قصدير

القَصْدِير هو عنصر كيميائي له الرمز Sn والعدد الذرّي 50؛ ويقع في الجدول الدوري في مجموعة الكربون (مجموعة العناصر الرابعة عشرة؛ أو المجموعة الرابعة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية)، ويُصنَّف من الفلزات بعد الانتقالية. يتواجد بالطَّبيعة في الحالة الصّلبة، ويتشابهُ كيميائياً مع العنصرين المجاورَيْن لهُ في مجموعته، وهما الرصاص والجرمانيوم. يُستخلَص معظم القصدير الذي يستهلكه الإنسانُ من معدن الكاسيتريت، وذلك لاحتوائه على مُركَّب ثنائي أكسيد القصدير الذي يسهلُ فصلُ القصدير عنه. يحتل القصدير المرتبة التاسعة والأربعين من حيثُ وفرة انتشاره في قشرة الأرض، وبما أنَّ لهُ عشرة نظائر كيميائيَّة مستقرَّة بها أعدادٌ متفاوتة من النيوترونات، فهو يُعَدّ العنصر الذي يحظى بأكبر عددٍ من النظائر من بين جميع العناصر الكيميائية، وذلك بفضل العدد السحريّ لبروتوناته. ثمَّة هيئتان مختلفتان للقصدير في درجة حرارة الغرفة، الأولى منهما هي الهيئة المُسمَّاة بيتّا، حيث يكونُ عبارةً عن معدنٍ مرنٍ ذي لونٍ فضيّ، وأمّا الثانية (التي تتكوَّنُ في درجات الحرارة المنخفضة) فهي الهيئة ألفا، والتي يكتسبُ فيها القصدير لوناً رماديًّا ويصبح أقلَّ كثافةً، كما يتغيَّرُ فيها بناؤه الجزيئيّ. ومن سمات القصدير في هيئته المعدنيَّة - بيتّا - أنَّه لا يتأكسَدُ بسهولة.

إثمدقصديرإنديوم
Ge

Sn

Pb
50Sn
المظهر


رمادي (الصورة إلى اليمين: النمط ألفا)،
أو أبيض فضي (الصورة إلى اليسار: النمط بيتا)
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز قصدير، 50، Sn
تصنيف العنصر فلز بعد انتقالي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 14، 5، p
الكتلة الذرية 118.710 غ·مول−1
توزيع إلكتروني Kr]; 4d10 5s2 5p2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 18, 18, 4 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
اللون عديم اللون
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) (أبيض؛ بيتا) 7.265 غ·سم−3
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) (رمادي؛ ألفا) 5.769 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 6.99 غ·سم−3
نقطة الانصهار 505.08 ك، 231.93 °س
نقطة الغليان 2,875 ك، 2,602 °س
حرارة الانصهار (أبيض) 7.03 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر (أبيض) 296.1 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س) (أبيض) 27.112 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلفن) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
الخواص الذرية
أرقام الأكسدة 4, 2, -4 (أكاسيده مذبذبة)
الكهرسلبية 1.96 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 708.6 كيلوجول·مول−1
الثاني: 1411.8 كيلوجول·مول−1
الثالث: 2943.0 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 140 بيكومتر
نصف قطر تساهمي 4±139 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس 217 بيكومتر
خواص أخرى
البنية البلورية نظام بلوري رباعي (أبيض)
بنية الألماس المكعبة (رمادي)
المغناطيسية (رمادي)مغناطيسية معاكسة
(أبيض) مغناطيسية مسايرة
الناقلية الحرارية 66.8 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 22.0 ميكرومتر/(م·كلفن)
سرعة الصوت 2730 متر/ثانية
معامل يونغ 50 غيغاباسكال
معامل القص 18 غيغاباسكال
معامل الحجم 58 غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.36
صلادة موس 1.5
صلادة برينل 51 ميغاباسكال
رقم CAS 7440-31-5
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر القصدير
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
112Sn 0.97% 112Sn هو نظير مستقر وله 62 نيوترون
114Sn 0.66% 114Sn هو نظير مستقر وله 64 نيوترون
115Sn 0.34% 115Sn هو نظير مستقر وله 65 نيوترون
116Sn 14.54% 116Sn هو نظير مستقر وله 66 نيوترون
117Sn 7.68% 117Sn هو نظير مستقر وله 67 نيوترون
118Sn 24.22% 118Sn هو نظير مستقر وله 68 نيوترون
119Sn 8.59% 119Sn هو نظير مستقر وله 69 نيوترون
120Sn 32.58% 120Sn هو نظير مستقر وله 70 نيوترون
122Sn 4.63% 122Sn هو نظير مستقر وله 72 نيوترون
124Sn 5.79% 124Sn هو نظير مستقر وله 74 نيوترون
126Sn نادر 2.3×105 سنة β 0.380 126Sb

كانت أوّل سبيكة يدخلُ في صنعها القصدير بالعالم القديم هي البرونز، إذ بدأ الإنسان بصناعة هذا المعدن من خليطٍ من النحاس والقصدير منذ ثلاث آلاف سنة قبل الميلاد. ومنذ عام 600 قبل الميلاد فصاعداً أصبحَ البشرُ قادرين على إنتاج القصدير بصورته الخام. كما شاعت منذ العصر البرونزي وحتى القرن العشرين صناعة الأواني المنزلية من سبيكةٍ أخرى تُسمَّى البُويْتَر، والتي تتألَّفُ بنسبة 85 إلى 90% من القصدير (بينما الباقي من النحاس والرصاص والإثمد). وأمّا في الزمن الحاضرِ، فإنَّ القصدير يدخلُ في صناعة الكثير من السَّبائِك، من أهمِّها سبيكة لحام القصدير (السولدر)، التي تتألَّفُ عادةً بنسبة 60% على الأقلّ من القصدير وأيضاً من الرَّصاص. ومن أهمِّ التطبيقات الصناعية لهذا العنصر هي عمليَّة القَصْدَرَة، التي يُغطَّى فيها الصلب بطبقةٍ رقيقةٍ من القصدير ليُصبِحَ مقاوماً للتآكل. وتعتبر مركَّبات القصدير غير العضويَّة آمنةً للإنسان وغير سامَّة، ولهذا السَّببِ فقد كانت الأغطية القصديريَّة تستخدمُ في تغليف الأطعمة وتخزينها داخل علب الصَّفِيح، حيث تكونُ معظم العبوة مصنوعةً من الفولاذ أو الألومنيوم، ولكنَّها مُغطَّاة بطبقةٍ قصديرية. إلّا أنَّ العلماء وجدوا أنَّ التعرّض الزائد عن اللّزوم للمواد المُصنَّعة من القصدير قد يؤثّر على صحة الإنسان، حيثُ يؤدّي إلى صعوباتٍ في امتصاص العناصر الغذائية مثل النحاس والزنك. إضافةً إلى ذلك، فإنَّ مزجَ القصدير مع مُركَّباتٍ عضويَّة (هيدروكربونية) قد يجعلهُ شديدَ السُميَّة، بل وقاتلاً للإنسان مثل السيانيد.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.