Thiếc nguyên tố hóa học. Tính chất và công dụng của thiếc. Thiếc: tính chất, sự thật thú vị, ứng dụng Thiếc trong bảng tuần hoàn được đánh số

Xem thêm: Danh sách các nguyên tố hóa học theo số nguyên tử và Danh sách các nguyên tố hóa học theo thứ tự chữ cái Nội dung 1 Ký hiệu hiện đang được sử dụng ... Wikipedia

Xem thêm: Danh sách các nguyên tố hóa học theo ký hiệu và Danh sách các nguyên tố hóa học theo thứ tự chữ cái Đây là danh sách các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo thứ tự số nguyên tử tăng dần. Bảng hiển thị tên của nguyên tố, ký hiệu, nhóm và dấu chấm trong... ... Wikipedia

- (ISO 4217) Mã thể hiện tiền tệ và quỹ (tiếng Anh) Mã đổ la đại diện des monnaies et các loại de fonds (tiếng Pháp) ... Wikipedia

Dạng vật chất đơn giản nhất có thể được xác định bằng phương pháp hóa học. Đây là thành phần của các chất đơn giản và phức tạp, đại diện cho một tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân nguyên tử được xác định bằng số proton có trong... Bách khoa toàn thư của Collier

Nội dung 1 Thời kỳ đồ đá cũ 2 Thiên niên kỷ thứ 10 trước Công nguyên. đ. 3 thiên niên kỷ 9 TCN ờ... Wikipedia

Nội dung 1 Thời kỳ đồ đá cũ 2 Thiên niên kỷ thứ 10 trước Công nguyên. đ. 3 thiên niên kỷ 9 TCN ờ... Wikipedia

Thuật ngữ này có ý nghĩa khác, xem tiếng Nga (ý nghĩa). Người Nga... Wikipedia

Thuật ngữ 1: :dw Số ngày trong tuần. “1” tương ứng với Thứ Hai Định nghĩa của thuật ngữ từ nhiều tài liệu khác nhau: dw DUT Sự khác biệt giữa thời gian Moscow và UTC, được biểu thị bằng số nguyên giờ Định nghĩa của thuật ngữ từ ... ... Sách tham khảo từ điển thuật ngữ quy chuẩn và tài liệu kỹ thuật

Kim loại màu nhẹ, một chất vô cơ đơn giản. Trong bảng tuần hoàn nó được ký hiệu là Sn, stannum. Được dịch từ tiếng Latin nó có nghĩa là "bền, có khả năng chống chịu". Ban đầu, từ này được dùng để chỉ một hợp kim của chì và bạc, và mãi về sau người ta mới bắt đầu gọi thiếc nguyên chất theo cách này. Từ “thiếc” có nguồn gốc từ tiếng Slav và có nghĩa là “màu trắng”.

Kim loại là một nguyên tố vi lượng và không phải là nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất. Nó xảy ra trong tự nhiên dưới dạng các khoáng chất khác nhau. Quan trọng nhất cho khai thác công nghiệp: cassiterit - đá thiếc và stannin - pyrit thiếc. Thiếc được chiết xuất từ ​​​​quặng, thường chứa không quá 0,1% chất này.

Tính chất của thiếc

Kim loại nhẹ, mềm, dẻo, có màu trắng bạc. Nó có ba biến đổi cấu trúc, chuyển từ trạng thái α-tin (thiếc xám) sang β-tin (thiếc trắng) ở nhiệt độ +13,2 °C và sang trạng thái γ-tin ở +161 °C. Các sửa đổi khác nhau rất nhiều về tính chất của chúng. α-tin là một loại bột màu xám được phân loại là chất bán dẫn, β-tin (“thiếc thông thường” ở nhiệt độ phòng) là một kim loại màu bạc, dễ uốn và γ-tin là một kim loại màu trắng, giòn.

Trong các phản ứng hóa học, thiếc thể hiện tính đa hình, nghĩa là tính chất axit và tính bazơ. Thuốc thử khá trơ trong không khí và nước, vì nó nhanh chóng được bao phủ bởi một màng oxit bền để bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn.

Thiếc dễ dàng phản ứng với các phi kim loại, nhưng gặp khó khăn với axit sunfuric và axit clohydric đậm đặc; không tương tác với các axit này ở trạng thái loãng. Nó phản ứng với axit nitric đậm đặc và loãng, nhưng theo những cách khác nhau. Trong một trường hợp, người ta thu được axit thiếc, trong trường hợp khác là thiếc nitrat. Nó chỉ phản ứng với chất kiềm khi đun nóng. Với oxy, nó tạo thành hai oxit, với trạng thái oxy hóa 2 và 4. Nó là cơ sở của cả một nhóm hợp chất organotin.

