Хімічний елемент олово. Властивості і застосування олова

кожен хімічний елемент періодичної системи і освічені їм прості і складні речовини унікальні. Вони мають унікальні характеристики, а багато вносять незаперечно значний внесок в життя людини і існування в цілому. Не виняток і хімічний елемент олово.

Знайомство людей з ці металом сягає глибокої давнини. Цей хімічний елемент зіграв вирішальну роль у розвитку людської цивілізації, до цього дня властивості олова знаходять широке застосування.

Олово в історії

Перші згадки про даний металі, що має, як люди вважали раніше, навіть деякі магічні властивості, можна знайти в біблійних текстах. Вирішальне значення для поліпшення життя олово зіграло в період «бронзового» століття. На той час самим міцним металевим сплавом, яким володіла людина, була бронза, її можна отримати, якщо в мідь додати хімічний елемент олово. Протягом декількох століть з цього матеріалу виготовляли все, починаючи від знарядь праці і закінчуючи ювелірними виробами.

Після відкриття властивостей заліза сплав олова не перестав використовуватися, звичайно, він застосовується не в колишніх масштабах, але бронза, а також багато інших його сплави активно задіяні сьогодні людиною в промисловості, техніці та медицині, нарівні з солями цього металу, наприклад, таким як хлорид олова, який отримують взаємодією олова з хлором, дана рідина кипить при 112 градусах Цельсія, добре розчиняється у воді, утворює кристалогідрати і димить на повітрі.

Положення елемента в таблиці Менделєєва

Хімічний елемент олово (латинська назва stannum - «станнум», записується символом Sn) Дмитро Іванович Менделєєв по праву розташував під номером п`ятдесят, в п`ятому періоді. Має ряд ізотопів, найпоширеніший - ізотоп 120. Цей метал також знаходиться в головній підгрупі з шостої групи, разом з вуглецем, кремнієм, германієм і Флерова. Його розташування пророкує амфотерность властивостей, в рівній мірі олова притаманні і кислотні, і основні характеристики, які більш детально будуть описані нижче.

У таблиці Менделєєва також вказана атомна маса олова, яка дорівнює 118,69. Електронна конфігурація 5s²5p², що в складі складних речовин дозволяє металу проявляти ступеня окислення +2 і +4, віддаючи два електрони тільки з р-підрівні або ж чотири з s- і р-, повністю спустошуючи весь зовнішній рівень.

Електронна характеристика елемента

Відповідно атомному номеру околоядерное простір атома олова містить цілих п`ятдесят електронів, вони розташовуються на п`яти рівнях, які, в свою чергу, розщеплені на ряд підрівнів. Перші два мають тільки s- і р-підрівні, а починаючи з третього йде триразове розщеплення на s-, p-, d-.

Відео: Галій - метал, який плавиться в руці

Розглянемо зовнішній електронний рівень, так як саме його будова і заповнення електронами визначають хімічну активність атома. У збудженому стані елемент проявляє валентність, рівну двом, при порушенні відбувається перехід одного електрона з s-підрівні на вакантне місце р-підрівні (він максимально може містити три неспарених електрона). В цьому випадку олово проявляє валентність і ступінь окиснення - 4, так як спарених електронів немає, а значить в процесі хімічної взаємодії на підрівні їх ніщо не утримує.

Проста речовина метал і його властивості

проста речовина олово являє собою метал срібного кольору, належить до групи легкоплавких. Метал м`який, порівняно легко піддається деформації. Ряд особливостей властивий такому металу, як олово. Температура нижче 13,2 градуси Цельсія є кордоном переходу металевої модифікації олова в порошкоподібну, що супроводжується зміною кольору з сріблясто-білого на сірий і зменшенням щільності речовини. Плавиться олово при 231,9 градуса, а кипить при 2270 градусах Цельсія. Кристалічна тетрагональна структура білого олова пояснює характерне похрускування металу при його вигині і нагріванні в місці перегину тертям кристалів речовини один про одного. Сіре олово має кубічноїсингонії.

Хімічні властивості олова мають подвійну суть, воно вступає як в кислотні, так і основні реакції, проявляючи амфотерность. Метал взаємодіє з лугами, а також кислотами, такими як сірчана і азотна, проявляє активність при реакції з галогенами.

сплави олова

Чому частіше замість чистих металів застосовують їх сплави з певним відсотковим вмістом складових компонентів? Справа в тому, що сплаву притаманні властивості, яких немає у індивідуального металу, або ж ці властивості проявляються набагато сильніше (наприклад, електропровідність, стійкість до корозії, пассивирование або активування фізичних і хімічних характеристик металів в разі потреби і т.д.). Олово (фото показує зразок чистого металу) входить до складу багатьох сплавів. Воно може використовуватися в якості добавки або основної речовини.

