен оттегі галогенидтері ерітінділерде тұрақты күрделі қышқылдарды береді, мысалы, H 2 SnCl 4 және H 2 SnCl 6. Сумен сұйылтқанда немесе бейтараптандырғанда, жай немесе күрделі хлоридтердің ерітінділері гидролизденіп, ақ түсті тұнбалар береді Sn (OH) 2 немесе H 2 SnO 3 · n H2O.Күкіртпен O. суда және сұйылтылған қышқылдарда ерімейтін сульфидтерді береді: қоңыр SnS және алтын-сары SnS 2.

Қабылдау және өтініш беру. Кенді өнеркәсіптік өндіру мақсатқа сай, егер оның шөгінділердегі мөлшері 0,01%, кендерде 0,1%; әдетте ондық және пайыз бірліктері. Рудалардағы кендер көбінесе W, Zr, Cs, Rb, сирек жер элементтері, Ta, Nb және басқа бағалы металдармен бірге жүреді. Бастапқы шикізат байытылады: пласерлер – негізінен гравитация арқылы, кендер – сонымен қатар флотация немесе флотация арқылы.

Құрамында 50-70% O. бар концентраттар күкіртті кетіру үшін күйдіріледі, ал темір НСl әсерінен жойылады. Вольфрамит (Fe, Mn) WO 4 және шеелит CaWO 4 қоспалары болса, концентратты HCl өңдейді; алынған WO 3 · H 2 O NH 4 OH көмегімен қалпына келтіріледі. Концентраттарды көмірмен электрлік немесе күйдірілген пештерде балқыту арқылы құрамында Cu, Pb, Fe, As, Sb, және Bi қоспалары бар өрескел кен (94-98% Sn) алынады. Пештерден шығарылған кезде 500-600°С температурада өрескел кенді кокс арқылы сүзеді немесе центрифугалайды, сол арқылы темірдің негізгі бөлігін ажыратады. Fe және Cu қалдығы элементтік күкіртті сұйық металға араластыру арқылы жойылады; қоспалар қатты сульфидтер түрінде қалқып жүреді, олар кеннің бетінен тазартылады.мышьяк пен сурьма алюминийді араластыру арқылы, ал қорғасыннан SnCl 2 арқылы дәл осылай тазартылады. Кейде Bi және Pb вакуумде буланады. Электролиттік тазарту және аймақтық қайта кристалдану салыстырмалы түрде сирек қолданылады, жоғары таза О алу үшін.

Барлық өндірілген металдың шамамен 50%-ын қайталама металл құрайды; ол қаңылтыр қалдықтарынан, сынықтардан және әртүрлі қорытпалардан алынады. Темір рудасының 40%-ға дейіні қалайы өңдеуге жұмсалады, қалғаны дәнекерлеу, подшипник және баспа қорытпаларын өндіруге жұмсалады (қараңыз. Қалайы қорытпалары). SnO 2 диоксиді ыстыққа төзімді эмальдар мен глазурь жасау үшін қолданылады. Тұз – натрий станниті Na 2 SnO 3 · 3H 2 O маталарды мордантпен бояуда қолданылады. Crystalline SnS 2 («алтын жапырақ») алтын жалатуға еліктейтін бояуларға кіреді. Ниобий станниді Nb 3 Sn - ең көп қолданылатын асқын өткізгіш материалдардың бірі.

Н.Н.Севрюков.

О.-ның өзінің және оның бейорганикалық қосылыстарының көпшілігінің уыттылығы төмен. Өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын элементарлы оттегімен туындаған жедел улану іс жүзінде болмайды. Әдебиеттерде сипатталған уланудың жеке жағдайлары мышьяктан О. тазалау қалдықтарына судың кездейсоқ түсуі кезінде AH 3 бөлінуінен туындайды. Қалайы балқыту зауыттарының жұмысшылары шаңмен ұзақ әсер еткенде оксид оксиді (қара оксид, SnO деп аталатын) дамуы мүмкін. пневмокониоз, қалайы фольга өндірумен айналысатын жұмысшылар кейде созылмалы экземамен ауырады. O. тетрахлорид (SnCl 4 5H 2 O) ауадағы концентрациясы 90-тан асқанда мг/м 3 жоғарғы тыныс жолдарын тітіркендіретін, жөтелді тудыратын; теріге түсіп, O. хлориді оның жарасын тудырады. Күшті конвульсивті улану - күйдіргіш сутегі (станнометан, SnH 4), бірақ өндірістік жағдайларда оның пайда болу ықтималдығы шамалы. Ұзақ дайындалған консервілерді жеу кезінде ауыр улану консервілерде SnH 4 түзілуімен байланысты болуы мүмкін (жарты құтыдағы органикалық қышқылдардың әсерінен). Қалайы сутегімен жедел улану үшін конвульсиялар, теңгерімсіздік тән; өлім болуы мүмкін.