Tác động lên cơ thể con người

Thiếc được coi là an toàn cho con người, nó hiện diện trong cơ thể chúng ta và hàng ngày chúng ta hấp thụ nó với số lượng tối thiểu từ thực phẩm. Vai trò của nó trong hoạt động của cơ thể vẫn chưa được nghiên cứu.

Hơi thiếc và các hạt khí dung của nó rất nguy hiểm vì nếu hít phải kéo dài và thường xuyên có thể gây ra các bệnh về phổi; Các hợp chất thiếc hữu cơ cũng độc hại, vì vậy bạn cần mang thiết bị bảo hộ khi làm việc với nó và các hợp chất của nó.

Một hợp chất thiếc như hydro thiếc, SnH 4, có thể gây ngộ độc nghiêm trọng khi ăn thực phẩm đóng hộp quá cũ, trong đó axit hữu cơ đã phản ứng với lớp thiếc trên thành hộp (thiếc dùng để làm hộp là một lớp mỏng). tấm sắt, tráng thiếc cả hai mặt). Ngộ độc hydro thiếc thậm chí có thể gây tử vong. Các triệu chứng bao gồm co giật và cảm giác mất thăng bằng.

Khi nhiệt độ không khí giảm xuống dưới 0°C, thiếc trắng chuyển thành thiếc xám. Trong trường hợp này, thể tích của chất tăng lên gần một phần tư, sản phẩm thiếc bị nứt và biến thành bột màu xám. Hiện tượng này được gọi là “bệnh dịch thiếc”.

Một số nhà sử học cho rằng “bệnh dịch thiếc” là một trong những nguyên nhân dẫn đến thất bại của quân đội Napoléon ở Nga, vì nó biến các cúc áo trên quần áo và khóa thắt lưng của lính Pháp thành bột, từ đó gây mất tinh thần cho quân đội.

Nhưng đây là một sự thật lịch sử có thật: chuyến thám hiểm của nhà thám hiểm vùng cực người Anh Robert Scott đến Nam Cực đã kết thúc một cách bi thảm, một phần vì toàn bộ nhiên liệu của họ tràn ra khỏi thùng chứa thiếc, họ bị mất xe trượt tuyết và không còn đủ sức. đi bộ.

Ứng dụng

Phần lớn thiếc nấu chảy được sử dụng trong luyện kim để sản xuất các hợp kim khác nhau. Các hợp kim này được sử dụng để sản xuất vòng bi, giấy bạc để đóng gói, thiếc, đồng, chất hàn, dây điện và phông chữ in.
- Thiếc ở dạng lá (staniol) có nhu cầu trong sản xuất tụ điện, bộ đồ ăn, đồ mỹ nghệ và ống đàn organ.
- Dùng để hợp kim hóa các hợp kim titan kết cấu; để phủ lớp phủ chống ăn mòn cho các sản phẩm làm từ sắt và các kim loại khác (đóng hộp).
- Hợp kim với zirconi có độ chịu lửa và khả năng chống ăn mòn cao.
- Thiếc (II) oxit - dùng làm chất mài mòn trong gia công kính quang học.
- Là một phần nguyên liệu dùng để chế tạo pin.
- Sản xuất sơn vàng và thuốc nhuộm len.
- Đồng vị phóng xạ nhân tạo của thiếc được sử dụng làm nguồn bức xạ γ trong các phương pháp nghiên cứu quang phổ trong sinh học, hóa học và khoa học vật liệu.
- Thiếc diclorua (muối thiếc) được sử dụng trong hóa phân tích, trong công nghiệp dệt nhuộm, trong công nghiệp hóa chất tổng hợp hữu cơ và sản xuất polyme, trong lọc dầu - để khử màu dầu, trong công nghiệp thủy tinh - để gia công thủy tinh.
- Thiếc boron florua được sử dụng để sản xuất thiếc, đồng và các hợp kim khác cần thiết cho ngành công nghiệp; để đóng hộp; cán màng.

