Mỗi nguyên tố hóa học của hệ thống tuần hoàn và các chất đơn giản và phức tạp do nó tạo thành là duy nhất. Chúng có những đặc tính độc đáo, và nhiều loại có đóng góp đáng kể không thể phủ nhận đối với cuộc sống và sự tồn tại của con người nói chung. Nguyên tố hóa học thiếc cũng không ngoại lệ.
Sự quen thuộc của mọi người với kim loại này từ thời cổ đại. Nguyên tố hóa học này đóng một vai trò quyết định trong sự phát triển của nền văn minh nhân loại, và cho đến ngày nay, các đặc tính của thiếc được sử dụng rộng rãi.
Tin vào lịch sử
Lần đầu tiên đề cập đến kim loại này, như mọi người vẫn tin trước đây, thậm chí còn có một số đặc tính ma thuật, có thể được tìm thấy trong các văn bản kinh thánh. Tin đóng một vai trò quyết định trong việc cải thiện cuộc sống trong thời kỳ đồ đồng. Vào thời điểm đó, hợp kim kim loại bền nhất mà một người sở hữu là đồng, có thể thu được bằng cách thêm nguyên tố hóa học thiếc vào đồng. Trong nhiều thế kỷ, mọi thứ đều được làm từ chất liệu này, từ dụng cụ đến đồ trang sức.
Sau khi phát hiện ra các đặc tính của sắt, hợp kim thiếc không ngừng được sử dụng, tất nhiên, nó không được sử dụng ở quy mô tương tự, nhưng đồng, cũng như nhiều hợp kim khác của nó, đang tích cực có liên quanngày nay một người trong ngành công nghiệp, công nghệ và y học, cùng với muối của kim loại này, chẳng hạn như thiếc clorua, thu được do tương tác của thiếc với clo, chất lỏng này sôi ở 112 độ C, hòa tan tốt trong nước, tạo thành hyđrat kết tinh và hun khói trong không khí.
Vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Nguyên tố hóa học thiếc (tên Latinh là stannum - “stannum”, được viết với ký hiệu Sn) Dmitry Ivanovich Mendeleev đã đặt đúng vào vị trí thứ năm mươi, trong chu kỳ thứ năm. Nó có một số đồng vị, đồng vị phổ biến nhất 120. Kim loại này cũng nằm trong phân nhóm chính của nhóm thứ sáu, cùng với cacbon, silic, germani và flerovi. Vị trí của nó dự đoán tính chất lưỡng tính, thiếc có tính axit và đặc tính cơ bản như nhau, sẽ được mô tả chi tiết hơn bên dưới.
Bảng tuần hoàn cũng cho biết khối lượng nguyên tử của thiếc, là 118,69. Cấu hình điện tử là 5s25p2, mà các chất phức tạp cho phép kim loại thể hiện trạng thái oxi hóa +2 và +4, chỉ nhường hai điện tử từ phân tầng p hoặc bốn điện tử từ s- và p-, làm trống hoàn toàn toàn bộ cấp ngoài cùng.
Đặc tính điện tử của nguyên tố
Phù hợp với số nguyên tử, không gian hạt nhân của nguyên tử thiếc chứa tới năm mươi electron, chúng nằm ở năm mức, lần lượt, chúng được chia thành một số mức nhỏ lại. Hai đầu tiên chỉ có s- và p-sublevels, và bắt đầu từ thứ ba, có một tách bathành s-, p-, d -.
Hãy xem xét mức điện tử bên ngoài, vì nó là cấu trúc và chứa đầy các electron quyết định hoạt động hóa học của nguyên tử. Ở trạng thái không bị kích thích, nguyên tố thể hiện hóa trị bằng hai; khi bị kích thích, một điện tử sẽ chuyển từ cấp độ s sang một chỗ trống trong cấp độ p-suble (nó có thể chứa tối đa ba điện tử chưa ghép đôi). Trong trường hợp này, thiếc thể hiện trạng thái hóa trị và oxy hóa - 4, vì không có các electron ghép đôi, có nghĩa là không có gì giữ chúng ở các mức phân tầng lại trong quá trình tương tác hóa học.
Kim loại chất đơn giản và các tính chất của nó
Chất đơn giản Thiếc là kim loại màu bạc, thuộc nhóm dễ nóng chảy. Kim loại mềm và tương đối dễ biến dạng. Một số tính năng vốn có ở một kim loại như thiếc. Nhiệt độ dưới 13,2 độ C là ranh giới của quá trình chuyển hóa biến tính kim loại từ thiếc thành bột, kèm theo đó là sự chuyển màu từ trắng bạc sang xám và giảm khối lượng riêng của chất. Thiếc nóng chảy ở 231,9 độ và sôi ở 2270 độ C. Cấu trúc tứ giác kết tinh của thiếc trắng giải thích sự giòn tan đặc trưng của kim loại khi nó bị uốn cong và nung nóng tại điểm uốn bằng cách cọ xát các tinh thể của chất với nhau. Thiếc xám có một khối tổng hợp.
Tính chất hóa học của thiếc có bản chất kép, nó tham gia vào cả phản ứng axit và bazơ, thể hiện tính lưỡng tính. Kim loại tương tác với kiềm, cũng như axit, chẳng hạn như sulfuric vànitric, hoạt động khi phản ứng với halogen.
