Sn keemilise elemendi nimi. Keemiliste elementide tähestikuline loetelu. Elemendi elektrooniline omadus

Tina(lat. Stannum), Sn, Mendelejevi perioodilise süsteemi IV rühma keemiline element; aatomarv 50, aatommass 118,69; valge läikiv metall, raske, pehme ja plastiline. Element koosneb 10 isotoobist massinumbritega 112, 114-120, 122, 124; viimane on nõrgalt radioaktiivne; isotoop 120 Sn on levinuim (umbes 33%).

Ajaloo viide. O. sulamid vase - pronksiga olid tuntud juba 4. aastatuhandel eKr. e., ja puhas metall 2. aastatuhandel eKr. e. Iidses maailmas valmistati ehetest ehteid, nõusid ja riistu. Nimede "stannum" ja "tina" päritolu pole täpselt kindlaks tehtud.

levik looduses. O. - maakoore ülemise osa iseloomulik element, mille sisaldus litosfääris on 2,5 10 = 4 massi%, happelistes tardkivimites 3 10 = 4% ja sügavamal aluselistes 1,5 10 = 4%; veel vähem O. mantlisse. O. kontsentratsioon on seotud nii magmaliste protsessidega (teada on O.-ga rikastatud tina kandvaid graniite ja pegmatiite) kui ka hüdrotermiliste protsessidega. 24 teadaolevast O. mineraalist 23 tekkisid kõrgel temperatuuril ja rõhul. Peamine tööstuslik väärtus on kassiteriit SnO 2, vähem - stanniin Cu 2 FeSnS 4 (vt. Tina maak). Biosfääris O. rändab nõrgalt, merevees on seda vaid 3 10 = 7%; on teada kõrge hapnikusisaldusega veetaimed.Üldine suund biosfääri hapniku geokeemias on aga dispersioon.

Füüsilised ja keemilised omadused. O.-l on kaks polümorfset modifikatsiooni. Tavalise b-Sn (valge O.) kristallvõre on tetragonaalne perioodidega a = 5,813 , Koos=3,176; tihedus 7,29 G/cm 3. Temperatuuridel alla 13,2 °C stabiilne a-Sn (hall O.) kuubistruktuur nagu teemant; tihedus 5,85 G/cm 3. B a üleminekuga kaasneb metalli muutumine pulbriks (vt joonis 1). tinakatk), t pl 231,9 °C, t Kip 2270 °C. Temperatuuri lineaarpaisumise koefitsient 23 10 =6 (0-100 °C); erisoojus (0°C) 0,225 kj/(kg K), st 0,0536 väljaheited/(G°C); soojusjuhtivus (0 °C) 65,8 teisip/(m K), st 0,157 väljaheited/(cm·- sek°C); elektriline eritakistus (20 °C) 0,115 10 =6 ohm· m, st 11,5 10 =6 ohm· cm.Tõmbetugevus 16.6 Mn/m 2 (1,7 kgf/mm 2)" , pikenemine 80-90%; Brinelli kõvadus 38,3-41,2 Mn/m 2 (3,9-4,2 kgf/mm 2) Kui O. vardad on painutatud, kostub kristalliitide vastastikusest hõõrdumisest iseloomulik krõmps.

Vastavalt aatomi väliselektronide konfiguratsioonile 5 s 2 5lk 2 O. on kaks oksüdatsiooniastet: +2 ja +4; viimane on stabiilsem; Sn(P) ühendid on tugevad redutseerivad ained. Kuiv ja niiske õhk temperatuuril kuni 100 °C praktiliselt ei oksüdeeri O.: seda kaitseb õhuke, tugev ja tihe SnO 2 kile. Külma ja keeva vee suhtes on O. stabiilne. O. elektroodi standardpotentsiaal happelises keskkonnas on - 0,136 v. O. tõrjub külmas aeglaselt välja vesiniku lahjendatud HCl-st ja H 2 SO 4-st, moodustades vastavalt SnCl 2 kloriidi ja SnSO 4 sulfaadi. O. lahustub kuumutamisel kuumas kontsentreeritud H 2 SO 4-s, moodustades Sn (SO 4) 2 ja SO 2. Külm (O ° C) lahjendatud lämmastikhape mõjub O.-le vastavalt reaktsioonile:

4Sn + 10HNO 3 \u003d 4Sn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Kuumutamisel kontsentreeritud HNO 3-ga (tihedus 1,2-1,42 G/cm 3) O. oksüdeeritakse metatiinhappe H 2 SnO 3 sademe moodustumisega, mille hüdratatsiooniaste on muutuv:

3Sn+ 4HNO3+ n H 2 O \u003d 3H 2 SnO 3 n H2O + 4NO.

Kui hapnikku kuumutatakse kontsentreeritud leeliselahustes, eraldub vesinik ja moodustub heksahüdrostannaat:

Sn + 2KOH + 4H2O \u003d K2 + 2H2.

Õhuhapnik passiveerib hapniku, jättes selle pinnale SnO 2 kile. Keemiliselt on SnO 2 dioksiid väga stabiilne ja SnO oksiid oksüdeerub kiiresti, seda saadakse kaudselt. SnO 2 on valdavalt happeliste omadustega, SnO on aluseline.

O. ei ühine otseselt vesinikuga; hüdriid SnH 4 moodustub Mg 2 Sn ja vesinikkloriidhappe koostoimel:

Mg2Sn + 4HCl \u003d 2MgCl2 + SnH4.

