Tin așa cum se citește. Structura atomului de staniu. Cei mai importanți compuși naturali

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Electronii de valență sunt indicați cu caractere aldine. Aparține familiei de elemente p. Deoarece cel mai mare număr cuantic principal este 4, iar numărul de electroni din nivelul energetic exterior este 7, bromul este situat în a 4-a perioadă, grupa VIIA a Tabelului Periodic. Diagrama de energie pentru electronii de valență arată astfel:

germaniu.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Electronii de valență sunt indicați cu caractere aldine. Aparține familiei de elemente p. Deoarece cel mai mare număr cuantic principal este 4, iar numărul de electroni din nivelul energetic exterior este 4, germaniul este situat în a 4-a perioadă, grupa IVA din Tabelul Periodic. Diagrama de energie pentru electronii de valență arată astfel:

Cobalt.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 .

Electronii de valență sunt indicați cu caractere aldine. Aparține familiei de elemente d. Cobaltul este situat în perioada a 4-a, grupa VIIB a Tabelului Periodic. Diagrama de energie pentru electronii de valență arată astfel:

Cupru.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

Electronii de valență sunt indicați cu caractere aldine. Aparține familiei de elemente d. Deoarece cel mai mare număr cuantic principal este 4, iar numărul de electroni din nivelul energetic exterior este 1, cuprul este situat în a 4-a perioadă, Grupa I a Tabelului Periodic. Diagrama de energie pentru electronii de valență arată astfel.

Metal neferos ușor, o substanță anorganică simplă. În tabelul periodic este desemnat Sn, stannum. Tradus din latină înseamnă „durabil, rezistent”. Inițial, acest cuvânt a fost folosit pentru a se referi la un aliaj de plumb și argint și abia mai târziu au început să numească staniu pur în acest fel. Cuvântul „staniu” are rădăcini slave și înseamnă „alb”.

Metalul este un oligoelement și nu este cel mai comun de pe pământ. Se găsește în natură sub formă de diferite minerale. Cele mai importante pentru minerit industrial: casiterita - piatra de staniu și stannin - pirita de staniu. Staniul este extras din minereuri, care de obicei nu conține mai mult de 0,1 la sută din această substanță.

Proprietățile staniului

Metal ușor, moale, ductil, cu o culoare alb-argintiu. Are trei modificări structurale, trece de la starea α-staniu (staniu gri) la β-staniu (staniu alb) la o temperatură de +13,2 °C și la starea γ-staniu la +161 °C. Modificările diferă foarte mult în proprietățile lor. α-staniu este o pulbere gri care este clasificată ca semiconductor, β-staniu („staniu obișnuit” la temperatura camerei) este un metal argintiu, maleabil, iar γ-staniu este un metal alb, fragil.

În reacțiile chimice, staniul prezintă polimorfism, adică proprietăți acide și bazice. Reactivul este destul de inert în aer și apă, deoarece devine rapid acoperit cu o peliculă durabilă de oxid care îl protejează de coroziune.

Staniul reacționează ușor cu nemetale, dar cu dificultate cu acidul sulfuric și clorhidric concentrat; nu interacționează cu acești acizi în stare diluată. Reacționează cu acidul azotic concentrat și diluat, dar în moduri diferite. Într-un caz se obține acidul de staniu, în celălalt, azotat de staniu. Reacționează cu alcalii numai atunci când este încălzit. Cu oxigenul formează doi oxizi, cu stările de oxidare 2 și 4. Este baza unei întregi clase de compuși organostanici.

Impact asupra corpului uman

Staniul este considerat sigur pentru oameni, este prezent în corpul nostru și în fiecare zi îl obținem în cantități minime din alimente. Rolul său în funcționarea organismului nu a fost încă studiat.

Vaporii de staniu și particulele sale de aerosoli sunt periculoși, deoarece prin inhalare prelungită și regulată pot provoca boli pulmonare; Compușii organici de staniu sunt, de asemenea, otrăvitori, așa că trebuie să purtați echipament de protecție atunci când lucrați cu acesta și compușii săi.

