Олово

Станум (олово, цина) (Sn)
Атомний номер	50
Зовнішній вигляд простої речовини	сріблясто-білий, м'ягкий метал
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)	118,71 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома	162 пм
Енергія іонізації (перший електрон)	708,2(7,34) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус	141 пм
Радіус іона	(+4e)71 (+2)93 пм
Електронегативність (за Полінгом)	1,96
Електродний потенціал	0
Ступені окиснення	4, 2
Термодинамічні властивості
Густина	7,31 г/см³
Молярна теплоємність	0,222 Дж/(К·моль)
Теплопровідність	66,8 Вт/(м·К)
Температура плавлення	505,1 К
Теплота плавлення	7,07 кДж/моль
Температура кипіння	2543 К
Теплота випаровування	296 кДж/моль
Молярний об'єм	16,3 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки	тетрагональна
Період ґратки	5,820 Å
Відношення с/а	n/a
Температура Дебая	170,00 К
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Олово у Вікісховищі

Станум (Sn)  — хімічний елемент з атомним номером 50 та атомною масою 118,69 , що утворює просту речовину, метал олово (цину).

Загальна характеристика

Станум — поширений елемент, його кларк у земній корі О,8·10^-3 % за масою. Він має тенденцію до накопичення в пізніх продуктах еволюції магматичних розплавів — пегматитах, а також в гідротермальних утвореннях. Відомо понад 20 основних мінералів Стануму, з яких промислове значення мають каситерит SnO₂ (78,6 %) — головний мінерал олов'яних руд, а також станін Cu₂FeSnS₄ (27,7 %), тиліт PbSnS₂ (30,4 %), франкеїт Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄ (17 %) і циліндрит Pb₃Sn₄Sb₂S₁₄.

Проста речовина Стануму, олово - м'який сріблясто-білий метал, стійкий до хімічних реаґентів. Його густина 5846 кг/м³, t_плав. 231,9 °C; t_кип 2620 °C, питомий електричний опір 0,115·10^-6 Ом·м (20 °C). Межа міцності при розтягненні 16,6 МПа, відносне подовження 80-90 %, твердість за Брінеллем 38,3-41,2 МПа.

Олово має три алотропні видозміни: звичайне - біле (тетрагональне), крихке (ромбічне) - утворюється при температурі понад 160 °C, сіре (кубічне). Остання модифікація - неметал, має структуру алмазу, стійка до -13 °C, найшвидший перехід з білого олова в сіре відбувається при -48 °C.

Історія

Олово в сплавах з міддю визначило "бронзовий вік’’ (4000-1000 років до н. е.) матеріальної культури людства. Видобуток його вівся в старовину на території Англії, Болівії, Китаю і на Кавказі.

Ізотопи

Станум має найбільшу кількість стабільних ізотопів із усіх хімічних елементів - 9. Вони мають атомні маси від 112 до 124, за винятком мас 113, 121 та 123. Найбільше в рудах ізотопів ¹²⁰Sn - майже третина, ¹¹⁸Sn та ¹¹⁶Sn, найменше ¹¹⁵Sn. Ізотопи з парним масовим числом не мають ядерного спіна, а ізотопи з непраним масовим числом мають спін 1/2. Ізотопи ¹¹⁵Sn, ¹¹⁷Sn та ¹¹⁹Sn серед тих, які найпростіше детектуються за допомогою ядерного магнітного резонансу.

Таке велике число стабільних ізотопів вважається наслідком того, що атомний номер стануму 50 - одне з магічних чисел. Існує також 28 нестабільних ізотопів, а весь діапазон можливих атомних мас простягяється від 99 до 137. Крім ¹²⁶Sn, у якого період напіврозпаду 230 тис. років, усі решту живуть мешне року. Серед цих ізотопів подвійно-магічний ¹⁰⁰Sn.