See on värvitu mürgine gaas t kip -52 °C; see on väga habras, toatemperatuuril laguneb mõne päeva jooksul Sn-ks ja H2-ks ning üle 150 °C - koheselt. Samuti moodustub see vesiniku toimel O. sooladeks eraldumise ajal, näiteks:

SnCl 2 + 4HCl + 3Mg \u003d 3MgCl2 + SnH 4.

Halogeenidega annab O. ühendeid koostisega SnX 2 ja SnX 4. Esimesed on soolataolised ja annavad lahustes Sn 2+ ioone, teised (va SnF 4) hüdrolüüsivad vee toimel, kuid lahustuvad mittepolaarsetes orgaanilistes vedelikes. O. interaktsioon kuiva klooriga (Sn + 2Cl 2 = SnCl 4) annab SnCl 4 tetrakloriidi; see on värvitu vedelik, mis lahustab hästi väävlit, fosforit, joodi. Varem eemaldati O. ebaõnnestunud tinatoodetest ülaltoodud reaktsiooni abil. Nüüd ei kasutata meetodit laialdaselt kloori toksilisuse ja suurte hapnikukadude tõttu.

Tetrahaliidid SnX 4 moodustavad kompleksühendeid H 2 O, NH 3, lämmastikoksiidide, PCl 5, alkoholide, eetrite ja paljude orgaaniliste ühenditega. Vesinikhalogeniidhapetega annavad O. halogeniidid komplekshappeid, mis on lahustes stabiilsed, näiteks H 2 SnCl 4 ja H 2 SnCl 6 . Veega lahjendamisel või neutraliseerimisel liht- või komplekskloriidide lahused hüdrolüüsitakse, moodustades valged Sn (OH) 2 või H 2 SnO 3 · sademed. n H 2 O. Väävliga O. annab vees lahustumatud sulfiidid ja lahjendatud happed: pruun SnS ja kuldkollane SnS 2.

Kviitung ja avaldus. O. tööstuslik tootmine on soovitav, kui selle sisaldus asetajates on 0,01%, maakides 0,1%; tavaliselt kümnendikud ja protsendiühikud. O. maakides on sageli kaasas W, Zr, Cs, Rb, haruldaste muldmetallide elemendid, Ta, Nb ja muud väärtuslikud metallid. Rikastatakse esmaseid toormaterjale: asetajaid - peamiselt gravitatsiooni abil, maake - ka flotatsiooni või flotatsiooni teel.

50–70% hapnikku sisaldavad kontsentraadid põletatakse väävli eemaldamiseks ja puhastatakse rauast HCl toimel. Kui esineb volframiidi (Fe, Mn) WO 4 ja scheeliit CaWO 4 lisandeid, töödeldakse kontsentraati HCl-ga; saadud WO 3 · H 2O võetakse üles NH4OH-ga. Kontsentraadi sulatamisel kivisöega elektri- või leekahjudes saadakse töötlemata O. (94–98% Sn), mis sisaldab Cu, Pb, Fe, As, Sb ja Bi lisandeid. Ahjudest vabanemisel filtreeritakse tõmberaud temperatuuril 500–600 °C läbi koksi või tsentrifuugitakse, eraldades seeläbi suurema osa rauast. Ülejäänud Fe ja Cu eemaldatakse elementaarse väävli segamisel vedela metalli hulka; lisandid hõljuvad tahkete sulfiididena, mis eemaldatakse hapniku pinnalt Arseenist ja antimonist rafineeritakse hapnik sarnasel viisil - alumiiniumi lisamisega, pliist - SnCl 2 abil. Mõnikord aurustatakse Bi ja Pb vaakumis. Väga puhta O saamiseks kasutatakse elektrolüütilist rafineerimist ja tsooni ümberkristallimist suhteliselt harva.

Umbes 50% kogu toodetud O.-st on sekundaarne metall; seda saadakse plekijäätmetest, jääkidest ja mitmesugustest sulamitest. Kuni 40% kullast kulub pleki tinatamiseks, ülejäänu kulub joote-, laagri- ja trükisulamite tootmiseks. Tina sulamid). Dioksiidi SnO 2 kasutatakse kuumakindlate emailide ja glasuuride valmistamiseks. Sool - naatriumstanniit Na 2 SnO 3 3H 2 O kasutatakse kangaste peitsivärvimisel. Crystalline SnS 2 ("kuldleht") on osa värvidest, mis imiteerivad kuldamist. Nioobiumstanniid Nb 3 Sn on üks enimkasutatavaid ülijuhtivaid materjale.

N. N. Sevrjukov.

O. mürgisus ja suurem osa selle anorgaanilistest ühendustest on väikesed. Tööstuses laialdaselt kasutatavad elementaarse O. põhjustatud ägedad mürgistused praktiliselt ei vasta. Kirjanduses kirjeldatud üksikud mürgistusjuhtumid on ilmselt põhjustatud AsH 3 vabanemisest, kui vesi satub kogemata O. arseenist puhastamise jäätmetesse. Tinasulatustehaste töötajatel võivad pikaajalisel kokkupuutel tolmuga tekkida O. oksiidid (nn must O., SnO). pneumokonioos, tinafooliumi valmistamisega tegelevatel töötajatel esineb mõnikord kroonilise ekseemi juhtumeid. Tetrakloriid O. (SnCl 4 5H 2 O) kontsentratsiooniga õhus üle 90 mg/m 3 ärritab ülemisi hingamisteid, põhjustab köha; nahale sattudes põhjustab O. kloriid selle haavandumist. Tugev konvulsiooni tekitav mürk on tinavesinik (stanometaan, SnH 4), kuid selle tekke tõenäosus tööstuslikes tingimustes on tühine. Raske mürgistus pikalt valmistatud konservide söömisel võib olla seotud SnH 4 moodustumisega purkides (orgaaniliste hapete toime tõttu purkide sisule). Ägedat mürgitust vesinikuga iseloomustavad krambid, tasakaaluhäired; surm on võimalik.

