قصدير: الفرق بين النسختين

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
سطر 10: سطر 10:
القصدير هو [[فلز]] ليِّن ٌذو لونٍ فضيّ، وله [[مطيلية|مرونة وقابليَّة للطَّرق والتشكيل]]. يصدر قضيب القصدير صوتاً مميزاً عندَ ثنيه،<ref name="Hol1985">{{cite book|publisher = Walter de Gruyter|date = 1985|edition = 91–100|pages = 793–800|isbn = 3-11-007511-3|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first1 = Arnold F.|last1 = Holleman| last2= Wiberg|first2=Egon|last3=Wiberg|first3=Nils|chapter = Tin| language = German}}</ref> وهو ينصهرُ عندَ حرارةٍ منخفضة نسبياً، لا تتعدَّى 232 درجة مئوية (وهي أقلّ درجة انصهارٍ في مجموعته من العناصر). وأما عندَ التعامل مع جزيئات القصدير فائقة الصغر، التي يبلغُ قطرها حوالي 11 نانومتراً أو أقلّ، فإنَّ نقطة الانصهار تنخفضُ إلى 177.3 درجة مئوية فحسب.<ref>[http://www.physorg.com/news/2011-04-ink-tin-nanoparticles-future-circuit.html Ink with tin nanoparticles could print future circuit boards], Physorg, April 12, 2011; {{cite journal|doi=10.1088/0957-4484/22/22/225701|title=Synthesis and characterization of low temperature Sn nanoparticles for the fabrication of highly conductive ink|date=2011|last1=Jo|first1=Yun Hwan|last2=Jung|first2=Inyu|last3=Choi|first3=Chung Seok|last4=Kim|first4=Inyoung|last5=Lee|first5=Hyuck Mo|journal=Nanotechnology|volume=22|issue=22|page=225701|pmid=21454937|bibcode = 2011Nanot..22v5701J }}</ref>
القصدير هو [[فلز]] ليِّن ٌذو لونٍ فضيّ، وله [[مطيلية|مرونة وقابليَّة للطَّرق والتشكيل]]. يصدر قضيب القصدير صوتاً مميزاً عندَ ثنيه،<ref name="Hol1985">{{cite book|publisher = Walter de Gruyter|date = 1985|edition = 91–100|pages = 793–800|isbn = 3-11-007511-3|title = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|first1 = Arnold F.|last1 = Holleman| last2= Wiberg|first2=Egon|last3=Wiberg|first3=Nils|chapter = Tin| language = German}}</ref> وهو ينصهرُ عندَ حرارةٍ منخفضة نسبياً، لا تتعدَّى 232 درجة مئوية (وهي أقلّ درجة انصهارٍ في مجموعته من العناصر). وأما عندَ التعامل مع جزيئات القصدير فائقة الصغر، التي يبلغُ قطرها حوالي 11 نانومتراً أو أقلّ، فإنَّ نقطة الانصهار تنخفضُ إلى 177.3 درجة مئوية فحسب.<ref>[http://www.physorg.com/news/2011-04-ink-tin-nanoparticles-future-circuit.html Ink with tin nanoparticles could print future circuit boards], Physorg, April 12, 2011; {{cite journal|doi=10.1088/0957-4484/22/22/225701|title=Synthesis and characterization of low temperature Sn nanoparticles for the fabrication of highly conductive ink|date=2011|last1=Jo|first1=Yun Hwan|last2=Jung|first2=Inyu|last3=Choi|first3=Chung Seok|last4=Kim|first4=Inyoung|last5=Lee|first5=Hyuck Mo|journal=Nanotechnology|volume=22|issue=22|page=225701|pmid=21454937|bibcode = 2011Nanot..22v5701J }}</ref>


