Олово, свойства атома, химические и физические свойства.
Sn 50 Олово
118,710(7) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2
Олово — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.
Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова
Цена на олово
Изотопы и модификации олова
Свойства олова (таблица): температура, плотность, давление и пр.
Физические свойства олова
Химические свойства олова. Взаимодействие олова. Химические реакции с оловом
Получение олова
Применение олова
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Олово (Sn, Stannum)
История олова
Олово – один из древнейших известных человечеству металлов, первые изделия из оловянной бронзы (сплав, где наряду с оловом присутствует медь) датируются III тысячелетием до н.э. Латинское название stannum связано с санскритом, где есть похожий термин для определения сплава серебра и свинца, который был чрезвычайно прочный (calorizator). Собственно название олово было образовано от нескольких слов в славянских языках, обозначающих белый или жёлтый цвет.
Общая характеристика олова
Олово является элементом XIV группы V периода периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 50 и атомную массу 118,710. Принятое обозначение – Sn (от латинского stannum).
Нахождение в природе
Олово считается редким рассеянным элементом, основное количество содержится в минерале касситерите (оловянном камне), основные месторождения олова на территории Китая, Индонезии, Таиланда, Малайзии, Перу, Боливии и Бразилии.
Физические и химические свойства
Олово является лёгким, пластичным, легкоплавким и ковким металлом, имеет блестящую поверхность серебристо-белого цвета. Инертен к воздействию воздуха при обычных температурах благодаря образующейся на поверхности оксидной плёнке.
Суточная потребность в олове
Суточная потребность в олове чётко не установлена, считается, что человеку достаточно 2-10 мг в день. Ежедневно организм с едой получает до 50 мг микроэлемента (при заявленной токсичной дозе в 20 мг), но отравления не происходит потому, что усваивается не более 5% олова, остальное естественным путём выводится с мочой.
Продукты питания богатые оловом
Основными поставщиками олова для организма человека традиционно считаются говядина, свинина, индейка и курица, молоко и молочные продукты, фасоль, горох и семечки подсолнуха, свёкла и картофель.
Признаки нехватки олова
Недостаточное количество олова в организме человека встречается крайне редко и характеризуется следующими признаками:
- замедление роста;
- ухудшение слуха;
- потеря веса;
- выпадение волос;
- дисбаланс минерального состава.
Признаки избытка олова
Избыток олова случается у работающих с солями олова и у тех, кто часто питается консервами в железных банках, которые имеют свойство разрушаться при длительном хранении, поэтому, если содержимое банки не используется сразу, есть смысл переложить продукты в стеклянную или пластиковую ёмкость. Избыток олова характеризуется:
- анемией;
- мигренями и головокружениями;
- металлическим привкусом во рту;
- увеличением печени;
- воспалительными реакциями на коже;
- снижением аппетита, рвотой, поносом;
- изменением цвета кожи (бледность с серым оттенком) и дёсен (синева);
- возбуждением и немотивированной агрессией.
Применение олова в жизни
Олово применяют как в чистом виде, так и в сплавах для изготовления безопасных и стойких к коррозии покрытий, также в химической промышленности, стекольном деле и для окраски шерсти.
Полезные свойства олова и его влияние на организм
Роль олова на процессы, происходящие в организме, изучена не в полном объёме, на сегодняшний день понятно, что микроэлемент участвует в процессах роста и в окислительно-восстановительных реакциях, присутствует в желудочном ферменте (гастрин), способствует нормальному развитию костных тканей.
Автор: Виктория Н. (специально для ) Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.
Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова:
Олово (лат. Stannum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Sn и атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.
Олово – амфотерный металл. Относится к группе лёгких, цветных металлов.
Олово обозначается символом Sn.
Как простое вещество олово при нормальных условиях представляет собой ковкий, мягкий, пластичный, легкоплавкий, серебристо-белый, блестящий металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово).
Молекула олова одноатомна.
Химическая формула олова Sn.
Электронная конфигурация атома олова 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2. Потенциал ионизации (первый электрон) атома олова равен 708,58 кДж/моль (7,343918(12) эВ).