O. orgaanilised ühendid, eriti di- ja trialküülühendid, avaldavad kesknärvisüsteemile tugevat mõju. Mürgistuse nähud trialküülühenditega: peavalu, oksendamine, pearinglus, krambid, parees, halvatus, nägemishäired. Sageli tekib kooma (vt. kooma), surmaga lõppenud südame- ja hingamishäired. O. dialküülühendite toksilisus on mõnevõrra väiksem, mürgistuse kliinilises pildis on ülekaalus maksa- ja sapiteede kahjustuse sümptomid. Ennetus: töötervishoiu reeglite järgimine.

O. kunstilise materjalina. Suurepärased valuomadused, vormitavus, nõtkus lõikuriga ja üllas hõbevalge värvus viisid O. kasutamiseni kunstis ja käsitöös. Vana-Egiptuses kasutati kulda muude metallide külge joodetud ehete valmistamiseks. 13. sajandi lõpust Lääne-Euroopa riikides ilmusid O.-st valmistatud anumad ja kirikuriistad, mis olid sarnased hõbedaga, kuid kontuurilt pehmemad, sügava ja ümara graveeringuga (kirjad, kaunistused). 16. sajandil F. Briot (Prantsusmaa) ja K. Enderlein (Saksamaa) hakkasid O.-st valama reljeefsete kujutistega (vapid, mütoloogilised, žanristseenid) tseremoniaalseid kausse, nõusid ja pokaale. A. Sh. Boule tutvustas O. sisse intarsia mööbli kaunistamisel. Venemaal levisid hõbeesemetest valmistatud esemed (peegliraamid, riistad) 17. sajandil; 18. sajandil Põhja-Venemaal saavutas haripunkti emailidega tinakatetega kaunistatud vasest kandikute, teekannud, nuusktubakaste tootmine. 19. sajandi alguseks. O. anumad andsid teed fajansile ja O. kasutamine kunstilise materjalina muutus harvaks. Kaasaegsete O.-st valmistatud dekoratiivesemete esteetilised eelised seisnevad eseme struktuuri selges tuvastamises ja peeglitaolises pinnapuhtuses, mis saavutatakse ilma edasise töötlemiseta valamisega.

Lit.: Sevryukov N. N., Tin, raamatus: Brief Chemical Encyclopedia, 3. kd, M., 1963, lk. 738-39; Tina metallurgia, M., 1964; Nekrasov B.V., Üldkeemia alused, 3. väljaanne, 1. köide, M., 1973, lk. 620-43; Ripan R., Chetyanu I., Anorgaaniline keemia, 1. osa – Metallide keemia, trans. rummist., M., 1971, lk. 395-426; Kutsehaigused, 3. väljaanne, M., 1973; Kahjulikud ained tööstuses, 2. osa, 6. väljaanne, M, 1971; Tardy, Les étspan>francais, pt. 1-4, P., 1957-64; Mory L., Schönes Zinn, Münch., 1961; Haedeke H., Zinn, Braunschweig, 1963.

Tina on üks väheseid metalle, mida inimene teab juba eelajaloolistest aegadest. Tina ja vask avastati enne rauda ning nende sulam pronks on ilmselt kõige esimene "kunstlik" materjal, esimene inimese valmistatud materjal.
Arheoloogiliste väljakaevamiste tulemused viitavad sellele, et juba viis aastatuhandet eKr suutsid inimesed ise tina sulatada. On teada, et iidsed egiptlased tõid pronksi valmistamiseks tina Pärsiast.
Nimetuse "trapu" all kirjeldatakse seda metalli iidses India kirjanduses. Tina ladinakeelne nimetus stannum pärineb sanskriti sõnast "sada", mis tähendab "tahke".

Tina mainimist leiab ka Homerosest. Peaaegu kümme sajandit enne uut ajastut tarnisid foiniiklased Briti saartelt, mida tollal nimetati kassiteriidideks, tinamaaki. Sellest ka nimi kassiteriit, tinamineraalidest kõige olulisem; selle koostis on Sn0 2 . Teine oluline mineraal on stanniin ehk tinapüriit Cu 2 FeSnS 4 . Ülejäänud 14 elemendi nr 50 mineraali on palju haruldasemad ja neil puudub tööstuslik väärtus.
Muide, meie esivanematel oli tinamaake rikkalikum kui meil. Metalli oli võimalik sulatada otse Maa pinnal paiknevatest ja looduslike ilmastiku- ja väljauhtumisprotsesside käigus rikastatud maakidest. Tänapäeval selliseid maake enam ei eksisteeri. Kaasaegsetes tingimustes on tina hankimise protsess mitmeetapiline ja töömahukas. Maagid, millest sulatatakse tina nüüd on need koostiselt keerukad: lisaks elemendile nr 50 (oksiidi või sulfiidi kujul) sisaldavad need tavaliselt räni, rauda, ​​pliid, vaske, tsinki, arseeni, alumiiniumi, kaltsiumi, volframi ja muid elemente. Praegused tinamaagid sisaldavad harva rohkem kui 1% Sn ja asetajad - veelgi vähem: 0,01-0,02% Sn. See tähendab, et kilogrammi tina saamiseks on vaja kaevandada ja töödelda vähemalt senti maaki.

