Ogni elemento chimico del sistema periodico e le sostanze semplici e complesse da esso formate sono unici. Hanno proprietà uniche e molti danno un contributo innegabilmente significativo alla vita umana e all'esistenza in generale. L'elemento chimico stagno non fa eccezione.
La conoscenza delle persone con questo metallo risale ai tempi antichi. Questo elemento chimico ha giocato un ruolo decisivo nello sviluppo della civiltà umana e ancora oggi le proprietà dello stagno sono ampiamente utilizzate.
Stagno nella storia
La prima menzione di questo metallo, che, come si credeva prima, aveva anche delle proprietà magiche, si trova nei testi biblici. Lo stagno ha svolto un ruolo decisivo nel migliorare la vita durante l'età del bronzo. A quel tempo, la lega metallica più durevole che una persona possedeva era il bronzo, che si poteva ottenere aggiungendo l'elemento chimico stagno al rame. Per diversi secoli, tutto è stato realizzato con questo materiale, dagli strumenti ai gioielli.
Dopo la scoperta delle proprietà del ferro, la lega di stagno non ha smesso di essere utilizzata, ovviamente non è usata sulla stessa scala, ma il bronzo, così come molte altre sue leghe, sono attivamente coinvoltioggi una persona nell'industria, nella tecnologia e nella medicina, insieme ai sali di questo metallo, come il cloruro di stagno, che si ottiene dall'interazione dello stagno con il cloro, questo liquido bolle a 112 gradi Celsius, si dissolve bene in acqua, forma idrati cristallini e fuma nell'aria.
La posizione dell'elemento nella tavola periodica
L'elemento chimico stagno (il nome latino stannum - “stannum”, scritto con il simbolo Sn) Dmitry Ivanovich Mendeleev giustamente collocato al numero cinquanta, nel quinto periodo. Ha un certo numero di isotopi, l'isotopo più comune 120. Questo metallo è anche nel sottogruppo principale del sesto gruppo, insieme a carbonio, silicio, germanio e flerovium. La sua posizione prevede proprietà anfotere, lo stagno ha caratteristiche ugualmente acide e basiche, che verranno descritte più dettagliatamente di seguito.
La tavola periodica mostra anche la massa atomica dello stagno, che è 118,69. La configurazione elettronica è 5s25p2, che sostanze complesse consentono al metallo di esibire stati di ossidazione +2 e +4, cedendo due elettroni solo dal sottolivello p, o quattro da s e p-, svuotando completamente l'intero livello esterno.
Caratteristiche elettroniche dell'elemento
In accordo con il numero atomico, lo spazio circumnucleare dell'atomo di stagno contiene fino a cinquanta elettroni, che si trovano su cinque livelli, che, a loro volta, sono suddivisi in una serie di sottolivelli. I primi due hanno solo sottolivelli s e p e, a partire dal terzo, c'è una tripla suddivisionea s-, p-, re-.
Consideriamo il livello elettronico esterno, poiché è la sua struttura e il suo riempimento di elettroni che determinano l'attività chimica dell'atomo. Nello stato non eccitato, l'elemento mostra una valenza pari a due; all'eccitazione, un elettrone passa dal sottolivello s a un posto vacante nel sottolivello p (può contenere un massimo di tre elettroni spaiati). In questo caso, lo stagno mostra valenza e stato di ossidazione - 4, poiché non ci sono elettroni accoppiati, il che significa che nulla li tiene ai livelli secondari nel processo di interazione chimica.
Metallo a sostanza semplice e sue proprietà
Semplice sostanza lo stagno è un metallo color argento, appartiene al gruppo dei fusibili. Il metallo è morbido e relativamente facile da deformare. Un certo numero di caratteristiche sono inerenti a un metallo come lo stagno. Una temperatura inferiore a 13,2 gradi Celsius è il confine della transizione della modifica metallica dello stagno in polvere, che è accompagnata da un cambiamento di colore dal bianco-argento al grigio e da una diminuzione della densità della sostanza. Lo stagno fonde a 231,9 gradi e bolle a 2270 gradi Celsius. La struttura tetragonale cristallina dello stagno bianco spiega il caratteristico scricchiolio del metallo quando viene piegato e riscaldato nel punto di inflessione sfregando l'uno contro l' altro i cristalli della sostanza. Lo stagno grigio ha una sintonia cubica.
Le proprietà chimiche dello stagno hanno una doppia essenza, entra nelle reazioni sia acide che basiche, manifestando anfoterismo. Il metallo interagisce con alcali e acidi, come solforico enitrico, è attivo quando reagisce con gli alogeni.
Leghe di stagno
Perché le loro leghe con una certa percentuale di componenti costituenti vengono utilizzate più spesso al posto dei metalli puri? Il fatto è che la lega ha proprietà che un singolo metallo non ha, oppure queste proprietà sono molto più forti (ad esempio conducibilità elettrica, resistenza alla corrosione, passivazione o attivazione delle caratteristiche fisiche e chimiche dei metalli, se necessario, ecc.). Lo stagno (la foto mostra un campione di metallo puro) fa parte di molte leghe. Può essere utilizzato come additivo o sostanza di base.