Un compus de staniu, cum ar fi hidrogenul de staniu, SnH 4, poate provoca otrăviri severe atunci când se mănâncă conserve foarte vechi, în care acizii organici au reacționat cu stratul de staniu de pe pereții cutiei (staniul din care sunt fabricate conservele este subțire). tablă de fier, acoperită pe ambele părți cu tablă). Otrăvirea cu hidrogen de staniu poate fi chiar fatală. Simptomele includ convulsii și o senzație de pierdere a echilibrului.

Când temperatura aerului scade sub 0 °C, staniul alb se transformă într-o modificare a staniului gri. În acest caz, volumul substanței crește cu aproape un sfert, produsul de staniu crapă și se transformă în pulbere gri. Acest fenomen a ajuns să fie numit „ciuma staniului”.

Unii istorici cred că „ciuma de staniu” a fost unul dintre motivele înfrângerii armatei lui Napoleon în Rusia, deoarece a transformat nasturii de pe hainele soldaților francezi și cataramele curelei în pulbere și, prin urmare, a avut un efect demoralizant asupra armatei.

Dar iată un fapt istoric real: expediția exploratorului polar englez Robert Scott la Polul Sud s-a încheiat tragic, parțial pentru că tot combustibilul lor s-a vărsat din rezervoarele sigilate cu tablă, și-au pierdut snowmobilele și nu aveau suficientă forță. a merge.

Aplicație

Majoritatea staniului topit este folosit în metalurgie pt producerea diferitelor aliaje. Aceste aliaje sunt utilizate pentru producția de rulmenți, folii pentru ambalare, tablă, bronz, lipituri, fire și fonturi tipografice.
- Staniul sub formă de folie (staniol) este solicitat în producția de condensatoare, vesela, obiecte de artă și țevi de orgă.
- Folosit pentru alierea aliajelor structurale de titan; pentru aplicarea de acoperiri anticorozive pe produse din fier si alte metale (cositorie).
- Aliajul cu zirconiu are refractaritate ridicată și rezistență la coroziune.
- Oxid de staniu (II) - folosit ca abraziv la prelucrarea sticlelor optice.
- O parte din materialele folosite la fabricarea bateriilor.
- În producția de vopsele de aur și vopsele pentru lână.
- Radioizotopii artificiali ai staniului sunt folosiți ca sursă de radiații γ în metodele de cercetare spectroscopică din biologie, chimie și știința materialelor.
- Diclorura de staniu (sare de staniu) se foloseste in chimia analitica, in industria textila pentru vopsire, in industria chimica pentru sinteza organica si producerea polimerilor, in rafinarea petrolului - pentru decolorarea uleiurilor, in industria sticlei - pentru prelucrarea sticlei.
- Fluorura de bor de staniu este utilizată pentru producerea de staniu, bronz și alte aliaje necesare industriei; pentru cositorit; laminare.

TIN (lat. Stannum), Sn, element chimic cu număr atomic 50, masă atomică 118.710. Există diverse presupuneri cu privire la originea cuvintelor „stannum” și „staniu”. Latinul „stannum”, care uneori este derivat din saxonul „sta” - puternic, dur, însemna inițial un aliaj de argint și plumb. „Tin” a fost numele dat plumbului într-un număr de limbi slave. Pot fi, nume rusesc asociate cu cuvintele „ol”, „staniu” - bere, piure, miere: pentru depozitarea lor se foloseau vase de tablă. În literatura engleză, cuvântul staniu este folosit pentru a denumi staniu. Simbolul chimic pentru staniu Sn este „stannum”.

Staniul natural este format din nouă nuclizi stabili cu numere de masă 112 (într-un amestec de 0,96% din masă), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7,61%), 118 ( 24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%) și un staniu-124 slab radioactiv (5,94%). 124Sn este un emițător b, timpul său de înjumătățire este foarte lung și se ridică la T1/2 = 1016-1017 ani. Staniul este situat în a cincea perioadă în grupa IV a sistemului periodic de elemente al lui D.I. Mendeleev. Configurația stratului electronic exterior este 5s25p2. În compușii săi, staniul prezintă stări de oxidare +2 și +4 (valența II și respectiv IV).