ويمكن بسهولةٍ إعادة طرق وتشكيل القصدير عندما يكونُ بصورته العاديَّة، المعروفة بالهيئة بيتا. وأما القصدير ألفا (وهو قصديرٌ في هيئته غير المعدنية وذو لونٍ رمادي)، الذي لا يستقرّ إلا في درجة 13 مئوية أو أقلّ، فيكونُ [[تقصف|متقصِّفاً]]: أي أنَّ ثنيه أو تغيير شكله صعبٌ جداً دون كسره. وتتميَّز جزيئات القصدير ألفا ب[[تركيب بلوري]] ثماني الشكل، شبيهٍ بذلك الموجود في جزيئات معادن [[الألماس]] و[[السيليكون]] و[[الجرمانيوم]]. كما أنَّ ذرات هذا النوع من القصدير لها بناءٌ مُعيَّنٌ يمنعُ الإلكترونات من التحرّك بحريَّة بينها، ممَّا يفقدُهُ الخصائص المعتادة للمعادن (مثل توصيل الكهرباء). ويتخذ القصدير ألفا شكلاً أقربَ إلى مسحوقٍ رماديّ، ومن النادر استخدامه في الصّناعة، ما عدا حالاتٍ مُعيَّنة يستفاد منه فيه [[شبه موصل|كشبه موصل]].<ref name="Hol1985"/>
ويمكن بسهولةٍ إعادة طرق وتشكيل القصدير عندما يكونُ بصورته العاديَّة، المعروفة بالهيئة بيتا. وأما القصدير ألفا (وهو قصديرٌ في هيئته غير المعدنية وذو لونٍ رمادي)، الذي لا يستقرّ إلا في درجة 13 مئوية أو أقلّ، فيكونُ [[تقصف|متقصِّفاً]]: أي أنَّ ثنيه أو تغيير شكله صعبٌ جداً دون كسره. وتتميَّز جزيئات القصدير ألفا ب[[تركيب بلوري]] ثماني الشكل، شبيهٍ بذلك الموجود في جزيئات معادن [[الألماس]] و[[السيليكون]] و[[الجرمانيوم]]. كما أنَّ ذرات هذا النوع من القصدير لها بناءٌ مُعيَّنٌ يمنعُ الإلكترونات من التحرّك بحريَّة بينها، ممَّا يفقدُهُ الخصائص المعتادة للمعادن (مثل توصيل الكهرباء). ويتخذ القصدير ألفا شكلاً أقربَ إلى مسحوقٍ رماديّ، ومن النادر استخدامه في الصّناعة، ما عدا حالاتٍ مُعيَّنة يستفاد منه فيها كمادَّةٍ [[شبه موصل|شبه موصلة]].<ref name="Hol1985"/>

تًسمَّى الهيئات المختلفة للعنصر، مثل القصدير ألفا والقصدير بيتا في هذه الحالة، [[تآصل|تآصلاتٍ]] بعلم الكيمياء. ويعرف هذان التآصلان - في هذه الحالة - عادةً باسمي '''القصدير الرمادي''' (ألفا) و'''القصدير الأبيض''' (بيتا). كما يوجد للقصدير تآصلان آخران، يُسمَّيان غاما وسيغما، ولكن لا يمكن صنعهما إلا في وسطٍ تزيدُ درجة حرارته عن 161ْ درجة مئوية وفيه ضغطٌ يعادل عدَّة وحدات [[باسكال (وحدة)|باسكال]].<ref>{{cite journal|first = A. M.|last = Molodets|author2=Nabatov, S. S. |title = Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression|journal = High Temperature|volume = 38|issue = 5|date = 2000|pages = 715–721|doi = 10.1007/BF02755923}}</ref> مع المعلومية بأنَّ القصدير الأبيض (بيتا) قد يتحوَّلُ لقصدير رماديّ عاديّ في حال تعريضه لوسطٍ عالي البرودة،<ref>{{cite book|last = Le Coureur|first = Penny|author2=Burreson, Jay |title = Napoleon's Buttons: 17 Molecules that Changed History|place = New York|publisher = Penguin Group USA|date = 2004}}, a persistent legend that probably has no background in real events. {{cite book|last=Öhrström|first=Lars|title=The Last Alchemist in Paris|date=2013|publisher=Oxford University Press|location=Oxford|isbn=978-0-19-966109-1}} {{cite journal|last=Cotton|first=Simon|title=Book review: The last alchemist in Paris|journal=Chemistry World|date=2014}}http://rsc.li/CW_140501</ref> ويجبُ أن يجري هذا التحوّل - عادةً - ضمنَ حرارة 13.2ْ درجة، ولكن وجود الكثير من العناصر الدخيلة على القصدير بمعظم الحالات (مثل الألومنيوم والزنك وغير ذلك) والتي يصعبُ فصلها عنها، تجعلُ حرارة التحوّل تحتَ الصفر بدرجات كثيرة. بل إنَّ إضافة بعض العناصر، مثل [[إثمد|الإثمد]] و[[بزموت|البزموت]]، تجعلُ التحوّل مستحيلاً تماماً.<ref name="Schwartz">{{cite book|first = Mel|last = Schwartz |title = Encyclopedia of Materials, Parts and Finishes|edition = 2nd|chapter = Tin and Alloys, Properties|publisher = CRC Press|date = 2002|isbn= 1-56676-661-3}}</ref>