Kuidas saadakse tina maakidest

Elemendi nr 50 valmistamine maakidest ja asetajatest algab alati rikastamisest. Tinamaakide rikastamise meetodid on üsna mitmekesised. Eelkõige kasutatakse gravitatsioonimeetodit, mis põhineb põhi- ja kaasnevate mineraalide tiheduse erinevusel. Samas ei tohi unustada, et kaasaskäijad pole kaugeltki alati tühi tõug. Sageli sisaldavad need väärtuslikke metalle, nagu volfram, titaan, lantaniide. Sellistel juhtudel püütakse tinamaagist ammutada kõik väärtuslikud komponendid.
Saadud tinakontsentraadi koostis sõltub toorainest ja ka sellest, kuidas see kontsentraat on saadud. Tina sisaldus selles on vahemikus 40–70%. Kontsentraat suunatakse ahjudesse (600-700°C juures), kus sellest eemaldatakse suhteliselt lenduvad arseeni ja väävli lisandid. Ja enamik rauast, antimonist, vismutist ja mõnedest teistest metallidest leostatakse pärast põletamist soolhappega. Pärast selle tegemist jääb tina eraldada hapnikust ja ränist. Seetõttu on toortina tootmise viimane etapp söe ja räbustitega sulatamine kaja- või elektriahjudes. Füüsikalis-keemilisest aspektist on see protsess sarnane kõrgahjuga: süsinik “viib” tinast hapniku ära ja räbustid muudavad ränidioksiidi metalliga võrreldes kergeks räbuks.
Karedas tinas on veel üsna palju lisandeid: 5-8%. Kvaliteetsete metallide (96,5–99,9% Sn) saamiseks kasutatakse tulekahju või harvemini elektrolüütilist rafineerimist. Ja pooljuhtidetööstusele vajalik tina puhtusega ligi kuus üheksa - 99,99985% Sn - saadakse peamiselt tsoonisulatamise teel.

Teine allikas

Kilogrammi tina saamiseks pole vaja sentigi maaki töödelda. Võib teha teisiti: "koorida" 2000 vana purki.
Ainult pool grammi tina purki. Aga tootmismahuga korrutatuna muutuvad need pooled grammid kümneteks tonnideks... "Teisese" tina osakaal kapitalistlike maade tööstuses on umbes kolmandik kogutoodangust. Meie riigis töötab sadakond tööstuslikku tina taaskasutamise tehast.
Kuidas plekkplaadilt tina eemaldatakse? Seda on mehaaniliselt peaaegu võimatu teha, seetõttu kasutavad nad raua ja tina keemiliste omaduste erinevust. Kõige sagedamini töödeldakse tina gaasilise klooriga. Raud niiskuse puudumisel sellega ei reageeri. see ühendub klooriga väga kergesti. Tekib suitsuvedelik - tinakloriid SnCl 4, mida kasutatakse keemia- ja tekstiilitööstuses või saadetakse elektrolüsaatorisse, et sealt metallilist tina kätte saada. Ja jälle algab “ring”: selle plekiga kaetakse teraslehed, need saavad pleki. Sellest tehakse purgid, purgid täidetakse toiduga ja suletakse. Siis nad avavad need, söövad konserve, viskavad purgid minema. Ja siis jõuavad nad (kahjuks mitte kõik) jälle "teisese" tina tehastesse.
Teised elemendid teevad looduses tsükli taimede, mikroorganismide jne osalusel. Tinaring on inimese käte töö.