Raza metalică a atomului neutru de staniu este de 0,158 nm, razele ionului Sn2+ sunt 0,118 nm iar ionul Sn4+ este de 0,069 nm (numărul de coordonare 6). Energiile de ionizare secvențială ale atomului neutru de staniu sunt 7,344 eV, 14,632, 30,502, 40,73 și 721,3 eV. Conform scalei Pauling, electronegativitatea staniului este de 1,96, adică staniul se află la granița convențională dintre metale și nemetale.

Informații de chimie

Radiochimie

Radiochimie - studiază chimia substanțelor radioactive, legile comportamentului lor fizic și chimic, chimia transformărilor nucleare și procesele fizice și chimice care le însoțesc. Radiochimia are următoarele caracteristici: lucrul cu...

Stark, Johannes

Fizicianul german Johannes Stark s-a născut la Schickenhof (Bavaria) în familia unui proprietar de pământ. A studiat la școlile secundare din Bayreuth și Regensburg, iar în 1894 a intrat la Universitatea din München, unde și-a susținut teza de doctorat în 1897...

Th - Toriu

THORIUM (lat. Toriu), Th, chimic elementul III grupa tabelului periodic, numărul atomic 90, masa atomică 232,0381, aparține actinidelor. Proprietăți: radioactiv, cel mai stabil izotop este 232th (timp de înjumătățire 1,389&m...

Staniu(lat. Stannum), Sn, element chimic din grupa IV a sistemului periodic al lui Mendeleev; numărul atomic 50, masa atomică 118,69; metal alb lucios, greu, moale si ductil. Elementul este format din 10 izotopi cu numere de masă 112, 114-120, 122, 124; acesta din urmă este slab radioactiv; Izotopul 120 Sn este cel mai comun (aproximativ 33%).

Referință istorică. Aliajele de aur cu cupru - bronz - erau cunoscute deja în mileniul IV î.Hr. e., și metalul pur în mileniul II î.Hr. e. ÎN lumea antica Bijuterii, vase și ustensile au fost făcute din O. Originea numelor „stannum” și „stan” este incertă.

Distribuția în natură. O. este un element caracteristic al părții superioare a scoarței terestre, conținutul său în litosferă este de 2,5 10 = 4% în greutate, în rocile magmatice acide 3 10 = 4%, iar în rocile bazice mai adânci 1,5 10 = 4%; cu atât mai puţin O. în manta. Concentrația de oxigen este asociată atât cu procese magmatice („se cunosc granite purtătoare de staniu” și pegmatite îmbogățite în oxigen), cât și cu procese hidrotermale; Dintre cele 24 de minerale O cunoscute, 23 s-au format la temperaturi și presiuni ridicate. Cassiteritul SnO 2 are o importanță industrială majoră, stanin Cu 2 FeSnS 4 are o importanță mai mică (vezi. Minereuri de staniu). În biosferă O. migrează slab, spre apa de mare este doar 3·10 =7%; cunoscut plante acvatice cu un continut crescut de oxigen.Totusi tendinta generala in geochimia oxigenului din biosfera este dispersia.

Fizice și Proprietăți chimice. O. are două modificări polimorfe. Rețeaua cristalină a b-Sn obișnuit (O. alb) este tetragonală cu perioade a = 5,813 , Cu=3,176; densitate 7,29 G/cm 3. La temperaturi sub 13,2 °C, a-Sn (O. gri) al unei structuri cubice de tip diamant este stabil; densitate 5,85 G/cm 3. Tranziția b a este însoțită de transformarea metalului în pulbere (vezi. Ciuma de tinichea), t pl 231,9 °C, t kip 2270 °C. Coeficient de temperatură dilatare liniară 23·10 =6 (0-100 °C); capacitate termică specifică (0°C) 0,225 kj/(kg K), adică 0,0536 fecale/(G°C); conductivitate termică (0 °C) 65,8 mar/(m K), adică 0,157 fecale/(cm·- sec°C); rezistivitate electrică (20 °C) 0,115 10 =6 ohm· m, adică 11,5·10 =6 ohm· cm.Rezistenta la tractiune 16.6 Mn/m 2 (1,7 kgf/mm 2)" , alungire relativă 80-90%; Duritate Brinell 38,3-41,2 Mn/m 2 (3,9-4,2 kgf/mm 2).La îndoirea tijelor de O., se aude o strângere caracteristică din frecarea reciprocă a cristalitelor.

