A periodikus rendszer minden kémiai eleme és az általa alkotott egyszerű és összetett anyagok egyediek. Egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek, és sokan tagadhatatlanul jelentős mértékben járulnak hozzá az emberi élethez és általában véve a létezéshez. Ez alól az ón kémiai elem sem kivétel.
Az emberek ezt a fémet az ókorba nyúlik vissza. Ez a kémiai elem meghatározó szerepet játszott az emberi civilizáció fejlődésében, és a mai napig széles körben alkalmazzák az ón tulajdonságait.
Ón a történelemben
Ennek a fémnek az első említése, amely, ahogy az emberek korábban hitték, még mágikus tulajdonságokkal is rendelkezik, megtalálható a bibliai szövegekben. Az ón döntő szerepet játszott az élet javításában a bronzkorban. Abban az időben az ember legtartósabb fémötvözete a bronz volt, amelyet az ón kémiai elem rézhez való hozzáadásával lehet előállítani. Évszázadokon keresztül mindent ebből az anyagból készítettek, a szerszámoktól az ékszerekig.
A vas tulajdonságainak felfedezése után az ónötvözet használata nem szűnt meg, természetesen nem ugyanabban a méretben használják, de a bronzot, valamint számos egyéb ötvözetét aktívan használják magában foglalma az iparban, a technológiában és az orvostudományban dolgozó ember ennek a fémnek a sóival együtt, mint például az ón-klorid, amelyet az ón és a klór kölcsönhatása során nyernek, ez a folyadék 112 Celsius fokon forr, jól oldódik vízben, kristályos hidrátokat képez és füstöl a levegőben.
Az elem helyzete a periódusos rendszerben
Az ón kémiai elem (a latin neve stannum – „stannum”, Sn szimbólummal írva) Dmitrij Ivanovics Mengyelejev jogosan az ötvenedik helyre került, az ötödik periódusban. Számos izotópja van, a leggyakoribb a 120-as izotóp. Ez a fém is a hatodik csoport fő alcsoportjába tartozik, a szén, a szilícium, a germánium és a flerovium mellett. Elhelyezkedése amfoter tulajdonságokat vetít előre, az ón savas és bázikus tulajdonságokkal egyaránt rendelkezik, amelyeket az alábbiakban részletesebben ismertetünk.
A periódusos táblázat az ón atomtömegét is mutatja, ami 118,69. Az elektronikus konfiguráció 5s25p2, ami Az összetett anyagok lehetővé teszik, hogy a fém +2 és +4 oxidációs állapotot mutasson fel, két elektront csak a p-alszintről, vagy négyet az s- és p-szintről ad fel, teljesen kiürítve a teljes külső szintet.
Az elem elektronikus jellemzői
Az ónatom körkörös tere a rendszámnak megfelelően ötven elektront tartalmaz, ezek öt szinten helyezkednek el, amelyek viszont több alszintre oszlanak. Az első kettőnek csak s- és p-alszintje van, a harmadiktól kezdődően hármas felosztás történik.s-, p-, d-re.
Vegyük fontolóra a külső elektronszintet, hiszen annak szerkezete és elektronokkal való kitöltése határozza meg az atom kémiai aktivitását. Gerjesztetlen állapotban az elem kettővel egyenlő vegyértéket mutat, gerjesztéskor egy elektron az s-alszintről a p-alszint üresedésébe kerül (maximum három párosítatlan elektront tartalmazhat). Ebben az esetben az ón vegyértéke és oxidációs állapota - 4, mivel nincsenek párosított elektronok, ami azt jelenti, hogy a kémiai kölcsönhatás során semmi sem tartja őket az alszinteken.
Egyszerű anyag fém és tulajdonságai
Egyszerű anyag Az ón ezüst színű fém, az olvadékony anyagok csoportjába tartozik. A fém puha és viszonylag könnyen deformálható. Számos tulajdonság rejlik az ilyen fémekben, mint az ón. A 13,2 Celsius-fok alatti hőmérséklet az ón fémmódosulásának porrá való átmenetének határa, amelyet az ezüstfehérről szürkére való színváltozás és az anyag sűrűségének csökkenése kísér. Az ón 231,9 fokon olvad és 2270 Celsius fokon forr. A fehér ón kristályos tetragonális szerkezete magyarázza a fém jellegzetes roppanását, amikor az anyag kristályait egymáshoz dörzsölve hajlítják és hevítik az inflexiós ponton. A szürke ón köbös szingoniával rendelkezik.
Az ón kémiai tulajdonságai kettős esszenciával bírnak, savas és bázikus reakciókba is bekapcsolódik, amfoterizmust mutatva. A fém kölcsönhatásba lép lúgokkal, valamint savakkal, például kén- ésnitrogén, aktív, ha halogénekkel reagál.