Hợp kim thiếc
Tại sao hợp kim của chúng với một tỷ lệ thành phần cấu thành nhất định lại được sử dụng thường xuyên hơn thay vì kim loại nguyên chất? Thực tế là hợp kim có các đặc tính mà một kim loại riêng lẻ không có, hoặc các đặc tính này mạnh hơn nhiều (ví dụ: dẫn điện, chống ăn mòn, thụ động hóa hoặc kích hoạt các đặc tính vật lý và hóa học của kim loại, nếu cần, v.v.). Thiếc (ảnh chụp một mẫu kim loại nguyên chất) là một phần của nhiều hợp kim. Nó có thể được sử dụng như một chất phụ gia hoặc chất cơ bản.
Ngày nay, một số lượng lớn các hợp kim của kim loại như thiếc đã được biết đến (giá của chúng rất khác nhau), chúng ta hãy xem xét những hợp kim được sử dụng và phổ biến nhất (việc sử dụng các hợp kim nhất định sẽ được thảo luận trong phần thích hợp). Nói chung, hợp kim stannum có các đặc điểm sau: độ dẻo cao, nhiệt độ nóng chảy thấp, độ cứng và độ bền thấp.
Một số ví dụ về hợp kim
- Một hợp kim của thiếc và chì với một số phụ gia hợp kim (antimon, đồng, cadmium, kẽm, bạc, indium) được gọi là thiếc để hàn, phần trăm stannum trong đó phải là 49-51 hoặc 59 -61 phần trăm. Độ bền của liên kết đảm bảo rằng thiếc tạo thành một dung dịch rắn với các bề mặt kim loại được kết dính.
- Garth là hợp kim của thiếc, chì vàantimon là cơ sở của mực in (đó là lý do tại sao không nên bọc thực phẩm trong báo để tránh nồng độ không mong muốn của các kim loại này).
- Babbit - hợp kim của thiếc, chì, đồng và antimon - có đặc điểm là ma sát thấp, chống mài mòn cao.
- Hợp kim indium-thiếc là vật liệu có độ nóng chảy thấp, được đặc trưng bởi tính chịu lửa, chống ăn mòn và độ bền đáng kể.
Các hợp chất tự nhiên quan trọng nhất
Thiếc tạo thành một số hợp chất tự nhiên - quặng. Kim loại tạo thành 24 hợp chất khoáng, quan trọng nhất đối với công nghiệp là oxit thiếc - cassiterit, cũng như khung - Cu2FeSnS4. Thiếc nằm rải rác trong vỏ trái đất, và các hợp chất do nó tạo thành đều có nguồn gốc từ tính. Ngành công nghiệp này cũng sử dụng muối polyol và thiếc silicat.
Tin và cơ thể con người
Nguyên tố hóa học thiếc là một nguyên tố vi lượng về hàm lượng trong cơ thể con người. Sự tích tụ chính của nó là trong mô xương, nơi hàm lượng bình thường của kim loại góp phần vào sự phát triển kịp thời của nó và hoạt động tổng thể của hệ thống cơ xương. Ngoài xương, thiếc còn tập trung ở đường tiêu hóa, phổi, thận và tim.
Điều quan trọng cần lưu ý là sự tích tụ quá nhiều kim loại này có thể dẫn đến ngộ độc nói chung của cơ thể, và tiếp xúc lâu hơn thậm chí có thể dẫn đến đột biến gen bất lợi. Gần đây, vấn đề này khá liên quan, vì trạng thái sinh thái của môi trườngMôi trường để lại nhiều điều mong muốn. Có khả năng cao bị nhiễm độc thiếc đối với cư dân của các siêu đô thị và các khu vực lân cận gần các khu công nghiệp. Thông thường, ngộ độc xảy ra thông qua sự tích tụ của muối thiếc trong phổi, chẳng hạn như thiếc clorua và các chất khác. Đồng thời, thiếu vi chất dinh dưỡng có thể khiến trẻ chậm lớn, giảm thính lực và rụng tóc.
Đơn
Kim loại được bán trên thị trường từ nhiều lò luyện và công ty. Nó được sản xuất dưới dạng thỏi, que, dây, hình trụ, cực dương được làm từ một chất đơn giản tinh khiết như thiếc. Giá dao động từ 900 đến 3000 rúp mỗi kg.
Thiếc nguyên chất ít được sử dụng. Các hợp kim và hợp chất của nó được sử dụng chủ yếu - muối. Thiếc hàn được sử dụng trong trường hợp buộc các bộ phận không tiếp xúc với nhiệt độ cao và tải trọng cơ học mạnh, được làm bằng hợp kim đồng, thép, đồng, nhưng không được khuyến khích cho các bộ phận làm bằng nhôm hoặc hợp kim của nó. Các tính chất và đặc điểm của hợp kim thiếc được mô tả trong phần tương ứng.
Lính được sử dụng để hàn vi mạch, trong tình huống này, hợp kim dựa trên kim loại như thiếc cũng rất lý tưởng. Bức ảnh mô tả quá trình áp dụng hợp kim chì-thiếc. Với nó, bạn có thể thực hiện công việc khá tinh vi.
Do khả năng chống ăn mòn cao của thiếc, nó được sử dụng để làm đồ hộp (sắt tây) - đồ hộp cho các sản phẩm thực phẩm. Trong y học, đặc biệt là trong nha khoa, thiếc được sử dụng đểthực hiện hàn răng. Đường ống trong nhà được bọc bằng thiếc, các ổ trục được làm bằng hợp kim của nó. Sự đóng góp của chất này cho kỹ thuật điện cũng là vô giá.
Dung dịch nước của muối thiếc như fluoroborat, sulfat và clorua được sử dụng làm chất điện phân. Ôxít thiếc là chất tráng men cho gốm sứ. Bằng cách đưa các dẫn xuất thiếc khác nhau vào nhựa và vật liệu tổng hợp, dường như có thể làm giảm khả năng bắt lửa của chúng và phát thải khói độc hại.