În conformitate cu configurația electronilor exteriori ai atomului 5 s 2 5p 2 O. are două stări de oxidare: +2 și +4; acesta din urmă este mai stabil; Compușii Sn (P) sunt agenți reducători puternici. O. practic nu se oxidează în aer uscat și umed la temperaturi de până la 100 °C: este protejat de o peliculă subțire, durabilă și densă de SnO 2. O. este stabilă în raport cu apa rece şi clocotită. Standard potenţialul electrodului O. în mediu acid este egală cu - 0,136 V. O. înlocuiește lent hidrogenul din HCl și H 2 SO 4 diluat la rece, formând clorură de SnCl 2 și, respectiv, sulfat de SnSO 4. În H2SO4 concentrat la cald, atunci când este încălzit, oxigenul se dizolvă, formând Sn (SO4)2 și SO2. Acidul azotic diluat la rece (aproximativ °C) acţionează asupra oxigenului conform reacţiei:

4Sn + 10HNO3 = 4Sn (NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.

Când este încălzit cu HNO3 concentrat (densitate 1,2-1,42 G/cm 3) O. se oxidează cu formarea unui precipitat de acid metatinic H 2 SnO 3 al cărui grad de hidratare este variabil:

3Sn+ 4HNO3+ n H2O = 3H2SnO3 · n H2O + 4NO.

Când oxigenul este încălzit în soluții alcaline concentrate, se eliberează hidrogen și se formează hexahidrostanat:

Sn + 2KOH + 4H2O = K2 + 2H2.

Oxigenul din aer pasivează oxigenul, lăsând o peliculă de SnO 2 pe suprafața sa. Din punct de vedere chimic, dioxidul de SnO 2 este foarte stabil, iar oxidul de SnO se oxidează rapid; se obține indirect. SnO 2 prezintă proprietăți predominant acide, SnO - cele bazice.

O. nu se combină direct cu hidrogenul; hidrura SnH 4 se formează prin interacțiunea dintre Mg 2 Sn și acidul clorhidric:

Mg2Sn + 4HCI = 2MgCl2 + SnH4.

Este un gaz otrăvitor incolor t kip -52 °C; este foarte fragil, la temperatura camerei se descompune în Sn și H2 în câteva zile, iar peste 150 °C - instantaneu. De asemenea, se formează prin acțiunea hidrogenului în momentul eliberării asupra sărurilor de oxigen, de exemplu:

SnCl2 + 4HCI + 3Mg = 3MgCl2 + SnH4.

Cu halogeni, oxigenul produce compuși din compoziția SnX 2 și SnX 4. Primele sunt asemănătoare sărurilor și produc ioni Sn 2+ în soluții, cei din urmă (cu excepția SnF 4) sunt hidrolizați de apă, dar sunt solubili în lichide organice nepolare. Prin reacția oxigenului cu clorul uscat (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) se obține tetraclorura SnCl 4; este un lichid incolor care dizolvă bine sulful, fosforul și iodul. Anterior, reacția de mai sus a fost folosită pentru a îndepărta oxigenul din produsele conservate eșuate. În zilele noastre metoda nu este utilizată pe scară largă din cauza toxicității clorului și a pierderilor mari de O.