Відео: Хімія 45. Елемент цинк - Академія цікавих наук

На сьогоднішній день відомо велика кількість сплавів такого металу, як олово (ціна на них коливається в широких межах), розглянемо найпопулярніші і вживані (про застосування тих чи інших сплавів мова піде у відповідному розділі). Загалом, сплави станнум мають такі характеристики: висока пластичність, низька Температура плавлення, невелика твердість і міцність.

Деякі приклади сплавів

• Сплав олова і свинцю з деякими легирующими добавками (сурма, мідь, кадмій, цинк, срібло, індій) - це так зване олово для пайки, процентний вміст станнум в ньому для досягнення найкращих скріплюють властивостей має становити 49-51 або 59-61 відсоток. Міцність з`єднання забезпечує утворення оловом твердого розчину зі скріплюються металевими поверхнями.
• Гарт - сплав олова, свинцю і сурми - це основа друкарською фарби (ось чому не рекомендується загортати харчові продукти в газети, щоб уникнути попадання в них небажаних концентрацій цих металів).
• Бабіт - сплав олова, свинцю, міді і сурми - характеризується низьким коефіцієнтом тертя, високою зносостійкістю.
• Сплав індій-олово - легкоплавкий матеріал, якому притаманні тугоплавкость, антикорозійна стійкість і значна міцність.

Найважливіші природні сполуки

Олово утворює ряд природних сполук - руд. Метал утворює 24 мінеральних з`єднання, найважливіше значення для промисловості має оксид олова - каситерит, а також станин - Cu<sub>2</sub>FeSnS<sub>4</sub>. Олово розсіяно в земній корі, а з`єднання, утворені їм, мають магнетичну походження. У промисловості також використовуються солі поліоловянних кислот і силікати олова.

Олово і організм людини

Хімічний елемент олово є мікроелементом за своїм кількісним вмістом в тілі людини. Основне його скупчення знаходиться в кістковій тканині, де нормальний вміст металу сприяє своєчасному її розвитку та загальному функціонуванню опорно-рухової системи. Крім кісток, олово концентрується в шлунково-кишковому тракті, легенях, нирках і серці.

Відео: Хімія 48. Властивості металів і сплавів. Каталізатори горіння - Академія цікавих наук

Важливо відзначити, що надмірне накопичення даного металу може привести до загального отруєння організму, а більш тривалий вплив - навіть до несприятливих генних мутацій. Останнім часом ця проблема досить актуальна, тому що екологічний стан навколишнього середовища залишає бажати кращого. Велика ймовірність інтоксикації оловом у жителів мегаполісів і районів, прилеглих близько промислових зон. Найчастіше отруєння відбувається шляхом накопичення в легких солей олова, наприклад, таких як хлорид олова і інших. У той же час недолік мікроелемента може спровокувати уповільнення зростання, втрату слуху і випадання волосся.

застосування

Метал є в продажу на багатьох металургійних заводах і компаніях. Випускається у вигляді чушок, прутків, дроту, циліндрів, анодів, виготовлених з чистого простого речовини, такого як олово. Ціна коливається від 900 до 3000 рублів за кг.

Олово в чистому вигляді застосовується рідко. В основному використовуються його сплави і сполуки - солі. Олово для пайки застосовується в разі скріплення деталей, що не піддаються впливу високих температур і сильних механічних навантажень, виконаних з мідних сплавів, сталі, міді, але не рекомендується для виготовлених з алюмінію або його сплавів. Властивості і характеристики олов`яних сплавів описані у відповідному розділі.

Припої використовують для пайки мікросхем, в цій ситуації також ідеально підходять сплави на основі такого металу, як олово. Фото зображує процес застосування олов`яно-свинцевого сплаву. За допомогою нього можна виконати досить тонкі роботи.

Зважаючи на високу стійкості олова до корозії його застосовують для виготовлення лудженого заліза (білої жерсті) - жерстяних банок для харчових продуктів. У медицині, зокрема в стоматології, олово задіяно для виконання пломбування зубів. Оловом покриті будинкові трубопроводи, з його сплавів виготовлені підшипники. Неоціненно важливий внесок даної речовини і в електротехніку.

Водні розчини таких солей олова, як фторборати, сульфати, а також хлориди, використовують в якості електролітів. Оксид олова - це глазур для кераміки. Шляхом введення в пластичні і синтетичні матеріали різних похідних олова представляється можливим зменшити їх горючість і виділення шкідливих димів.