== مناطق الوجود ==
== مناطق الوجود ==

نسخة 23:39، 3 أغسطس 2017

إثمدقصديرإنديوم
Ge

Sn

Pb
Element 1: هيدروجين (H), لا فلز
Element 2: هيليوم (He), غاز نبيل
Element 3: ليثيوم (Li), فلز قلوي
Element 4: بيريليوم (Be), فلز قلوي ترابي
Element 5: بورون (B), شبه فلز
Element 6: كربون (C), لا فلز
Element 7: نيتروجين (N), لا فلز
Element 8: أكسجين (O), لا فلز
Element 9: فلور (F), هالوجين
Element 10: نيون (Ne), غاز نبيل
Element 11: صوديوم (Na), فلز قلوي
Element 12: مغنيسيوم (Mg), فلز قلوي ترابي
Element 13: ألومنيوم (Al), فلز ضعيف
Element 14: سيليكون (Si), شبه فلز
Element 15: فسفور (P), لا فلز
Element 16: كبريت (S), لا فلز
Element 17: كلور (Cl), هالوجين
Element 18: آرغون (Ar), غاز نبيل
Element 19: بوتاسيوم (K), فلز قلوي
Element 20: كالسيوم (Ca), فلز قلوي ترابي
Element 21: سكانديوم (Sc), فلز انتقالي
Element 22: تيتانيوم (Ti), فلز انتقالي
Element 23: فاناديوم (V), فلز انتقالي
Element 24: كروم (Cr), فلز انتقالي
Element 25: منغنيز (Mn), فلز انتقالي
Element 26: حديد (Fe), فلز انتقالي
Element 27: كوبالت (Co), فلز انتقالي
Element 28: نيكل (Ni), فلز انتقالي
Element 29: نحاس (Cu), فلز انتقالي
Element 30: زنك (Zn), فلز انتقالي
Element 31: غاليوم (Ga), فلز ضعيف
Element 32: جرمانيوم (Ge), شبه فلز
Element 33: زرنيخ (As), شبه فلز
Element 34: سيلينيوم (Se), لا فلز
Element 35: بروم (Br), هالوجين
Element 36: كريبتون (Kr), غاز نبيل
Element 37: روبيديوم (Rb), فلز قلوي
Element 38: سترونتيوم (Sr), فلز قلوي ترابي
Element 39: إتريوم (Y), فلز انتقالي
Element 40: زركونيوم (Zr), فلز انتقالي
Element 41: نيوبيوم (Nb), فلز انتقالي
Element 42: موليبدنوم (Mo), فلز انتقالي
Element 43: تكنيشيوم (Tc), فلز انتقالي
Element 44: روثينيوم (Ru), فلز انتقالي
Element 45: روديوم (Rh), فلز انتقالي
Element 46: بلاديوم (Pd), فلز انتقالي
Element 47: فضة (Ag), فلز انتقالي
Element 48: كادميوم (Cd), فلز انتقالي
Element 49: إنديوم (In), فلز ضعيف
Element 50: قصدير (Sn), فلز ضعيف
Element 51: إثمد (Sb), شبه فلز
Element 52: تيلوريوم (Te), شبه فلز
Element 53: يود (I), هالوجين
Element 54: زينون (Xe), غاز نبيل
Element 55: سيزيوم (Cs), فلز قلوي
Element 56: باريوم (Ba), فلز قلوي ترابي
Element 57: لانثانوم (La), لانثانيدات
Element 58: سيريوم (Ce), لانثانيدات
Element 59: براسيوديميوم (Pr), لانثانيدات
Element 60: نيوديميوم (Nd), لانثانيدات
Element 61: بروميثيوم (Pm), لانثانيدات
Element 62: ساماريوم (Sm), لانثانيدات
Element 63: يوروبيوم (Eu), لانثانيدات
Element 64: غادولينيوم (Gd), لانثانيدات
Element 65: تربيوم (Tb), لانثانيدات
Element 66: ديسبروسيوم (Dy), لانثانيدات
Element 67: هولميوم (Ho), لانثانيدات
Element 68: إربيوم (Er), لانثانيدات
Element 69: ثوليوم (Tm), لانثانيدات
Element 70: إتيربيوم (Yb), لانثانيدات
Element 71: لوتيشيوم (Lu), لانثانيدات
Element 72: هافنيوم (Hf), فلز انتقالي
Element 73: تانتالوم (Ta), فلز انتقالي
Element 74: تنجستن (W), فلز انتقالي
Element 75: رينيوم (Re), فلز انتقالي
Element 76: أوزميوم (Os), فلز انتقالي
Element 77: إريديوم (Ir), فلز انتقالي
Element 78: بلاتين (Pt), فلز انتقالي
Element 79: ذهب (Au), فلز انتقالي
Element 80: زئبق (Hg), فلز انتقالي
Element 81: ثاليوم (Tl), فلز ضعيف
Element 82: رصاص (Pb), فلز ضعيف
Element 83: بزموت (Bi), فلز ضعيف
Element 84: بولونيوم (Po), شبه فلز
Element 85: أستاتين (At), هالوجين
Element 86: رادون (Rn), غاز نبيل
Element 87: فرانسيوم (Fr), فلز قلوي
Element 88: راديوم (Ra), فلز قلوي ترابي
Element 89: أكتينيوم (Ac), أكتينيدات
Element 90: ثوريوم (Th), أكتينيدات
Element 91: بروتكتينيوم (Pa), أكتينيدات
Element 92: يورانيوم (U), أكتينيدات
Element 93: نبتونيوم (Np), أكتينيدات
Element 94: بلوتونيوم (Pu), أكتينيدات
Element 95: أمريسيوم (Am), أكتينيدات
Element 96: كوريوم (Cm), أكتينيدات
Element 97: بركيليوم (Bk), أكتينيدات
Element 98: كاليفورنيوم (Cf), أكتينيدات
Element 99: أينشتاينيوم (Es), أكتينيدات
Element 100: فرميوم (Fm), أكتينيدات
Element 101: مندليفيوم (Md), أكتينيدات
Element 102: نوبليوم (No), أكتينيدات
Element 103: لورنسيوم (Lr), أكتينيدات
Element 104: رذرفورديوم (Rf), فلز انتقالي
Element 105: دوبنيوم (Db), فلز انتقالي
Element 106: سيبورغيوم (Sg), فلز انتقالي
Element 107: بوريوم (Bh), فلز انتقالي
Element 108: هاسيوم (Hs), فلز انتقالي
Element 109: مايتنريوم (Mt), فلز انتقالي
Element 110: دارمشتاتيوم (Ds), فلز انتقالي
Element 111: رونتجينيوم (Rg), فلز انتقالي
Element 112: كوبرنيسيوم (Cn), فلز انتقالي
Element 113: نيهونيوم (Nh)
Element 114: فليروفيوم (Uuq)
Element 115: موسكوفيوم (Mc)
Element 116: ليفرموريوم (Lv)
Element 117: تينيسين (Ts)
Element 118: أوغانيسون (Og)
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 رمادي (النمط ألفا)، أو أبيض فضي (النمط بيتا)
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[1]
(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