Tetrahalogenurile SnX 4 formează compuși complecși cu H 2 O, NH 3, oxizi de azot, PCl 5, alcooli, eteri și mulți compuși organici. Cu acizii hidrohalici, halogenurile de oxigen formează acizi complecși care sunt stabili în soluții, de exemplu, H2SnCl4 și H2SnCl6. Când sunt diluate cu apă sau neutralizate, soluțiile de cloruri simple sau complexe se hidrolizează, dând precipitate albe Sn (OH) 2 sau H 2 SnO 3 n H 2 O. Cu sulf O. dă sulfuri insolubile în apă și acizi diluați: SnS brun și SnS galben auriu.

Chitanța și cererea. Productie industriala O. este recomandabil dacă conținutul său în placeri este de 0,01%, în minereuri 0,1%; de obicei zecimi și unități de procente. O. în minereuri este adesea însoțită de W, Zr, Cs, Rb, elemente de pământuri rare, Ta, Nb și alte metale valoroase. Materiile prime primare sunt îmbogățite: placerii - în principal prin gravitație, minereuri - și prin flotație gravitațională sau flotație.

Concentratele care conțin 50-70% oxigen sunt arse pentru a îndepărta sulful și purificate din fier prin acțiunea HCl. Dacă sunt prezente impurităţi de wolframit (Fe, Mn) WO4 şi scheelit CaWO4, concentratul este tratat cu HCI; WO3.H2O rezultat este extras cu NH4OH. Prin topirea concentratelor cu cărbune în cuptoare electrice sau cu flacără se obține cărbune brut (94-98% Sn) care conține impurități de Cu, Pb, Fe, As, Sb și Bi. Când este eliberat din cuptoare, fierul brut este filtrat la o temperatură de 500-600 °C prin cocs sau centrifugat, separând astfel cea mai mare parte a fierului. Restul de Fe și Cu este îndepărtat prin amestecarea sulfului elementar în metalul lichid; impuritățile plutesc la suprafață sub formă de sulfuri solide, care sunt îndepărtate de pe suprafața oxidului.Arsenicul și antimoniul sunt îndepărtate din oxid în același mod - prin amestecarea aluminiului; din plumb - folosind SnCl 2. Uneori, Bi și Pb sunt evaporate în vid. Rafinarea electrolitică și recristalizarea zonelor sunt folosite relativ rar pentru a obține oxigen deosebit de pur.

Aproximativ 50% din tot metalul produs este metal secundar; se obține din deșeuri de tablă, resturi și diverse aliaje. Până la 40% din O. este utilizat pentru cositorirea plăcilor de tablă, restul este cheltuit pentru producția de lipituri, aliaje pentru rulmenți și imprimare (vezi. Aliaje de staniu). Dioxidul de SnO 2 este utilizat pentru fabricarea emailurilor și glazurilor rezistente la căldură. Sarea - stanita de sodiu Na 2 SnO 3 · 3H 2 O este utilizată în vopsirea cu mordanți a țesăturilor. Crystalline SnS 2 („frunza de aur”) este inclusă în vopselele care imită aurirea. Stannidura de niobiu Nb 3 Sn este una dintre cele mai utilizate materiale supraconductoare.

N. N. Sevriukov.

Toxicitatea O. în sine și a majorității compușilor săi anorganici este scăzută. Intoxicațiile acute cauzate de oxigenul elementar, care este utilizat pe scară largă în industrie, practic nu apar. Unele cazuri de otrăvire descrise în literatură sunt aparent cauzate de eliberarea de AsH 3 atunci când apa intră accidental în deșeuri de la purificarea arsenului. Lucrătorii de la topitorii de staniu pot dezvolta oxizi de oxigen (așa-numitul oxigen negru, SnO) cu expunerea prelungită la praf. pneumoconioza, lucrătorii implicați în fabricarea foliei de staniu se confruntă uneori cu cazuri de eczemă cronică. O. tetraclorură (SnCl 4 5H 2 O) la o concentrație în aer de peste 90 mg/m 3 irită căile respiratorii superioare, provocând tuse; Când clorura de O. ajunge pe piele, provoacă ulcerații. O otravă puternică convulsivă este hidrogenul stannic (stannometan, SnH 4), dar probabilitatea formării sale în condiții industriale este neglijabilă. Otrăvirea severă la consumul de conserve care a fost produsă de mult timp poate fi asociată cu formarea de SnH 4 în cutii (datorită acțiunii acizilor organici în conținutul a jumătate din conserve). Intoxicația acută cu hidrogen de staniu se caracterizează prin convulsii și dezechilibru; Moarte posibilă.