Oggi si conoscono un gran numero di leghe di un metallo come lo stagno (il prezzo varia ampiamente), consideriamo quelle più diffuse e usate (l'uso di alcune leghe sarà discusso nella sezione appropriata). In generale, le leghe stannum hanno le seguenti caratteristiche: elevata duttilità, basso punto di fusione, bassa durezza e resistenza.
Alcuni esempi di leghe
- Una lega di stagno e piombo con alcuni additivi leganti (antimonio, rame, cadmio, zinco, argento, indio) è il cosiddetto stagno per saldatura, la percentuale di stannum dovrebbe essere 49-51 o 59 -61 per cento. La forza del legame assicura che lo stagno formi una soluzione solida con le superfici metalliche incollate.
- Garth è una lega di stagno, piombo el'antimonio è alla base dell'inchiostro da stampa (motivo per cui non è consigliabile avvolgere gli alimenti nei giornali per evitare concentrazioni indesiderate di questi metalli).
- Babbit - una lega di stagno, piombo, rame e antimonio - è caratterizzata da un basso attrito, un'elevata resistenza all'usura.
- La lega indio-stagno è un materiale a basso punto di fusione, caratterizzato da refrattarietà, resistenza alla corrosione e notevole resistenza.
I più importanti composti naturali
Lo stagno forma una serie di composti naturali: i minerali. Il metallo forma 24 composti minerali, il più importante per l'industria è l'ossido di stagno - cassiterite, così come il telaio - Cu2FeSnS4. Lo stagno è sparso nella crosta terrestre e i composti da esso formati sono di origine magnetica. L'industria utilizza anche sali di poliolo e silicati di stagno.
Latta e il corpo umano
L'elemento chimico stagno è un microelemento in termini di contenuto quantitativo nel corpo umano. Il suo principale accumulo è nel tessuto osseo, dove il normale contenuto del metallo contribuisce al suo sviluppo tempestivo e al funzionamento generale del sistema muscolo-scheletrico. Oltre alle ossa, lo stagno è concentrato nel tratto gastrointestinale, nei polmoni, nei reni e nel cuore.
È importante notare che un accumulo eccessivo di questo metallo può portare a un avvelenamento generale del corpo e un'esposizione più lunga può persino portare a mutazioni genetiche avverse. Recentemente, questo problema è abbastanza rilevante, poiché lo stato ecologico dell'ambienteL'ambiente lascia molto a desiderare. Esiste un' alta probabilità di intossicazione da stagno tra i residenti delle megalopoli e delle aree vicine alle zone industriali. Molto spesso, l'avvelenamento si verifica attraverso l'accumulo di sali di stagno nei polmoni, ad esempio cloruro di stagno e altri. Allo stesso tempo, una carenza di micronutrienti può causare ritardo della crescita, perdita dell'udito e caduta dei capelli.
Applicazione
Il metallo è disponibile in commercio da molte fonderie e aziende. Viene prodotto sotto forma di lingotti, bacchette, fili, cilindri, anodi realizzati con una sostanza pura e semplice come lo stagno. Il prezzo varia da 900 a 3000 rubli per kg.
Lo stagno puro viene usato raramente. Vengono utilizzate principalmente le sue leghe e composti: i sali. Lo stagno saldante viene utilizzato nel caso di fissaggio di parti non esposte ad alte temperature e forti carichi meccanici, realizzati in leghe di rame, acciaio, rame, ma è sconsigliato per quelli in alluminio o sue leghe. Le proprietà e le caratteristiche delle leghe di stagno sono descritte nella sezione corrispondente.
Le saldature vengono utilizzate per la saldatura di microcircuiti, in questa situazione sono ideali anche le leghe a base di un metallo come lo stagno. La foto mostra il processo di applicazione di una lega stagno-piombo. Con esso, puoi eseguire lavori piuttosto delicati.
A causa dell'elevata resistenza dello stagno alla corrosione, viene utilizzato per produrre ferro stagnato (latta) - lattine per prodotti alimentari. In medicina, in particolare in odontoiatria, si usa lo stagnoeseguire otturazioni dentali. Le condutture domestiche sono ricoperte di stagno, i cuscinetti sono realizzati con le sue leghe. Anche il contributo di questa sostanza all'ingegneria elettrica è inestimabile.
Soluzioni acquose di sali di stagno come fluoroborati, solfati e cloruri vengono utilizzate come elettroliti. L'ossido di stagno è uno sm alto per ceramica. Introducendo vari derivati dello stagno nei materiali plastici e sintetici, sembra possibile ridurne l'infiammabilità e l'emissione di fumi nocivi.