Tina sulamites

Umbes pool maailma plekitoodangust läheb plekkpurkidesse. Teine pool - metallurgias, erinevate sulamite saamiseks. Me ei räägi üksikasjalikult kõige kuulsamast tinasulamitest - pronksist, viidates lugejatele artiklile vasest - pronkside teisest olulisest komponendist. See on seda enam õigustatud, et tinata pronkse on, aga “vaseta” pole. Tinavabade pronkside loomise üheks peamiseks põhjuseks on elemendi nr 50 nappus. Sellegipoolest on tina sisaldav pronks endiselt oluline materjal nii masinaehituses kui ka kunstis.
Tehnika vajab ka muid tinasulameid. Tõsi, neid ei kasutata peaaegu kunagi konstruktsioonimaterjalidena: need pole piisavalt tugevad ja liiga kallid. Kuid neil on ka muid omadusi, mis võimaldavad lahendada olulisi tehnilisi probleeme suhteliselt madala materjalikuluga.
Enamasti kasutatakse tinasulameid hõõrdevastaste materjalide või jootematerjalina. Esimene võimaldab säästa masinaid ja mehhanisme, vähendades hõõrdekadusid; teine ​​ühendab metallosad.
Kõigist hõõrdumisvastastest sulamitest on parimate omadustega tinababits, mis sisaldab kuni 90% tina. Pehmed ja madala sulamistemperatuuriga plii-tina joodised niisutavad hästi enamiku metallide pinda, neil on kõrge elastsus ja väsimuskindlus. Nende kasutusala on aga piiratud joodiste endi ebapiisava mehaanilise tugevuse tõttu.
Tina on ka osa tüpograafilisest sulamist. Lõpuks on elektrotehnikas väga vajalikud tinapõhised sulamid.Elektrikondensaatorite kõige olulisem materjal on teras, see on peaaegu puhas tina, mis on muudetud õhukesteks lehtedeks (muude metallide osatähtsus terases ei ületa 5%).
Muide, paljud tinasulamid on elemendi nr 50 tõelised keemilised ühendid teiste metallidega. Sulandumisel interakteerub tina kaltsiumi, magneesiumi, tsirkooniumi, titaani ja paljude haruldaste muldmetallide elementidega. Saadud ühendeid iseloomustab üsna kõrge tulekindlus. Niisiis, tsirkooniumstanniid Zr 3 Sn 2 sulab alles temperatuuril 1985 ° C. Ja "süüdi" pole mitte ainult tsirkooniumi tulekindlus, vaid ka sulami olemus, keemiline side seda moodustavate ainete vahel. Või teine ​​näide. Magneesiumi ei saa klassifitseerida tulekindlate metallide hulka, 651 ° C on rekordilisest sulamistemperatuurist kaugel. Tina sulab veelgi madalamal temperatuuril - 232 ° C. Ja nende sulami - Mg2Sn ühendi - sulamistemperatuur on 778 ° C.
Asjaolu, et element nr 50 moodustab üsna palju sedalaadi sulameid, sunnib kriitilise pilguga suhtuma väitesse, et maailmas toodetavast tinast kulub keemiliste ühenditena vaid 7%. Ilmselt räägime siin ainult mittemetallidega ühenditest.

Ühendid mittemetallidega

Nendest ainetest on kõige olulisemad kloriidid. Tinatetrakloriid SnCl 4 lahustab joodi, fosforit, väävlit ja paljusid orgaanilisi aineid. Seetõttu kasutatakse seda peamiselt väga spetsiifilise lahustina. Tinadikloriidi SnCl 2 kasutatakse rohu soodustajana värvimisel ja redutseerijana orgaaniliste värvainete sünteesil. Samadel funktsioonidel tekstiilitootmises on veel üks elemendi nr 50 ühend - naatriumstannaat Na 2 Sn0 3. Lisaks kaalutakse selle abiga siid alla.
Tööstuses kasutatakse piiratud määral ka tinaoksiide. SnO kasutatakse rubiinklaasi saamiseks ja Sn0 2 - valge glasuuri saamiseks. Oliivi disulfiidi SnS 2 kuldkollaseid kristalle nimetatakse sageli lehekullaks, mida kasutatakse puu, kipsi “kuldamiseks”. See on nii-öelda tinaühendite kõige "antimodernsem" kasutusala. Aga kõige kaasaegsem?
Kui me peame silmas ainult tinaühendeid, siis on see baariumstannaadi BaSn0 3 kasutamine raadiotehnikas suurepärase dielektrikuna. Ja üks tina isotoopidest, il9Sn, mängis olulist rolli Mössbaueri efekti uurimisel - nähtus, mille tõttu loodi uus uurimismeetod - gamma-resonantsspektroskoopia. Ja see pole ainus juhtum, kui iidne metall teenis tänapäeva teadust.
Halli tina - elemendi nr 50 ühe modifikatsiooni - näitel ilmnes seos pooljuhtmaterjali omaduste ja keemilise olemuse vahel. Ja see on ilmselt ainus asi, mille puhul halli tina saab meelde jätta. hea sõna: see tegi rohkem kahju kui kasu. Selle elemendi nr 50 sordi juurde tuleme tagasi pärast teist suurt ja olulist tinaühendite rühma.

Orgaanilisest tinast

Tina sisaldavaid organoelemente on väga palju. Esimene neist saadi 1852. aastal.
Alguses saadi selle klassi aineid ainult ühel viisil - vahetusreaktsioonis anorgaaniliste tinaühendite ja Grignardi reaktiivide vahel. Siin on näide sellisest reaktsioonist:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R on siin süsivesinikradikaal, X on halogeen).
Kompositsiooni SnR4 ühendid ei ole leidnud laialdast praktilist rakendust. Kuid just nendest saadakse muid tinaorgaanilisi aineid, mille kasulikkus on vaieldamatu.

Huvi tinaorgaanilise vastu tekkis esimest korda Esimese maailmasõja ajal. Peaaegu kõik selleks ajaks saadud orgaanilised tinaühendid olid mürgised. Neid ühendeid mürgiste ainetena ei kasutatud, hiljem kasutati nende mürgisust putukatele, hallitusseentele ja kahjulikele mikroobidele. Trifenüültinaatsetaadi (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 baasil loodi tõhus ravim kartuli ja suhkrupeedi seenhaiguste vastu võitlemiseks. Sellel ravimil osutus veel üks kasulik omadus: see stimuleeris taimede kasvu ja arengut.
Tselluloosi- ja paberitööstuse seadmetes arenevate seente vastu võitlemiseks kasutatakse teist ainet - tributüültinahüdroksiidi (C 4 H 9) sSnOH. See parandab oluliselt riistvara jõudlust.
Dibutüültina dilaurinaadil (C 4 H 9) 2 Sn (OCOC 11 H 23) 2 on palju "kutsealasid". Seda kasutatakse veterinaarpraktikas helmintide (usside) raviks. Sama ainet kasutatakse laialdaselt keemiatööstuses polüvinüülkloriidi ja teiste polümeersete materjalide stabilisaatorina ning katalüsaatorina. Kiirus
uretaanide (polüuretaankummi monomeeride) moodustumise reaktsioon sellise katalüsaatori juuresolekul suureneb 37 tuhat korda.
Tinaorgaaniliste ühendite baasil on loodud tõhusad insektitsiidid; tinaorgaanilised klaasid kaitsevad usaldusväärselt röntgenikiirguse eest, laevade veealused osad on kaetud polümeerse plii ja tinaorgaaniliste värvidega, et molluskid peale ei kasvaks.
Need on kõik neljavalentse tina ühendid. Artikli piiratud ulatus ei võimalda rääkida paljudest teistest selle klassi kasulikest ainetest.
Kahevalentse tina orgaanilisi ühendeid on seevastu vähe ja need pole siiani leidnud praktiliselt mingit rakendust.