Строение атома олова. Атом олова состоит из положительно заряженного ядра (+50), вокруг которого по пяти оболочкам движутся 50 электронов. При этом 46 электронов находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем. Поскольку олово расположен в пятом периоде, оболочек всего пять. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья и четвертая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями. Пятая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома олова на 5s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 5p-орбитали – два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома олова состоит из 50 протонов и 69 нейтронов. Олово относится к элементам p-семейства.
Радиус атома олова (вычисленный) составляет 145 пм.
Атомная масса атома олова составляет 118,710(7) а. е. м.
Олово, свойства атома, химические и физические свойства
Свойства олова (таблица): температура, плотность, давление и пр.:
Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Олово |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Stannum |
| 104 | Английское название | Tin |
| 105 | Символ | Sn |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 50 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Амфотерный, лёгкий, цветной металл |
| 109 | Открыт | Известно с древних времен. |
| 110 | Год открытия | в XXXV веке до н. э. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Ковкий, мягкий, пластичный, серебристо-белый, блестящий металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово) |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | 4 аллотропные модификации, в т.ч.: – α-олово, серое олово, с кубической алмазной кристаллической решёткой, – β-олово, белое олово, с тетрагональной объёмно-центрированной кристаллической решёткой, – γ-олово, – σ-олово |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00022 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 1,0·10-9 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 4,0·10-7 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 9,0·10-7 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 0,00012 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 0,00002 % |
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 118,710(7) а. е. м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2 |
| 203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N18 O4 P0 Q0 R0 |
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 145 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома* | 145 пм |
| 206 | Ковалентный радиус* | 139 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | Sn4+ 69 (4) пм, 83 (6) пм, 95 (8) пм (в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле) |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 217 пм |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 50 электронов, 50 протонов, 69 нейтронов |
| 210 | Семейство (блок) | элемент p-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 5 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 14-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 4-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения | |
| 300 | Химические свойства | |
| 301 | Степени окисления | -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4 |
| 302 | Валентность | II, IV |
| 303 | Электроотрицательность | 1,96 (шкала Полинга) |
| 304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 708,58 кДж/моль (7,343918(12) эВ) |
| 305 | Электродный потенциал | Sn2+ + 2e– → Sn, Eo = -0,136 В, Sn4+ + 2e– → Sn2+, Eo = +0,151 В, Sn4+ + 4e– → Sn, Eo = +0,01 В |
| 306 | Энергия сродства атома к электрону | 107,2984(3) кДж/моль (1,112070(2) эВ) |
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 7,265 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) – β-олово (белое олово), 5,769 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) – α-олово (серое олово), 6,99 г/см3 (при температуре плавления 231,93 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 231,93 °C (505,08 K, 449,47 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 2602 °C (2875 K, 4716 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 7,03 кДж/моль – β-олово (белое олово) |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) | 296,1 кДж/моль – β-олово (белое олово) |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | |
| 410 | Молярная теплоёмкость | 27,112 Дж/(K·моль) – β-олово (белое олово) |
| 411 | Молярный объём | 16,239398 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 66,8 Вт/(м·К) (при стандартных условиях), 66,8 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | β-олово (белое олово) |
| 512 | Структура решётки | Тетрагональная объёмно-центрированная |
| 513 | Параметры решётки | a = 5,8197 Å, c = 3,175 Å |
| 514 | Отношение c/a | 0,546 |
| 515 | Температура Дебая | 170 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | I41/amd |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 141 |
| 521 | Кристаллическая решётка #2 | α-олово (серое олово) |
| 522 | Структура решётки | Кубическая алмазная |
| 523 | Параметры решётки | a = 6,46 Å |
| 524 | Отношение c/a | |
| 525 | Температура Дебая | |
| 526 | Название пространственной группы симметрии | Fd_ 3m |
| 527 | Номер пространственной группы симметрии | 225 |
| 900 | Дополнительные сведения | |
| 901 | Номер CAS | 7440-31-5 |
Примечание:
205* Эмпирический радиус атома олова согласно [1] и [3] составляет 140 пм и 162 пм соответственно.
206* Ковалентный радиус олова согласно [1] и [3] составляет 139±4 пм и 141 пм соответственно.