TIN (lat. Stannum), Sn, nguyên tố hóa học có số nguyên tử 50, khối lượng nguyên tử 118.710. Có nhiều suy đoán khác nhau về nguồn gốc của từ "stannum" và "thiếc". Từ "stannum" trong tiếng Latin, đôi khi có nguồn gốc từ "sta" trong tiếng Saxon - bền, cứng, ban đầu có nghĩa là hợp kim của bạc và chì. “Tin” là tên được đặt cho chì trong một số ngôn ngữ Slav. Có lẽ cái tên tiếng Nga gắn liền với các từ “ol”, “thiếc” - bia, nghiền, mật ong: những chiếc bình thiếc được sử dụng để đựng chúng. Trong văn học Anh từ tin được dùng để gọi tên thiếc. Ký hiệu hóa học của thiếc Sn là "stannum".

Thiếc tự nhiên bao gồm chín hạt nhân ổn định với số khối 112 (trong hỗn hợp 0,96% khối lượng), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7,61%), 118 ( 24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%) và một thiếc-124 có tính phóng xạ yếu (5,94%). 124Sn là chất phát b, chu kỳ bán rã của nó rất dài và T1/2 = 1016-1017 năm. Thiếc nằm ở chu kỳ thứ năm trong nhóm IV của hệ thống các nguyên tố tuần hoàn của Mendeleev. Cấu hình của lớp điện tử bên ngoài là 5s25p2. Trong các hợp chất của nó, thiếc thể hiện trạng thái oxy hóa +2 và +4 (hóa trị II và IV tương ứng).

Bán kính kim loại của nguyên tử thiếc trung tính là 0,158 nm, bán kính của ion Sn2+ là 0,118 nm và ion Sn4+ là 0,069 nm (số phối trí 6). Năng lượng ion hóa tuần tự của nguyên tử thiếc trung tính là 7,344 eV, 14,632, 30,502, 40,73 và 721,3 eV. Theo thang Pauling, độ âm điện của thiếc là 1,96, nghĩa là thiếc nằm trên ranh giới thông thường giữa kim loại và phi kim loại.

Thông tin hóa học

Hóa phóng xạ

Hoá học phóng xạ - nghiên cứu tính chất hóa học của các chất phóng xạ, quy luật hoạt động vật lý và hóa học của chúng, tính chất hóa học của các biến đổi hạt nhân và các quá trình vật lý và hóa học đi kèm với chúng. Hóa phóng xạ có các tính năng sau: làm việc với...

Stark, Johannes

Nhà vật lý người Đức Johannes Stark sinh ra ở Schickenhof (Bavaria) trong một gia đình địa chủ. Ông học tại các trường trung học ở Bayreuth và Regensburg, và năm 1894 ông vào Đại học Munich, nơi ông bảo vệ luận án tiến sĩ năm 1897...

Th - Thori

THORIUM (lat. Thorium), Th, nguyên tố hóa học nhóm III của bảng tuần hoàn, số nguyên tử 90, khối lượng nguyên tử 232.0381, thuộc họ Actinide. Tính chất: có tính phóng xạ, đồng vị ổn định nhất là 232Th (chu kỳ bán rã 1,389&m...

Brom.

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 10 4S 2 4P 5 .

Các electron hóa trị được in đậm. Thuộc họ nguyên tố p. Vì số lượng tử chính lớn nhất là 4 và số electron ở mức năng lượng bên ngoài là 7 nên brom nằm ở chu kỳ thứ 4, nhóm VIIA của Bảng tuần hoàn. Sơ đồ năng lượng của các electron hóa trị có dạng:

Germani.

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 10 4S 2 4P 2 .

Các electron hóa trị được in đậm. Thuộc họ nguyên tố p. Vì số lượng tử chính lớn nhất là 4 và số electron ở mức năng lượng bên ngoài là 4 nên germanium nằm ở chu kỳ thứ 4, nhóm IVA của Bảng tuần hoàn. Sơ đồ năng lượng của các electron hóa trị có dạng:

Coban.

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 7 4S 2 .

Các electron hóa trị được in đậm. Thuộc họ các nguyên tố d. Coban nằm ở chu kỳ thứ 4, nhóm VIIB của Bảng tuần hoàn. Sơ đồ năng lượng của các electron hóa trị có dạng:

Đồng.

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 10 4S 1 .

Các electron hóa trị được in đậm. Thuộc họ các nguyên tố d. Vì số lượng tử chính lớn nhất là 4 và số electron ở mức năng lượng bên ngoài là 1 nên đồng nằm ở chu kỳ 4, Nhóm I của Bảng tuần hoàn. Sơ đồ năng lượng của các electron hóa trị trông như thế này.