Hallist tinast

1916. aasta pakastalvel saadeti Kaug-Idast mööda raudteed Venemaa Euroopa ossa tinapartii. Kuid objektile ei jõudnud hõbevalged valuplokid, vaid enamasti peen hall pulber.
Neli aastat varem juhtus katastroof polaaruurija Robert Scotti ekspeditsiooniga. Lõunapoolusele suunduv ekspeditsioon jäi kütuseta: see lekkis raudanumatest tinaga joodetud õmbluste kaudu välja.
Umbes samadel aastatel on tuntud vene keemik V.V. Juhtumiuuringuna laborisse toodud teekann oli kaetud hallide laikude ja väljakasvudega, mis kukkusid maha isegi kerge käega koputades. Analüüs näitas, et nii tolm kui kasvud koosnesid ainult tinast, ilma lisanditeta.

Mis juhtus metalliga kõigil neil juhtudel?
Nagu paljudel teistel elementidel, on tinal mitu allotroopset modifikatsiooni, mitu olekut. (Sõna "allotroopia" on kreeka keelest tõlgitud kui "teine ​​omadus", "teine ​​pööre".) Tavaliste positiivsete temperatuuride korral näeb tina välja selline, et keegi ei saa kahelda, et see kuulub metallide klassi.
Valge metall, plastiline, tempermalmist. Valge tina (seda nimetatakse ka beeta-tinaks) kristallid on tetragonaalsed. Elementaarkristallvõre servade pikkus on 5,82 ja 3,18 A. Kuid temperatuuril alla 13,2 ° C on tina "tavaline" olek erinev. Niipea, kui see temperatuurilävi on saavutatud, algab tinaploki kristallstruktuuris ümberkorraldus. Valge tina muudetakse pulbriliseks halliks või alfa-tinaks ja mida madalam on temperatuur, seda suurem on selle muundumise kiirus. See saavutab maksimumi miinus 39°C juures.
Hallid kuupkujulised tinakristallid; nende elementaarrakkude mõõdud on suuremad - serva pikkus 6,49 A. Seetõttu on halli tina tihedus märgatavalt väiksem kui valgel: vastavalt 5,76 ja 7,3 g/cm3.
Valge tina halliks muutumise tulemust nimetatakse mõnikord "tinakatkuks". Selle “haiguse” tagajärjeks on plekid ja väljakasvud sõjaväe teekannudel, plekkpuruga vagunitel, vedelikku läbilaskvaks muutunud õmblused.
Miks selliseid lugusid praegu ei juhtu? Ainult ühel põhjusel: nad õppisid tinakatku "ravima". Selgitatud on selle füüsikalis-keemiline olemus, kindlaks tehtud, kuidas teatud lisandid mõjutavad metalli vastuvõtlikkust "katkule". Selgus, et alumiinium ja tsink aitavad sellele protsessile kaasa, vismut, plii ja antimon aga vastupidi, takistavad seda.
Lisaks valgele ja hallile tinale leiti veel üks elemendi nr 50 allotroopne modifikatsioon – gammatina, mis on stabiilne temperatuuril üle 161 °C. Sellise tina eripäraks on rabedus. Nagu kõik metallid, muutub tina temperatuuri tõustes plastilisemaks, kuid ainult temperatuuril alla 161 ° C. Seejärel kaotab see täielikult plastilisuse, muutudes gamma-tinaks ja muutub nii hapraks, et seda saab purustada pulbriks.

Taaskord luudapuudusest

Sageli lõppevad elemente käsitlevad artiklid autori arutlustega oma "kangelase" tuleviku kohta. Reeglina on see joonistatud roosa valgusega. Tinateemalise artikli autor jääb sellest võimalusest ilma: tina – kahtlemata kõige kasulikuma metalli – tulevik on ebaselge. See pole selge ainult ühel põhjusel.
Mõned aastad tagasi avaldas Ameerika kaevandusbüroo arvutused, mis näitasid, et elemendi nr 50 tõestatud varudest jätkub maailmale kõige rohkem 35 aastaks. Tõsi, pärast seda leiti mitu uut maardlat, sealhulgas Euroopa suurim, mis asus Poola Rahvavabariigi territooriumil. Sellegipoolest teeb tinapuudus spetsialiste jätkuvalt murelikuks.
Seetõttu tahame elemendi nr 50 lugu lõpetades veel kord meelde tuletada tina säästmise ja kaitsmise vajadust.
Selle metalli puudumine tegi murelikuks isegi kirjandusklassikuid. Kas mäletate Andersenit? "Kakskümmend neli sõdurit olid täpselt samasugused ja kahekümne viies sõdur oli ühejalgne. See valati viimasena ja tinast jäi veidi puudu.» Nüüd pole tinast vähe puudu. Pole ime, et isegi kahejalgsed tinasõdurid on muutunud harulduseks – plastmassist on rohkem levinud. Kuid kogu lugupidamisega polümeeride vastu ei saa need alati tina asendada.
ISOTOPS. Tina on üks "mitme isotoopilisemaid" elemente: looduslik tina koosneb kümnest isotoobist massinumbritega 112, 114-120, 122 n 124. Kõige levinum neist on i20Sn, see moodustab umbes 33% kogu maapealsest tinast. . Peaaegu 100 korda väiksem kui tina-115, mis on elemendi 50 kõige haruldasem isotoop.
Veel 15 tina isotoopi massinumbritega 108-111, 113, 121, 123, 125-132 saadi kunstlikult. Nende isotoopide eluiga ei ole kaugeltki sama. Seega on tina-123 poolväärtusaeg 136 päeva ja tina-132 on vaid 2,2 minutit.

