Setiap unsur kimia sistem berkala dan bahan ringkas dan kompleks yang dibentuk olehnya adalah unik. Mereka mempunyai ciri-ciri unik, dan banyak yang memberi sumbangan yang tidak dapat dinafikan penting kepada kehidupan dan kewujudan manusia secara umum. Unsur kimia timah tidak terkecuali.
Perkenalan orang ramai dengan logam ini bermula pada zaman purba. Unsur kimia ini memainkan peranan penting dalam pembangunan tamadun manusia, dan sehingga hari ini, sifat timah digunakan secara meluas.
Timah dalam sejarah
Sebutan pertama logam ini, yang, seperti yang dipercayai orang sebelum ini, malah mempunyai beberapa sifat ajaib, boleh didapati dalam teks alkitabiah. Timah memainkan peranan penting dalam meningkatkan kehidupan semasa Zaman Gangsa. Pada masa itu, aloi logam yang paling tahan lama yang dimiliki seseorang ialah gangsa, yang boleh diperolehi dengan menambahkan unsur kimia timah kepada kuprum. Selama beberapa abad, segala-galanya telah dibuat daripada bahan ini, daripada alatan hinggalah kepada perhiasan.
Selepas penemuan sifat-sifat besi, aloi timah tidak berhenti digunakan, sudah tentu, ia tidak digunakan pada skala yang sama, tetapi gangsa, serta banyak aloi lain, secara aktif. terbabithari ini seseorang dalam industri, teknologi dan perubatan, bersama-sama dengan garam logam ini, seperti klorida timah, yang diperolehi oleh interaksi timah dengan klorin, cecair ini mendidih pada 112 darjah Celsius, larut dengan baik dalam air, membentuk hidrat kristal dan merokok di udara.
Kedudukan unsur dalam jadual berkala
Timah unsur kimia (nama Latin stannum - “stannum”, ditulis dengan simbol Sn) Dmitry Ivanovich Mendeleev berhak diletakkan pada nombor lima puluh, dalam tempoh kelima. Ia mempunyai beberapa isotop, isotop yang paling biasa 120. Logam ini juga berada dalam subkumpulan utama kumpulan keenam, bersama-sama dengan karbon, silikon, germanium dan flerovium. Lokasinya meramalkan sifat amfoterik, timah mempunyai ciri berasid dan asas yang sama, yang akan diterangkan dengan lebih terperinci di bawah.
Jadual berkala juga menunjukkan jisim atom timah, iaitu 118.69. Konfigurasi elektronik ialah 5s25p2, yang bahan kompleks membolehkan logam mempamerkan keadaan pengoksidaan +2 dan +4, melepaskan dua elektron sahaja dari subperingkat p, atau empat daripada s- dan p-, mengosongkan sepenuhnya seluruh aras luar.
Ciri elektronik unsur
Selaras dengan nombor atom, ruang circumnuklear atom timah mengandungi sebanyak lima puluh elektron, ia terletak pada lima peringkat, yang, seterusnya, dibahagikan kepada beberapa subperingkat. Dua yang pertama hanya mempunyai subperingkat s dan p, dan bermula dari yang ketiga, terdapat pemisahan tiga kali gandakepada s-, p-, d-.
Mari kita pertimbangkan tahap elektronik luaran, kerana ia adalah struktur dan pengisian elektron yang menentukan aktiviti kimia atom. Dalam keadaan tidak teruja, unsur mempamerkan valensi yang sama dengan dua; apabila pengujaan, satu elektron berpindah dari subperingkat s kepada kekosongan dalam subperingkat p (ia boleh mengandungi maksimum tiga elektron tidak berpasangan). Dalam kes ini, timah mempamerkan keadaan valensi dan pengoksidaan - 4, kerana tiada elektron berpasangan, yang bermaksud tiada apa pun yang menahannya pada subperingkat dalam proses interaksi kimia.
Logam bahan mudah dan sifatnya
Timah bahan mudah ialah logam berwarna perak, tergolong dalam kumpulan boleh melebur. Logam ini lembut dan agak mudah berubah bentuk. Beberapa ciri adalah wujud dalam logam seperti timah. Suhu di bawah 13.2 darjah Celsius adalah sempadan peralihan pengubahsuaian logam timah kepada serbuk, yang disertai dengan perubahan warna daripada perak-putih kepada kelabu dan penurunan ketumpatan bahan. Timah cair pada 231.9 darjah dan mendidih pada 2270 darjah Celsius. Struktur tetragonal hablur timah putih menerangkan ciri-ciri renyah logam apabila ia dibengkokkan dan dipanaskan pada titik lenturan dengan menggosok hablur bahan antara satu sama lain. Tin kelabu mempunyai syngoni padu.
Sifat kimia timah mempunyai dua intipati, ia memasuki kedua-dua tindak balas berasid dan asas, menunjukkan amfoterisme. Logam berinteraksi dengan alkali, serta asid, seperti sulfurik dannitrik, aktif apabila bertindak balas dengan halogen.