Mỗi nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn và các chất đơn giản và phức tạp được tạo thành bởi nó là duy nhất. Chúng có những đặc tính độc đáo và nhiều đặc tính có đóng góp đáng kể không thể phủ nhận cho cuộc sống và sự tồn tại của con người nói chung. Nguyên tố hóa học thiếc cũng không ngoại lệ.

Sự quen biết của mọi người với kim loại này đã có từ thời cổ đại. Nguyên tố hóa học này đóng vai trò quyết định trong sự phát triển của nền văn minh nhân loại; cho đến ngày nay, tính chất của thiếc vẫn được sử dụng rộng rãi.

Thiếc trong lịch sử

Những đề cập đầu tiên về kim loại này, như mọi người tin trước đây, thậm chí còn có một số đặc tính ma thuật, có thể được tìm thấy trong các văn bản Kinh thánh. Thiếc đóng vai trò quyết định trong việc cải thiện cuộc sống trong Thời đại đồ đồng. Vào thời điểm đó, hợp kim kim loại bền nhất mà con 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 từ dụng cụ đến đồ trang sức đều được làm từ vật liệu này.

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 của nó, ngày nay được con người tích cực sử dụng trong công nghiệp. , công nghệ và y học, cùng với muối của kim loại này, chẳng hạn như thiếc clorua, thu được bằng cách cho thiếc phản ứng với clo, chất lỏng này sôi ở 112 độ C, hòa tan tốt trong nước, tạo thành hydrat tinh thể và bốc khói trong không khí.

Vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Nguyên tố hóa học thiếc (tên Latinh stannum - “stannum”, viết bằng ký hiệu Sn) đã được Dmitry Ivanovich Mendeleev đặt đúng ở vị trí thứ năm mươi, trong tiết thứ năm. Nó có một số đồng vị, đồng vị phổ biến nhất là 120. Kim loại này cũng nằm trong phân nhóm chính của nhóm thứ sáu, cùng với carbon, silicon, germanium và flerovium. Vị trí của nó dự đoán các tính chất lưỡng tính; thiếc có đặc tính như nhau bởi cả đặc tính axit và bazơ, sẽ được mô tả chi tiết hơn dưới đây.

Bảng tuần hoàn cũng cho thấy khối lượng nguyên tử của thiếc là 118,69. Cấu hình điện tử là 5s 2 5p 2, trong thành phần của các chất phức tạp cho phép kim loại thể hiện trạng thái oxy hóa +2 và +4, chỉ nhường đi hai electron từ cấp dưới p hoặc bốn electron từ s- và p-, hoàn toàn làm trống toàn bộ cấp độ bên ngoài.

Đặc tính điện tử của phần tử

Theo số nguyên tử, không gian hạt nhân của một nguyên tử thiếc chứa tới 50 electron; chúng nằm ở năm cấp độ, lần lượt được chia thành một số cấp độ phụ. Hai cấp độ đầu tiên chỉ có cấp độ con s- và p, và bắt đầu từ cấp độ thứ ba có sự chia thành ba phần thành s-, p-, d-.

Chúng ta hãy xem xét cái bên ngoài, vì chính cấu trúc của nó và việc lấp đầy các electron sẽ 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 electron chuyển từ cấp độ s sang vị trí trống trong cấp độ p (nó có thể chứa tối đa ba electron chưa ghép cặp). Trong trường hợp này, thiếc thể hiện trạng thái hóa trị và trạng thái oxy hóa là 4, vì không có electron ghép đôi, điều đó có nghĩa là trong quá trình tương tác hóa học, không có gì giữ chúng ở cấp dưới.

Kim loại đơn giản và tính chất của nó

Thiếc là kim loại màu bạc thuộc nhóm kim loại dễ nóng chảy. Kim loại mềm và tương đối dễ biến dạng. Một số tính năng vốn có của kim loại như thiếc. Nhiệt độ dưới 13,2 là ranh giới của quá trình biến đổi kim loại của thiếc thành dạng bột, kèm theo sự thay đổi màu từ trắng bạc sang xám và mật độ của chất giảm. Thiếc nóng chảy ở 231,9 độ và sôi ở 2270 độ C. Cấu trúc tứ giác kết tinh của thiếc trắng giải thích hiện tượng giòn đặc trưng của kim loại khi nó bị uốn cong và nung nóng ở chỗ uốn do ma sát của các tinh thể của chất này với nhau. Thiếc xám có hệ lập phương.