Органикалық қосылыстар О., әсіресе ди- және триалкил, орталыққа айқын әсер етеді жүйке жүйесі... Триалкил қосылыстарымен улану белгілері: бас ауруы, құсу, бас айналу, құрысулар, парездер, паралич, көрудің бұзылуы. Кома жиі дамиды (қараңыз. Кома), өліммен аяқталатын жүрек және тыныс алу бұзылыстары. О.-ның диалкил қосылыстарының уыттылығы біршама төмен, уланудың клиникалық көрінісінде бауыр мен өт жолдарының зақымдану белгілері басым. Алдын алу: Еңбек гигиенасы ережелерін сақтау.

Көркем материал ретінде О. Тамаша құйма қасиеттері, иілгіштігі, кескішке иілгіштігі және асыл күмістей ақ түсі кеннің сәндік-қолданбалы өнерде қолданылуын анықтады. Ежелгі Египетте басқа металдарға балқытылған О.-дан зергерлік бұйымдар жасалды. 13 ғасырдың аяғынан бастап. Батыс Еуропа елдерінде О.-дан күміске ұқсас, бірақ сұлбасы жұмсақ, терең және дөңгеленген гравюра штрихтары бар (жазбалар, ою-өрнектер) ыдыстар мен шіркеу ыдыстары Батыс Еуропа елдерінде пайда болды. 16 ғасырда. Ф.Бриот (Франция) мен К.Эндерлейн (Германия) О.-дан рельефті бейнелері бар (елтаңбалар, мифологиялық, жанрлық көріністер) салтанатты тостағандарды, ыдыс-аяқтарды, тостағандарды құя бастады. А.Ш. Булеенгізген О маркетчиликжиһазды аяқтаған кезде. Ресейде офтальмологиядан жасалған бұйымдар (айна жақтаулары, ыдыстар) 17 ғасырда кең тарады; 18 ғасырда. Ресейдің солтүстігінде эмальмен қаңылтырмен қапталған мыс лотоктар, шәйнектер, иіс қораптары өндірісі өзінің гүлдену кезеңіне жетті. 19 ғасырдың басына қарай. О-дан жасалған ыдыстар фаянсқа жол берді, ал О.-ны көркемдік материал ретінде пайдалану сирек болды. Майлы киімнен жасалған заманауи сәндік бұйымдардың эстетикалық артықшылығы - заттың құрылымын нақты анықтау және бетінің айнадай тазалығы, оған қосымша өңдеусіз құю арқылы қол жеткізіледі.

Лит.:Севрюков Н.Н., Тин, кітапта: Қысқаша химиялық энциклопедия, 3-том, М., 1963, б. 738-39; Қалай металлургиясы, М., 1964; Некрасов Б.В., «Жалпы химия негіздері», 3-бас., 1-том, М., 1973, б. 620-43; Рипан П., Четяну И., Бейорганикалық химия, 1-бөлім - Металлдар химиясы, транс. бөлмесімен., М., 1971, б. 395-426; Кәсіптік аурулар, 3-бас., М., 1973; Өнеркәсіптегі зиянды заттар, 2 бөлім, 6-шы басылым, М, 1971; Tardy, Les étspan> français, pt. 1-4, Б. 1957-64; Мори Л., Шенес Зинн, Мюнх., 1961; Хаедеке Х., Зинн, Брауншвейг, 1963 ж.

Периодтық жүйенің әрбір химиялық элементі және одан түзілген қарапайым және күрделі заттар бірегей. Олардың бірегей қасиеттері бар және олардың көпшілігі адам өмірі мен жалпы болмысына даусыз елеулі үлес қосады. Қалайы химиялық элементі де ерекшелік емес.

Адамдардың бұл металмен танысуы сонау ерте заманнан басталады. Бұл химиялық элемент адамзат өркениетінің дамуында шешуші рөл атқарды, бүгінгі күнге дейін қалайының қасиеттері кеңінен қолданылады.

Тарихта қалайы

Адамдардың бұрын сенгеніндей, тіпті кейбір сиқырлы қасиеттері бар бұл метал туралы алғашқы ескертулер библиялық мәтіндерде кездеседі. Қалай қола дәуірінде өмірді жақсартуда шешуші рөл атқарды. Ол кезде адамның ең берік металл қорытпасы қола болды, оны мысға қалайы химиялық элемент қосса алуға болады. Бірнеше ғасырлар бойы бұл материалдан құрал-саймандардан зергерлік бұйымдарға дейін барлығы жасалды.