Утворення

Станум утворюється внаслідок s-процесу в зорях із масою від 0,6 до 10 сонячних. Цей процес відбувається при бета-розпаді ядра атома Індію після захоплення ним нейтрона.

Хімічні сполуки

При нагріванні в кисневій атмосфері цина утворює діоксид SnO₂ (каситерит). SnO₂ амфотерний і утворює солі станатів (SnO²⁻
₃) з основами та солі стануму(IV) з кислотами. Існують також станати зі структурою [Sn(OH)₆]²⁻, на кшталт K₂[Sn(OH)₆], хоча у вільному стані кислота H₂[Sn(OH)₆] невідома.

Станум об'єднюється безпосередньо з хлором утворюючи станум(IV) хлорид, але при реакції з соляною кислотою утворюється станум(II) хлорид з виділенням водню у вигляді газу. Існує кілька інших сполук Стануму із ступенями окисення +2 та +4, наприклад станум(II) сульфід та станум(IV) сульфід. Проте існує тільки один гідрид — станан (SnH₄), в якому Станум має ступінь окиснення +4.

Найбільше практичне значення має станум(II) хлорид, що використовується як відновник та як протрава при фарбуванні тканин. При нанесенні сполук Стануму на скло методом розпилювання утворюються електропровідні покриття, які знайшли застосування в панельному освітленні та при виготовленні морозостійкого вітрового скла для автомобілів.

Такі сполуки Стануму, як станум(II) флуорид SnF₂ додаються до деяких продуктів, що використовуються при догляді за зубами. SnF₂ можна змішувати з абразивами на основі кальцію, тоді як звичний натрій флуорид в суміші з кальцієвими сполуками поступово втрачає свою хімічну активність. Показано також, що він ефектившіний від флуориду натрію при запобіганні гінгівіту.

Отримання

Світові запаси олова в тис. т

Країна	Запаси	База
КНР	1700	3500
Малайзія	1000	1200
Перу	710	1000
Індія	800	900
Бразилія	540	2500
Болівія	450	900
Росія	300	350
Таїланд	170	250
Австралія	150	300
Інші	180	200

Олово добувають з олов'яних, олово-вольфрамових, олово-срібних і олово-поліметалічних руд. Збагачення руд проводиться гравітаційними методами і флотацією. Середній вміст Sn в концентратах, що виготовляються в Малайзії – 74,47%, Індонезії – 70%, Таїланді – 72%, Болівії – 32%. У Великобританії випускається концентрат із вмістом 45 і 55% Sn. Значну кількість олова отримують через вторинну переробку кольорового металобрухту.

Провідним виробником і водночас споживачем олова у світі є Китай.

Застосування

Цина знайшла широке застосування завдяки своїй легкоплавкості, м'якості, ковкості, хімічній стійкості і здатності давати високоякісні сплави (напр., підшипникових бабітів). Використовується для виробництва білої жерсті і фольги. До основних галузей споживання цини належать: харчова (40 %), авіаційна, автомобільна, суднобудівна і радіотехнічна промисловість, а також гальванопластика, скляна і текстильна промисловість.

Олово - важлива складова частина припоїв. Традиційно більшість припоїв були сплавами олова зі свинцем, в яких вміст олова становив від 5% до 70% за вагою. Однак, 2006 року Європейський Союз обмежив застосування свинцю, що збільшило попит на олово.

Nb₃Sn є надпровідником II роду із критичною температурою 18 К. Його використовують для виготовлення надпровідних електромагнітів.

Біологічна роль

Цина не має жодної біологічної ролі для людини^{[джерело?]}. Саме олово не отруйне, хоча більшість його солей отруйні. Органометалічні сполуки олова використовуються як бактеріоциди і фунгіциди, вони входять до складу отрут проти блощиць.

Див. також

• Олово самородне
• Олов'яна промисловість
• Олов'яні руди
• Ресурси і запаси олова
• Олов'яний шлях

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет - Донецьк:"Вебер", 2008. – 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.