القَصْدِير أو الصَّفِيح (باللاتينية: Stannum) هو عنصر كيميائي له الرمز Sn والعدد الذري 50 في الجدول الدوري. يعتبر القصدير فلزاً بعد انتقالي من مجموعة الكربون (مجموعة العناصر الرابعة عشرة)، وهو يتواجد بالطَّبيعة في الحالة الصّلبة، ويتشابهُ كيميائياً مع العنصرين المجاورَيْن لهُ في المجموعة الـ14، وهما الرصاص والجرمانيوم. يستخلص معظم القصدير الذي يستهلكه الإنسانُ من معدن الكاسيتريت، وذلك لاحتوائه على مُركَّب ثاني أكسيد القصدير (SnO2) الذي يسهلُ فصلُ القصدير عنه. يعتبر القصدير العنصر رقم 49 من حيثُ كثرة انتشاره على قشرة الأرض، وبما أنَّ لهُ عشرة نظائر كيميائيَّة مستقرَّة بها أعدادٌ متفاوتتة 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 بيتا، حيث يكونُ عبارةً عن معدنٍ مرنٍ ذي لونٍ فضيّ، وأما الثانية (التي تتكوَّنُ في درجات الحرارة المنخفضة) فهي الهيئة ألفا، والتي يكتسبُ فيها القصدير لوناً رماديًّا ويصبح أقلَّ كثافة، كما يتيغيَّرُ بناؤه الجزيئيّ. ومن سمات القصدير في هيئته المعدنيَّة - بيتا - أنَّه لا يتأكسَدُ بسهولة.