Темірдің қасиеттері ашылғаннан кейін қалайы қорытпасы қолданылуын тоқтатқан жоқ, әрине, ол бір масштабта қолданылмайды, бірақ қола, сонымен қатар оның басқа да көптеген қорытпалары бүгінде адам өнеркәсіпте белсенді түрде қолданылады. , технология мен медицинада қалайы хлормен әрекеттесу арқылы алынатын хлоридті қалайы сияқты осы металдың тұздарымен бірге бұл сұйықтық 112 градус Цельсийде қайнайды, суда жақсы ериді, кристалды гидраттар түзеді және ауада түтіндейді.

Периодтық жүйедегі элементтің орны

Қалайы химиялық элементі (латынша атауы stannum – «stannum», Sn белгісімен жазылған) Дмитрий Иванович Менделеев бесінші кезеңде елу санына дұрыс қойылған. Бірқатар изотоптары бар, ең көп таралғаны 120 изотопы. Бұл металда да кездеседі негізгі топшаалтыншы топтан көміртегімен, кремниймен, германиймен және флеровиймен бірге. Оның орналасуы амфотерлік қасиеттерді болжайды, ал қалайы бірдей қышқылды және төменде толығырақ сипатталатын негізгі сипаттамаларға ие.

Периодтық жүйеде қалайының атомдық массасы да көрсетілген, ол 118,69-ға тең. Электрондық конфигурация 5s 2 5p 2 болып табылады, ол күрделі заттардың құрамында металға +2 және +4 тотығу күйлерін көрсетуге мүмкіндік береді, тек p-қосалқы деңгейден екі электронды немесе s- мен p-ден төрт электрон береді, бүкіл сыртқы деңгейді толығымен босату.

Элементтің электронды сипаттамасы

Атомдық нөмірге сәйкес қалайы атомының перинуклеарлық кеңістігінде елуге жуық электрон бар, олар бес деңгейде орналасады, олар өз кезегінде бірқатар ішкі деңгейлерге бөлінеді. Алғашқы екеуінде тек s- және p- ішкі деңгейлері бар, ал үшіншіден бастап s-, p-, d--ға үш есе бөліну жүреді.

Сыртқы түрін қарастырайық, өйткені бұл атомның химиялық белсенділігін анықтайтын оның құрылымы мен электрондармен толтырылуы. Қозбаған күйде элемент екіге тең валенттілік көрсетеді; қозу кезінде бір электрон s-ішкі деңгейден p-ішкі деңгейдің бос орнына ауысады (оның құрамында ең көбі үш жұпталмаған электрон болуы мүмкін). Бұл жағдайда қалайы валенттілік пен тотығу дәрежесі 4-ке тең, өйткені жұпталған электрондар жоқ, бұл олардың төменгі деңгейлерде химиялық әрекеттесу процесінде ештеңе ұстамайтынын білдіреді.

Қарапайым зат металл және оның қасиеттері

Қалай күміс түсті металл және төмен балқитын топқа жатады. Металл жұмсақ және салыстырмалы түрде оңай деформацияланады. Қалайы сияқты металға бірқатар ерекшеліктер тән. 13,2-ден төмен температура қалайының металдық модификациясының ұнтақты түрге ауысу шекарасы болып табылады, ол түстің күміс-ақ түстен сұрға дейін өзгеруімен және заттың тығыздығының төмендеуімен жүреді. Қалайы 231,9 градуста ериді, ал Цельсий бойынша 2270 градуста қайнайды. Ақ қаңылтырдың кристалдық тетрагональды құрылымы металдың майысқан жерінде қызған кездегі және заттың кристалдарының бір-біріне үйкелісімен тән қытырлақ күйін түсіндіреді. Сұр қаңылтырдың текше жүйесі бар.

Қалайдың химиялық қасиеттері екі жақты сипатқа ие, ол қышқылдық та, негіздік те реакцияларға түседі, амфотерлік. Металл сілтілермен, сондай-ақ күкірт және азот сияқты қышқылдармен әрекеттеседі және галогендермен әрекеттескенде белсенді болады.

Қалайы қорытпалары

Неліктен таза металдардың орнына құрамдас бөліктерінің белгілі бір пайызы бар олардың қорытпалары жиі қолданылады? Өйткені, қорытпаның жеке металда жоқ қасиеттері бар немесе бұл қасиеттер әлдеқайда күштірек көрінеді (мысалы, электр өткізгіштік, коррозияға төзімділік, қажет болған жағдайда металдардың физикалық және химиялық сипаттамаларын пассивациялау немесе белсендіру және т. .). Қалайы (суретте таза металдың үлгісі көрсетілген) көптеген қорытпаларда кездеседі. Оны қосымша немесе негізгі материал ретінде пайдалануға болады.