Ali timah
Mengapa aloi mereka dengan peratusan komponen juzuk tertentu digunakan lebih kerap berbanding logam tulen? Hakikatnya ialah aloi mempunyai sifat yang tidak dimiliki oleh logam individu, atau sifat ini lebih kuat (contohnya, kekonduksian elektrik, rintangan kakisan, pempasifan atau pengaktifan ciri fizikal dan kimia logam, jika perlu, dsb.). Timah (foto menunjukkan sampel logam tulen) adalah sebahagian daripada banyak aloi. Ia boleh digunakan sebagai bahan tambahan atau bahan asas.
Hari ini, sebilangan besar aloi logam seperti timah diketahui (harga untuk mereka berbeza-beza secara meluas), mari kita pertimbangkan yang paling popular dan terpakai (penggunaan aloi tertentu akan dibincangkan dalam bahagian yang sesuai). Secara amnya, aloi stannum mempunyai ciri-ciri berikut: kemuluran tinggi, takat lebur rendah, kekerasan dan kekuatan rendah.
Beberapa contoh aloi
- Ali timah dan plumbum dengan beberapa bahan tambahan pengaloi (antimoni, kuprum, kadmium, zink, perak, indium) ialah timah yang dipanggil untuk pematerian, peratusan stannum di dalamnya hendaklah 49-51 atau 59 -61 peratus. Kekuatan ikatan memastikan timah membentuk larutan pepejal dengan permukaan logam terikat.
- Garth ialah aloi timah, plumbum danantimoni ialah asas dakwat cetakan (sebab itu tidak disyorkan untuk membungkus makanan dalam surat khabar untuk mengelakkan kepekatan logam ini yang tidak diingini).
- Babbit - aloi timah, plumbum, kuprum dan antimoni - dicirikan oleh geseran rendah, rintangan haus yang tinggi.
- Ali indium-timah ialah bahan lebur rendah, yang dicirikan oleh refraktori, rintangan kakisan dan kekuatan ketara.
Sebatian semula jadi yang paling penting
Timah membentuk beberapa sebatian semula jadi - bijih. Logam membentuk 24 sebatian mineral, yang paling penting untuk industri ialah oksida timah - kasiterit, serta bingkai - Cu2FeSnS4. Timah bertaburan di dalam kerak bumi, dan sebatian yang terbentuk olehnya adalah asal magnet. Industri ini juga menggunakan garam poliol dan silikat timah.
Timah dan badan manusia
Timah unsur kimia adalah unsur mikro dari segi kandungan kuantitatifnya dalam tubuh manusia. Pengumpulan utamanya adalah dalam tisu tulang, di mana kandungan normal logam menyumbang kepada perkembangan tepat pada masanya dan fungsi keseluruhan sistem muskuloskeletal. Selain tulang, timah tertumpu di saluran gastrousus, paru-paru, buah pinggang dan jantung.
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa pengumpulan berlebihan logam ini boleh menyebabkan keracunan umum badan, dan pendedahan yang lebih lama malah boleh menyebabkan mutasi gen yang buruk. Baru-baru ini, masalah ini agak relevan, kerana keadaan ekologi alam sekitarPersekitaran meninggalkan banyak yang diingini. Terdapat kebarangkalian tinggi untuk mabuk bijih timah di kalangan penduduk bandar besar dan kawasan berhampiran berhampiran zon perindustrian. Selalunya, keracunan berlaku melalui pengumpulan garam timah dalam paru-paru, contohnya, seperti timah klorida dan lain-lain. Pada masa yang sama, kekurangan mikronutrien boleh menyebabkan terencat pertumbuhan, kehilangan pendengaran dan keguguran rambut.
Permohonan
Logam boleh didapati secara komersial daripada banyak peleburan dan syarikat. Ia dihasilkan dalam bentuk jongkong, rod, wayar, silinder, anod yang diperbuat daripada bahan mudah tulen seperti timah. Harganya berkisar antara 900 hingga 3000 rubel setiap kg.
Loyang tulen jarang digunakan. Aloi dan sebatiannya digunakan terutamanya - garam. Timah pematerian digunakan dalam kes bahagian pengikat yang tidak terdedah kepada suhu tinggi dan beban mekanikal yang kuat, diperbuat daripada aloi tembaga, keluli, tembaga, tetapi tidak disyorkan untuk yang diperbuat daripada aluminium atau aloinya. Sifat dan ciri aloi timah diterangkan dalam bahagian yang sepadan.
Pemateri digunakan untuk menyolder litar mikro, dalam keadaan ini aloi berasaskan logam seperti timah juga sesuai. Foto menggambarkan proses menggunakan aloi timah-plumbum. Dengan itu, anda boleh melakukan kerja yang agak rumit.
Disebabkan rintangan tinggi timah terhadap kakisan, ia digunakan untuk membuat besi tin (tinplate) - tin untuk produk makanan. Dalam perubatan, khususnya dalam pergigian, timah digunakan untukmelakukan tampalan gigi. Saluran paip rumah ditutup dengan timah, galas diperbuat daripada aloinya. Sumbangan bahan ini kepada kejuruteraan elektrik juga tidak ternilai.
Larutan berair garam timah seperti fluoroborat, sulfat dan klorida digunakan sebagai elektrolit. Oksida timah adalah sayu untuk seramik. Dengan memperkenalkan pelbagai terbitan timah ke dalam plastik dan bahan sintetik, nampaknya dapat mengurangkan kemudahbakarannya dan pelepasan asap berbahaya.