401* Плотность белого олова согласно [4] составляет 7,29 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело) и 6,98 г/см3 (при температуре плавления 232 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость). Плотность серого олова согласно [4] составляет 5,85 г/см3 (при 14 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело).
402* Температура плавления олова согласно [3] и [4] составляет 231,91 °С (505,06 K, 449,44 °F) и 231,9 °С (505,05 K, 449,42 °F) соответственно.
403* Температура кипения олова согласно [3] и [4] составляет 2619,85 °C (2893 K, 4747,73 °F) и 2620 °С (2893,15 K, 4748 °F) соответственно.
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) белого олова согласно [4] составляет 7,2 кДж/моль.
Свойства металла
Олово относится к безопасным для человека веществам. В организм человека оно ежедневно попадает с пищей в минимальных пропорциях (0,25−3,4 мг). В теле содержится около (1−2).10-4% металла. Самая высокая концентрация выявляется в кишечнике. Регулярное вдыхание паров или воздушных частиц может нанести вред и привести к легочным заболеваниям. Людям, работающим с органическими сплавами олова, рекомендуется надевать защитные костюмы.
Причиной отравления может стать употребление старых консервов, в которых органические продукты реагируют с внутренним покрытием из олова, происходит окисление, при этом выделяется оловянистый водород. Роль вещества в организме человека практически не изучена. Металлическое олово считается нетоксичным для человека, поэтому применяется для покрытия жестяных тар для продуктов.
Физические характеристики
Плотность металла в твердой фракции при обычной температуре (+ 20−22˚С) составляет 7,3 г/см3, повышение показателей до температуры плавления олова (+231,8˚С) снижает плотность жидкого металла до 6,97 г/см3. Процесс кипения начинается в условиях температуры +2615˚С.
Другие факты:
- Показатель линейного расширения составляет 1,99.10-5 К-1 (при 0˚С), а при температуре +100˚С равняется 2,38.10-5 К-1.
- Удельная теплоемкость твердого вещества в обычном состоянии — 225 Дж/кг.К, а в жидком —в пределах 269 Дж/кг.К.
- Молярная теплоемкость белого олова — 27,1Дж/моль.К, серой модификации — 25,8 Дж/моль.К.
- Показатель плавления составляет 7,2 кДж/моль.
- Для испарения требуется 296 кДж/моль.
- Удельное сопротивление электричеству — 0,115−0,128 мкОм.м в условиях температуры +25˚С.
Упругость материала снижается при повышении температуры, при 0˚С модуль равен 55 Гпа, а при +100˚С — 48 Гпа. Временное сопротивление на разрыв равняется 20 Мпа, относительное удлинение при этом составляет 40%. Модуль сдвига находится в пределах 16,9−8,2 Гпа.
Химические показатели
Металл проявляет устойчивость к действию окружающего воздуха или влаги в условиях комнатной температуры. Инертность материала объясняется появлением оксидной пленки на поверхности. Олово начинает окисляться на воздухе при увеличении температуры свыше +150˚С. Металл обладает двумя окислительными степенями, +2 и +4. Первая имеет меньшую устойчивость.
Формулы характерных химических реакций:
- Холодная азотистая кислота реагирует с оловом, формула следующая: 4 Sn + 10 HNO 3 = NH 4 NO 3 + 4 Sn (NO 3) 2 + 3 H 2 O).
- В случае нагревания с концентрированной формой HN О 3 используется свойство окисления олова, при этом выделяется осадок с переменной гидратацией — 3 Sn + n H 2 O + 4 HNO 3 = 4 NO + 3 H 2 S n O 3 . n H 2 O.
- Нагревание олова в насыщенном щелочном растворе имеет обозначение по формуле 2 KOH + Sn + 4 H 2 O = 2 H 2 + K 2 (Sn (OH) 6).
Галогенные металлы дают сплавы с содержанием SnX 2 и SnX 4. Первые представляют собой солеобразные растворы с ионами, вторые подлежат водной гидролизации, но могут растворяться в органических жидкостях неполярного типа. При соединении с сухим хлором продуцируется тетрахлорид, который представляет собой жидкость без цвета, растворяющую йод, серу.