Бүгінгі күні қалайы сияқты металдың көптеген қорытпалары белгілі (олардың бағасы кеңінен өзгереді), біз ең танымал және қолданылатындарын қарастырамыз (белгілі бір қорытпаларды пайдалану тиісті бөлімде талқыланады). Жалпы күйік қорытпаларының келесі сипаттамалары бар: жоғары икемділік, төмен қаттылық пен беріктік.

Қорытпалардың кейбір мысалдары

Маңызды табиғи қосылыстар

Қалайы бірқатар табиғи қосылыстар – кендер түзеді. Металл 24 минералды қосылыстар түзеді, өнеркәсіп үшін ең маңыздысы қалайы оксиді – касситерит, сонымен қатар қабат – Cu 2 FeSnS 4. Қалай жер қыртысында дисперсті, ал оның түзетін қосылыстары магниттік тегі. Өнеркәсіпте политин қышқылдары мен қалайы силикаттарының тұздары да қолданылады.

Қалайы және адам денесі

Қалайы химиялық элементі адам ағзасындағы сандық құрамы бойынша микроэлемент болып табылады. Оның негізгі жинақталуы сүйек тінінде орналасады, онда қалыпты металл құрамы оның уақтылы дамуына және тірек-қимыл аппаратының жалпы жұмысына ықпал етеді. Сүйектерден басқа, қалайы асқазан-ішек жолдарында, өкпеде, бүйректе, жүректе шоғырланған.

Бұл металдың шамадан тыс жиналуы дененің жалпы улануына, тіпті қолайсыз гендік мутацияларға ұзақ әсер етуі мүмкін екенін ескеру маңызды. Жақында бұл мәселе өте өзекті болып табылады, өйткені қоршаған ортаның экологиялық жағдайы көп нәрсені қалаусыз қалдырады. Мегаполистердің және өнеркәсіптік аймақтарға жақын орналасқан аудандардың тұрғындары арасында қалайы улану ықтималдығы жоғары. Көбінесе улану өкпедегі қалайы тұздарының, мысалы, қалайы хлориді және т.б. жинақталуымен жүреді. Сонымен қатар, микроэлементтердің жетіспеушілігі өсудің тежелуіне, есту қабілетінің төмендеуіне және шаштың түсуіне әкелуі мүмкін.

Қолдану

Металл көптеген металлургиялық зауыттар мен компанияларда коммерциялық қол жетімді. Ол қалайы сияқты таза қарапайым заттан жасалған құйма, шыбық, сым, цилиндр, анод түрінде шығарылады. Бағасы 1 кг үшін 900-ден 3000 рубльге дейін.

Қалай таза пішінсирек қолданылады. Негізінен оның қорытпалары мен қосылыстары – тұздар қолданылады. Пісіруге арналған қалайы мыс қорытпаларынан, болаттан, мыстан жасалған жоғары температура мен күшті механикалық жүктемелерге ұшырамайтын бөлшектерді бекіту кезінде қолданылады, бірақ алюминийден немесе оның қорытпаларынан жасалғандарға ұсынылмайды. Қалайы қорытпаларының қасиеттері мен сипаттамалары тиісті тарауда сипатталған.

Микросұлбаларды дәнекерлеу үшін дәнекерлеуіштер қолданылады, бұл жағдайда қалайы сияқты металға негізделген қорытпалар да өте қолайлы. Фотосуретте қалайы-қорғасын қорытпасын пайдалану процесі көрсетілген. Оның көмегімен сіз өте нәзік жұмыс жасай аласыз.

Қаңылтырдың коррозияға төзімділігі жоғары болғандықтан, оны консервіленген темір (қаңылтыр) – тамақ өнімдеріне арналған қаңылтыр банка жасау үшін пайдаланады. Медицинада, атап айтқанда стоматологияда қалайы тістерді толтыру үшін қолданылады. Үй құбырлары қаңылтырмен жабылған, мойынтіректер оның қорытпаларынан жасалған. Бұл заттың электротехникаға қосқан үлесі баға жетпес.

Электролит ретінде фторбораттар, сульфаттар және хлоридтер сияқты қалайы тұздарының судағы ерітінділері қолданылады. Қалай оксиді - керамикаға арналған глазурь. Пластикалық және синтетикалық материалдарға әртүрлі қалайы туындыларын енгізу арқылы олардың тұтанғыштығын және зиянды түтіндердің бөлінуін азайтуға болады.