TIN (lat. Stannum), Sn, keemiline element aatomnumbriga 50, aatommass 118,710. Sõnade "stannum" ja "tina" päritolu kohta on erinevaid oletusi. Ladinakeelne "stannum", mis on mõnikord tuletatud saksi sõnast "sada" - tugev, kõva, tähendas algselt hõbeda ja plii sulamit. "Tina" nimetati paljudes slaavi keeltes pliiks. Võib-olla seostub venekeelne nimi sõnadega "ol", "tina" – õlu, puder, mesi: nende hoidmiseks kasutati plekknõusid. Ingliskeelses kirjanduses kasutatakse tina nimetusena sõna tina. Tina keemiline sümbol on Sn, mis tähendab "stannum".

Looduslik tina koosneb üheksast stabiilsest nukliidist massinumbritega 112 (segus 0,96 massiprotsenti), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7, 61%), 118 ( 24,03%, 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%) ja üks nõrgalt radioaktiivne tina-124 (5,94%). 124Sn on b-emitter, selle poolestusaeg on väga pikk ja on T1/2 = 1016-1017 aastat. Tina asub D. I. Mendelejevi elementide perioodilisuse tabeli IVA rühmas viiendal perioodil. Välise elektronkihi konfiguratsioon on 5s25p2. Tina ühendites on oksüdatsiooniaste +2 ja +4 (vastavalt II ja IV valents).

Neutraalse tinaaatomi metalliraadius on 0,158 nm, Sn2+ iooni raadiused 0,118 nm ja Sn4+ iooni raadiused 0,069 nm (koordinatsiooniarv 6). Neutraalse tinaaatomi järjestikused ionisatsioonienergiad on 7,344 eV, 14,632, 30,502, 40,73 ja 721,3 eV. Paulingi skaala järgi on tina elektronegatiivsus 1,96 ehk tina on metallide ja mittemetallide tinglikul piiril.

Teave keemia kohta

Radiokeemia

Radiokeemia – uurib radioaktiivsete ainete keemiat, nende füüsikalise ja keemilise käitumise seaduspärasusi, tuumatransformatsioonide keemiat ning nendega kaasnevaid füüsikalisi ja keemilisi protsesse. Radiokeemial on järgmised omadused: töötage...

Stark, Johannes

Saksa füüsik Johannes Stark sündis Schickenhofis (Baieri) mõisniku perekonnas. Ta õppis Bayreuthi ja Regensburgi keskkoolides ning 1894. aastal astus Müncheni ülikooli, kus 1897. aastal kaitses doktorikraadi...

Th - toorium

TOORIUM (lat. Thorium), Th, perioodilise süsteemi III rühma keemiline element, aatomnumber 90, aatommass 232,0381, viitab aktiniididele. Omadused: radioaktiivne, kõige stabiilsem isotoop on 232Th (poolväärtusaeg 1,389&m ...

Kerge värviline metall, lihtne anorgaaniline aine. Perioodilises tabelis on see tähistatud kui Sn, stannum (stannum). Ladina keelest tõlgituna tähendab see "tugevat, vastupidavat". Algselt nimetati seda sõna plii ja hõbeda sulamiks ning alles palju hiljem hakati nii nimetama puhast tina. Sõnal "tina" on slaavi juured ja see tähendab "valget".

Metall viitab hajutatud elementidele ja mitte kõige levinumale maa peal. Looduses esineb see erinevate mineraalide kujul. Tööstuslikuks kaevandamiseks kõige olulisemad: kassiteriit - tinakivi ja stanniin - tinapüriidid. Tina kaevandatakse maakidest, mis tavaliselt ei sisalda seda ainet rohkem kui 0,1 protsenti.

Tina omadused

Kerge pehme plastiline hõbevalge metall. Sellel on kolm struktuurset modifikatsiooni, α-tina (hall tina) olekust läheb üle β-tinaks (valge tina) temperatuuril +13,2 °C ja γ-tina olekusse t +161 °C juures. Modifikatsioonid on oma omadustelt väga erinevad. α-tina on hall pulber, mis on klassifitseeritud pooljuhtideks, β-tina (“tavaline tina” toatemperatuuril) on hõbedane tempermalm, γ-tina on valge habras metall.

Keemilistes reaktsioonides avaldab tina polümorfismi, st happelisi ja aluselisi omadusi. Reaktiiv on õhus ja vees üsna inertne, kuna kaetakse kiiresti tugeva oksiidkilega, mis kaitseb seda korrosiooni eest.