Tính chất hóa học của thiếc là kép; nó tham gia vào cả phản ứng axit và phản ứng bazơ, thể hiện tính lưỡng tính. Kim loại phản ứng với chất kiềm, cũng như các axit như sulfuric và nitric, và hoạt động khi phản ứng với halogen.

Hợp kim thiếc

Tại sao các hợp kim có tỷ lệ thành phần cấu thành nhất định được sử dụng thường xuyên hơn thay vì kim loại nguyên chất? Thực tế là hợp kim có những đặc tính mà kim loại riêng lẻ không có hoặc những đặc tính này mạnh hơn nhiều (ví dụ: tính dẫn điện, chống ăn mòn, thụ động hoặc kích hoạt các đặc tính vật lý và hóa học của kim loại nếu cần thiết, 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 bổ sung 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), hãy xem xét loại phổ biến và được sử dụng nhiều nhất (việc sử dụng một số hợp kim nhất định sẽ được thảo luận trong phần tương ứng). Nhìn chung, hợp kim stannum có các đặc điểm sau: độ dẻo cao, độ cứng và độ bền thấp.

Một số ví dụ về hợp kim

Các hợp chất tự nhiên quan trọng nhất

Thiếc tạo thành một số hợp chất tự nhiên - quặng. Kim loại này tạo thành 24 hợp chất khoáng, quan trọng nhất đối với công nghiệp là oxit thiếc - cassiterit, cũng như stanine - Cu 2 FeSnS 4. Thiếc nằm rải rác trong lớp vỏ trái đất và các hợp chất được hình thành bởi nó có nguồn gốc từ tính. Muối của axit polytin và silicat thiếc cũng được sử dụng trong công nghiệp.

Thiếc và cơ thể con người

Nguyên tố hóa học thiếc là một nguyên tố vi lượng có hàm lượng định lượng trong cơ thể con người. Sự tích lũy chính của nó là trong mô xương, nơi hàm lượng kim loại bình thường góp phần vào sự phát triển kịp thời và hoạt động chung 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 mức của kim loại này có thể dẫn đến ngộ độc chung cho cơ thể, và việc tiếp xúc lâu hơn thậm chí có thể dẫn đến đột biến gen bất lợi. Gần đây, vấn đề này đã trở nên khá phù hợp, vì trạng thái sinh thái của môi trường còn nhiều điều chưa được mong đợi. Người dân ở các thành phố lớn và khu vực lân cận các khu công nghiệp có nguy cơ nhiễm độc thiếc cao. Thông thường, ngộ độc xảy ra do sự tích tụ muối thiếc trong phổi, chẳng hạn như thiếc clorua và các loại khác. Đồng thời, thiếu vi lượng có thể gây chậm tăng trưởng, giảm thính lực và rụng tóc.

Ứng dụng

Kim loại này có sẵn để bán tại nhiều nhà máy và công ty luyện kim. Có sẵn ở dạng thỏi, thanh, dây, hình trụ, cực dương được làm từ một chất đơn giản thuần túy như thiếc. Giá dao động từ 900 đến 3000 rúp mỗi kg.

Thiếc ở dạng nguyên chất hiếm khi được sử dụng. Hợp kim và hợp chất của nó - muối - được sử dụng chủ yếu. Thiếc để hàn được sử dụng trong trường hợp các bộ phận buộc chặt không tiếp xúc với nhiệt độ cao và tải trọng cơ học mạnh làm bằng hợp kim đồng, thép, đồng, nhưng không nên dùng 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.

Chất hàn được sử dụng để hàn các vi mạch; trong trường hợp này, các hợp kim làm từ kim loại như thiếc cũng là lựa chọn lý tưởng. Bức ảnh mô tả quá trình sử dụng hợp kim thiếc-chì. Nó có thể được sử dụng để thực hiện công việc khá tinh tế.

Do khả năng chống ăn mòn của thiếc cao nên được sử dụng để sản xuất sắt đóng hộp (thiếcplate) - lon thiếc đựng thực phẩm. Trong y học, đặc biệt là nha khoa, thiếc được dùng để trám răng. Đường ống trong nhà được bọc bằng thiếc và vòng bi được làm từ 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, sunfat và clorua được sử dụng làm chất điện phân. Ôxít thiếc là một loại men cho gốm sứ. Bằng cách đưa các dẫn xuất thiếc khác nhau vào nhựa và vật liệu tổng hợp, dường như có thể giảm tính dễ cháy và phát thải khói độc hại của chúng.