Compusi organici O., în special cele di- și trialchile, au un efect pronunțat asupra centrală sistem nervos. Semne de otrăvire cu compuși trialchilici: cefalee, vărsături, amețeli, convulsii, pareză, paralizie, tulburări de vedere. Adesea se dezvoltă o comă (vezi. Comă), tulburări cardiace și respiratorii cu rezultate fatale. Toxicitatea compușilor O. dialchil este oarecum mai scăzută, în tablou clinic predomină intoxicații, simptome de afectare a ficatului și a căilor biliare. Prevenire: respectarea regulilor de igienă a muncii.

O. ca material artistic. Proprietățile excelente de turnare, maleabilitatea, flexibilitatea la tăietor și culoarea nobilă alb-argintie au determinat utilizarea O. în artele decorative și aplicate. ÎN Egiptul antic Ornamentele au fost făcute din O., lipite pe alte metale. De la sfârşitul secolului al XIII-lea. În țările vest-europene au apărut vase și ustensile bisericești din aur, asemănătoare cu cele de argint, dar mai moale la contur, cu o contur de gravură adâncă și rotunjită (inscripții, ornamente). În secolul al XVI-lea F. Briot (Franța) și K. Enderlein (Germania) au început să turneze castroane, vase și căni de ceremonie din O. cu imagini în relief (steme, scene mitologice, de gen). A. Sh. Boule introdus O. în marqueterie la finisarea mobilierului. În Rusia, produsele din sticlă (rame de oglindă, ustensile) s-au răspândit în secolul al XVII-lea; în secolul al XVIII-lea În nordul Rusiei, a înflorit producția de tăvi de cupru, ceainice și cutii de priză, finisate cu plăci de tablă și emailuri. Până la începutul secolului al XIX-lea. O. vasele au făcut loc celor de faianță și utilizarea lui O. ca material artistic a devenit rară. Avantajele estetice ale obiectelor decorative moderne realizate din unguent constau în identificarea clară a structurii obiectului și curățenia ca oglindă a suprafeței, realizată prin turnare fără prelucrare ulterioară.

Lit.: Sevryukov N.N., Tin, în cartea: Scurtă enciclopedie chimică, vol. 3, M., 1963, p. 738-39; Metalurgia staniului, M., 1964; Nekrasov B.V., Fundamentele chimiei generale, ed. a III-a, vol. 1, M., 1973, p. 620-43; Ripan R., Ceteanu I., Chimie anorganică, partea 1 - Chimia metalelor, trad. din rom., M., 1971, p. 395-426; Boli profesionale, ed. a III-a, M., 1973; Substanțe dăunătoareîn industrie, partea 2, ed. a 6-a, M, 1971; Tardy, Les etspan>francais, pt. 1-4, p., 1957-64; Mory L., Schönes Zinn, Münch., 1961; Haedeke H., Zinn, Braunschweig, 1963.

Fiecare element chimic al tabelului periodic și substanțele simple și complexe formate de acesta sunt unice. Au proprietăți unice și multe au o contribuție incontestabilă semnificativă la viața umană și la existența în general. Elementul chimic staniu nu face excepție.

Cunoașterea oamenilor cu acest metal datează din cele mai vechi timpuri. Acest element chimic a jucat un rol decisiv în dezvoltarea civilizației umane; până în prezent, proprietățile staniului sunt utilizate pe scară largă.

Tin în istorie

Prima mențiune despre acest metal, care, așa cum credeau oamenii anterior, chiar avea unele proprietăți magice, pot fi găsite în textele biblice. Tinul a jucat un rol decisiv în îmbunătățirea vieții în timpul epocii bronzului. La acea vreme, cel mai durabil aliaj metalic pe care îl deținea omul era bronzul, care poate fi obținut prin adăugarea elementului chimic staniu la cupru. Timp de câteva secole, totul, de la unelte la bijuterii, a fost făcut din acest material.