Tina reageerib kergesti mittemetallidega, raskesti - kontsentreeritud väävel- ja vesinikkloriidhappega; see ei interakteeru nende hapetega lahjendatud olekus. See reageerib kontsentreeritud ja lahjendatud lämmastikhappega, kuid erineval viisil. Ühel juhul saadakse tinahapet, teisel juhul tinanitraati. See reageerib leelistega ainult kuumutamisel. See moodustab hapnikuga kaks oksiidi, mille oksüdatsiooniaste on 2 ja 4. See on terve tinaorgaaniliste ühendite klassi alus.

Mõju inimkehale

Tina peetakse inimesele ohutuks, see on meie kehas ja iga päev saame seda minimaalsetes kogustes toiduga. Selle rolli organismi talitluses pole veel uuritud.

Tinaaur ja selle aerosooliosakesed on ohtlikud, kuna pikaajaline ja regulaarne sissehingamine võib põhjustada kopsuhaigusi; tina orgaanilised ühendid on samuti mürgised, mistõttu tuleb sellega ja selle ühenditega kaitsevahendites töötada.

Selline tinaühend nagu vesiniktina SnH 4 võib põhjustada tugevat mürgistust väga vana konservi söömisel, milles orgaanilised happed on reageerinud purgi seintel oleva tinakihiga (tina, millest valmistatakse konserve, on õhuke rauast leht, mõlemalt poolt tinaga kaetud). Vesiniktina mürgistus võib lõppeda isegi surmaga. Selle sümptomiteks on krambid ja tasakaalu kadumise tunne.

Kui õhutemperatuur langeb alla 0 °C, muutub valge tina halliks tinaks. Samal ajal suureneb aine maht ligi veerandi võrra, tinatoode praguneb ja muutub halliks pulbriks. Seda nähtust hakati nimetama "tinakatkuks".

Mõned ajaloolased arvavad, et "tinakatk" oli üks Napoleoni armee lüüasaamise põhjus Venemaal, kuna muutis Prantsuse sõdurite riietel olevad nööbid ja vööpandlad pulbriks ning mõjus seega armeele demoraliseerivalt.

Ja siin on tõeline ajalooline tõsiasi: inglise polaaruurija Robert Scotti ekspeditsioon lõunapoolusele lõppes traagiliselt, sealhulgas seetõttu, et kogu nende kütus voolas tinaga suletud mahutitest välja, nad kaotasid oma mootorsaanid ja neile ei jätkunud. jõudu kõndida.

Rakendus

Suurem osa sulatatud tinast kasutatakse metallurgias erinevate sulamite tootmine. Neid sulameid kasutatakse laagrite, pakendamiseks mõeldud fooliumi, toiduainete tina, pronksi, joodiste, juhtmete ja tüpograafiliste fontide valmistamisel.
- Fooliumi (staniooli) kujul olev tina on nõutud kondensaatorite, nõude, kunstitoodete, orelitorude tootmisel.
- Kasutatakse struktuursete titaanisulamite legeerimiseks; rauast ja muudest metallidest valmistatud toodetele korrosioonivastaste katete pealekandmiseks (tinatamine).
- Tsirkooniumisulamil on kõrge tule- ja korrosioonikindlus.
- Tina(II)oksiid – kasutatakse abrasiivina optiliste klaaside töötlemisel.
- sisaldub patareide valmistamiseks kasutatavate materjalide koostises.
- "Kulla all" värvide, villavärvide tootmisega.
- Tina tehisradioisotoope kasutatakse γ-kiirguse allikana spektroskoopilistes uurimismeetodites bioloogias, keemias ja materjaliteaduses.
- Tinakloriidi (tinasoola) kasutatakse analüütilises keemias, tekstiilitööstuses värvimiseks, keemiatööstuses orgaaniliseks sünteesiks ja polümeeride tootmiseks, õli rafineerimisel - õlide värvi eemaldamiseks, klaasitööstuses - klaasi töötlemiseks.
- Tinaboori kasutatakse tina, pronksi ja muude tööstusele vajalike sulamite valmistamiseks; tinatamiseks; lamineerimine.

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

Valentselektronid on paksus kirjas. Kuulub p-elementide perekonda. Kuna suurim peakvantide arv on 4 ja elektronide arv välisel energiatasemel on 7, paikneb broom perioodilise tabeli 4. perioodis, VIIA rühmas. Valentselektronide energiadiagramm on järgmine:

Germaanium.

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

Valentselektronid on paksus kirjas. Kuulub p-elementide perekonda. Kuna suurim peakvantide arv on 4 ja elektronide arv välisel energiatasemel on 4, siis paikneb germaanium 4. perioodis, perioodilise tabeli IVA rühmas. Valentselektronide energiadiagramm on järgmine:

Koobalt.

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

Valentselektronid on paksus kirjas. Kuulub d-elementide perekonda. Koobalt asub perioodilise tabeli 4. perioodi VIIB rühmas. Valentselektronide energiadiagramm on järgmine:

Vask.

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

Valentselektronid on paksus kirjas. Kuulub d-elementide perekonda. Kuna suurim peakvantide arv on 4 ja elektronide arv välisel energiatasemel on 1, siis paikneb vask perioodilise tabeli 4. perioodis, I rühmas. Valentselektronide energiadiagrammil on vorm.