Ónötvözetek
Miért használják gyakrabban a tiszta fémek helyett bizonyos százalékos összetevőket tartalmazó ötvözeteiket? Az a tény, hogy az ötvözetnek vannak olyan tulajdonságai, amelyekkel az egyes fémek nem rendelkeznek, vagy ezek a tulajdonságok sokkal erősebbek (például elektromos vezetőképesség, korrózióállóság, passziváció vagy a fémek fizikai és kémiai tulajdonságainak aktiválása, ha szükséges, stb.). Az ón (a képen tiszta fém minta látható) számos ötvözet része. Használható adalékként vagy alapanyagként.
Ma sok olyan fémötvözet ismert, mint az ón (az ára nagyon változó), nézzük a legnépszerűbb és leghasználtabbakat (bizonyos ötvözetek használatáról a megfelelő szakaszban lesz szó). Általában az ónötvözetek a következő jellemzőkkel rendelkeznek: nagy képlékenység, alacsony olvadáspont, alacsony keménység és szilárdság.
Néhány példa ötvözetekre
- Az ón és ólom ötvözete néhány ötvöző adalékanyaggal (antimon, réz, kadmium, cink, ezüst, indium) az úgynevezett forrasztási ón, az ón aránya 49-51 vagy 59 legyen. -61 százalék. A kötés erőssége biztosítja, hogy az ón szilárd oldatot képezzen a ragasztott fémfelületekkel.
- A Garth ón, ólom és ólom ötvözeteAz antimon a nyomdafesték alapja (ezért nem ajánlott az élelmiszereket újságba csomagolni, hogy elkerüljük ezeknek a fémeknek a nemkívánatos koncentrációját).
- Babbit – ón, ólom, réz és antimon ötvözete – alacsony súrlódás és nagy kopásállóság jellemzi.
- Az indium-ón ötvözet alacsony olvadáspontú anyag, amelyet tűzállóság, korrózióállóság és jelentős szilárdság jellemez.
A legfontosabb természetes vegyületek
Az ón számos természetes vegyületet képez – érceket. A fém 24 ásványi vegyületet képez, az ipar számára legfontosabb az ón-oxid - kaszirit, valamint a váz - Cu2FeSnS4. Az ón a földkéregben szétszóródott, az általa képződő vegyületek mágneses eredetűek. Az ipar poliolsókat és ón-szilikátokat is használ.
Az ón és az emberi test
Az ón kémiai elem mennyiségi tartalmát tekintve az emberi szervezetben mikroelem. Fő felhalmozódása a csontszövetben van, ahol a normál fémtartalom hozzájárul a megfelelő időben történő fejlődéséhez és a vázizomrendszer általános működéséhez. Az ón a csontokon kívül a gyomor-bélrendszerben, a tüdőben, a vesében és a szívben is koncentrálódik.
Fontos megjegyezni, hogy ennek a fémnek a túlzott felhalmozódása a szervezet általános mérgezéséhez, a hosszabb expozíció pedig akár káros génmutációkhoz is vezethet. A közelmúltban ez a probléma meglehetősen aktuális, mivel a környezet ökológiai állapotaA környezet sok kívánnivalót hagy maga után. Nagy a valószínűsége az ónmérgezésnek a nagyvárosok és az ipari övezetek közelében lévő területek lakói körében. A mérgezés leggyakrabban az ónsók, például az ón-klorid és mások tüdőben történő felhalmozódása révén következik be. Ugyanakkor a mikrotápanyag-hiány növekedési retardációt, halláscsökkenést és hajhullást okozhat.
Alkalmazás
A fém számos kohótól és cégtől beszerezhető a kereskedelemben. Tömbök, rudak, huzalok, hengerek, tiszta egyszerű anyagból, például ónból készült anódok formájában állítják elő. Az ár 900-3000 rubel/kg között mozog.
A tiszta ónt ritkán használják. Főleg ötvözeteit és vegyületeit használják - sókat. A forrasztóónt a magas hőmérsékletnek és erős mechanikai terhelésnek nem kitett, rézötvözetből, acélból, rézből készült rögzítőelemek esetén alkalmazzuk, de nem ajánlott alumíniumból vagy ötvözeteiből készültekhez. Az ónötvözetek tulajdonságait és jellemzőit a megfelelő szakasz ismerteti.
A forrasztóanyagokat mikroáramkörök forrasztására használják, ebben az esetben a fém alapú ötvözetek, például ón is ideálisak. A fotó az ón-ólom ötvözet felvitelének folyamatát mutatja be. Elég kényes munkát végezhet vele.
Az ón korrózióval szembeni nagy ellenállása miatt ónozott vas (bádoglemez) - élelmiszeripari konzervdobozok készítésére használják. Az orvostudományban, különösen a fogászatban az ónt használjákfogtömések elvégzése. A házvezetékek bádoggal vannak bevonva, a csapágyak ennek ötvözeteiből készülnek. Ennek az anyagnak az elektrotechnikához való hozzájárulása szintén felbecsülhetetlen.
Az ónsók, például fluor-borátok, szulfátok és kloridok vizes oldatait használják elektrolitként. Az ón-oxid a kerámia máza. Különböző ónszármazékok műanyagokba és szintetikus anyagokba való bejuttatásával lehetségesnek tűnik csökkenteni azok gyúlékonyságát és a káros gőzök kibocsátását.