După descoperirea proprietăților fierului, aliajul de staniu nu a încetat să fie folosit; desigur, nu este folosit la aceeași scară, dar bronzul, precum și multe dintre aliajele sale, sunt folosite în mod activ de către om astăzi în industrie. , tehnologie și medicină, alături de sărurile acestui metal, de exemplu, precum staniul clor, care se obține prin reacția staniului cu clorul, acest lichid fierbe la 112 grade Celsius, se dizolvă bine în apă, formează hidrați cristalini și fumează în aer.

Poziția elementului în tabelul periodic

Element chimic staniu ( nume latin stannum - „stannum”, scris cu simbolul Sn) Dmitri Ivanovici Mendeleev l-a plasat pe bună dreptate la numărul cincizeci, în perioada a cincea. Are un număr de izotopi, cel mai comun izotop 120. Acest metal se află și în subgrupul principal al celui de-al șaselea grup, alături de carbon, siliciu, germaniu și fleroviu. Locația sa prezice proprietăți amfotere; staniul este în egală măsură caracterizat atât de caracteristici acide, cât și de bază, care vor fi descrise mai detaliat mai jos.

Tabelul periodic arată și masa atomică a staniului, care este 118,69. Configurația electronică este 5s 2 5p 2, care în compoziția substanțelor complexe permite metalului să prezinte stări de oxidare +2 și +4, dând doi electroni doar din subnivelul p sau patru din s- și p-, complet. golirea întregului nivel exterior.

Caracteristicile electronice ale elementului

În funcție de numărul atomic, spațiul perinuclear al unui atom de staniu conține până la cincizeci de electroni; aceștia sunt localizați pe cinci niveluri, care, la rândul lor, sunt împărțite într-un număr de subniveluri. Primele două au doar subniveluri s- și p, iar începând de la al treilea există o împărțire triplă în s-, p-, d-.

Să luăm în considerare cea externă, deoarece structura sa și umplerea cu electroni determină activitatea chimică a atomului. Într-o stare neexcitată, elementul prezintă o valență de doi; la excitare, un electron trece de la subnivelul s la o poziție liberă în subnivelul p (poate conține maximum trei electroni nepereche). În acest caz, staniul prezintă o stare de valență și oxidare de 4, deoarece nu există electroni perechi, ceea ce înseamnă că în timpul interacțiunii chimice nimic nu îi ține la subniveluri.

Substanța metalică simplă și proprietățile sale

Staniul este un metal de culoare argintie care aparține grupului de metale fuzibile. Metalul este moale și relativ ușor de deformat. O serie de caracteristici sunt inerente unui astfel de metal precum staniul. O temperatură sub 13,2 este limita de tranziție a modificării metalice a staniului în formă de pulbere, care este însoțită de o schimbare a culorii de la alb-argintiu la gri și o scădere a densității substanței. Staniul se topește la 231,9 grade și fierbe la 2270 grade Celsius. Structura cristalină tetragonală a staniului alb explică zdrobirea caracteristică a metalului atunci când este îndoit și încălzit la îndoire prin frecarea cristalelor substanței unul împotriva celuilalt. Tablou gri are un sistem cubic.

Proprietățile chimice ale staniului sunt duble; acesta intră atât în ​​reacții acide, cât și în reacții bazice, prezentând amfoteritate. Metalul reacționează cu alcalii, precum și cu acizi precum sulfuric și nitric și este activ atunci când reacționează cu halogenii.

Aliaje de staniu

De ce sunt folosite mai des aliajele cu un anumit procent de componente constitutive în locul metalelor pure? Faptul este că aliajul are proprietăți pe care metalul individual nu le are, sau aceste proprietăți sunt mult mai puternice (de exemplu, conductivitate electrică, rezistență la coroziune, pasivare sau activare fizică și caracteristici chimice metale dacă este necesar etc.). Tin (fotografie arată mostra metal pur) face parte din multe aliaje. Poate fi folosit ca supliment sau substanță de bază.

Astăzi, sunt cunoscute un număr mare de aliaje ale unui metal precum staniul (prețul lor variază mult), să luăm în considerare cele mai populare și utilizate (utilizarea anumitor aliaje va fi discutată în secțiunea corespunzătoare). În general, aliajele stannum au următoarele caracteristici: ductilitate ridicată, duritate și rezistență scăzute.

Câteva exemple de aliaje

Cei mai importanți compuși naturali

Staniul formează o serie de compuși naturali - minereuri. Metalul formează 24 de compuși minerali, cei mai importanți pentru industrie fiind oxidul de staniu - casiteritul, precum și stanina - Cu 2 FeSnS 4. Staniul este împrăștiat în scoarța terestră, iar compușii formați de acesta sunt de origine magnetică. Sărurile acizilor politinici și silicații de staniu sunt, de asemenea, utilizate în industrie.

Staniul și corpul uman

Elementul chimic staniu este un oligoelement în conținutul său cantitativ din corpul uman. Acumularea sa principală este în țesutul osos, unde conținutul normal de metal contribuie la dezvoltarea sa în timp util și la funcționarea generală a sistemului musculo-scheletic. Pe lângă oase, staniul este concentrat în tract gastrointestinal, plămânii, rinichii și inima.

Este important de reținut că acumularea excesivă a acestui metal poate duce la otrăvirea generală a corpului, iar expunerea mai lungă poate duce chiar la mutații nefavorabile ale genelor. Recent, această problemă a devenit destul de relevantă, de la starea ecologică mediu inconjurator lasa mult de dorit. Există o probabilitate mare de intoxicație cu staniu în rândul locuitorilor megalozelor și zonelor din apropierea zonelor industriale. Cel mai adesea, otrăvirea are loc prin acumularea de săruri de staniu în plămâni, de exemplu, clorură de staniu și altele. În același timp, lipsa de microelement poate provoca întârzierea creșterii, pierderea auzului și căderea părului.

Aplicație

Metalul este disponibil pentru vânzare la multe fabrici și companii metalurgice. Disponibil sub formă de lingouri, tije, sârmă, cilindri, anozi fabricați dintr-o substanță simplă pură precum staniul. Prețul variază de la 900 la 3000 de ruble pe kg.

Tin înăuntru formă pură folosit rar. Aliajele și compușii săi - sărurile - sunt utilizate în principal. Staniul pentru lipit se foloseste in cazul pieselor de prindere care nu sunt expuse la temperaturi ridicate si la sarcini mecanice puternice din aliaje de cupru, otel, cupru, dar nu este recomandata pentru cele din aluminiu sau aliajele acestuia. Proprietățile și caracteristicile aliajelor de staniu sunt descrise în secțiunea corespunzătoare.

Lipiturile sunt folosite pentru lipirea microcircuitelor; în această situație, aliajele pe bază de metal precum staniul sunt de asemenea ideale. Fotografia ilustrează procesul de utilizare a unui aliaj de staniu-plumb. Poate fi folosit pentru a efectua lucrări destul de delicate.

Datorită rezistenței ridicate a staniului la coroziune, se folosește la fabricarea fierului cositor (tabla de tablă) - cutii de tablă pt. Produse alimentare. În medicină, în special în stomatologie, staniul este folosit pentru umplerea dinților. Conductele casei sunt acoperite cu tablă, iar rulmenții sunt fabricați din aliajele sale. Contribuția acestei substanțe la inginerie electrică este, de asemenea, neprețuită.

Ca electroliți se folosesc soluții apoase de săruri de staniu, cum ar fi fluoroborați, sulfați și cloruri. Oxidul de staniu este o glazură pentru ceramică. Prin introducerea în plastic și materiale sintetice a diverșilor derivați ai staniului, pare posibilă reducerea inflamabilității acestora și a emisiilor de fum nocivi.