كانت أول سبيكة يدخلُ في صنعها القصدير بالعالم القديم هي البرونز، إذ بدأ الإنسان بصناعة هذا المعدن من خليطٍ بين النحاس والقصدير منذ سنة 3,000 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). وأما في الزمن الحاضرِ فإنَّ القصدير يدخلُ في صناعة الكثير من السَّبائِك، من أهمِّها معدن السولدر الذي يتألَّفُ 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. إلا 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.

الخواصّ

الصِّفات الفيزيائية

قطرة مُتصلِّبة من القصدير الذائب.

القصدير هو فلز ليِّن ٌذو لونٍ فضيّ، وله مرونة وقابليَّة للطَّرق والتشكيل. يصدر قضيب القصدير صوتاً مميزاً عندَ ثنيه،[2] وهو ينصهرُ عندَ حرارةٍ منخفضة نسبياً، لا تتعدَّى 232 درجة مئوية (وهي أقلّ درجة انصهارٍ في مجموعته من العناصر). وأما عندَ التعامل مع جزيئات القصدير فائقة الصغر، التي يبلغُ قطرها حوالي 11 نانومتراً أو أقلّ، فإنَّ نقطة الانصهار تنخفضُ إلى 177.3 درجة مئوية فحسب.[3]

ويمكن بسهولةٍ إعادة طرق وتشكيل القصدير عندما يكونُ بصورته العاديَّة، المعروفة بالهيئة بيتا. وأما القصدير ألفا (وهو قصديرٌ في هيئته غير المعدنية وذو لونٍ رمادي)، الذي لا يستقرّ إلا في درجة 13 مئوية أو أقلّ، فيكونُ متقصِّفاً: أي أنَّ ثنيه أو تغيير شكله صعبٌ جداً دون كسره. وتتميَّز جزيئات القصدير ألفا بتركيب بلوري ثماني الشكل، شبيهٍ بذلك الموجود في جزيئات معادن الألماس والسيليكون والجرمانيوم. كما أنَّ ذرات هذا النوع من القصدير لها بناءٌ مُعيَّنٌ يمنعُ الإلكترونات من التحرّك بحريَّة بينها، ممَّا يفقدُهُ الخصائص المعتادة للمعادن (مثل توصيل الكهرباء). ويتخذ القصدير ألفا شكلاً أقربَ إلى مسحوقٍ رماديّ، ومن النادر استخدامه في الصّناعة، ما عدا حالاتٍ مُعيَّنة يستفاد منه فيها كمادَّةٍ شبه موصلة.[2]

تًسمَّى الهيئات المختلفة للعنصر، مثل القصدير ألفا والقصدير بيتا في هذه الحالة، تآصلاتٍ بعلم الكيمياء. ويعرف هذان التآصلان - في هذه الحالة - عادةً باسمي القصدير الرمادي (ألفا) والقصدير الأبيض (بيتا). كما يوجد للقصدير تآصلان آخران، يُسمَّيان غاما وسيغما، ولكن لا يمكن صنعهما إلا في وسطٍ تزيدُ درجة حرارته عن 161ْ درجة مئوية وفيه ضغطٌ يعادل عدَّة وحدات باسكال.[4] مع المعلومية بأنَّ القصدير الأبيض (بيتا) قد يتحوَّلُ لقصدير رماديّ عاديّ في حال تعريضه لوسطٍ عالي البرودة،[5] ويجبُ أن يجري هذا التحوّل - عادةً - ضمنَ حرارة 13.2ْ درجة، ولكن وجود الكثير من العناصر الدخيلة على القصدير بمعظم الحالات (مثل الألومنيوم والزنك وغير ذلك) والتي يصعبُ فصلها عنها، تجعلُ حرارة التحوّل تحتَ الصفر بدرجات كثيرة. بل إنَّ إضافة بعض العناصر، مثل الإثمد والبزموت، تجعلُ التحوّل مستحيلاً تماماً.[6]

مناطق الوجود

يشكل القصدير 0.001% من القشرة الأرضية، ونتيجة لذلك فإن كمية القصدير المستخرجة من المناجم صغيرة جدا إذا ما قورنت بالفلزات الأخرى، وخام القصدير مركب من القصدير والأكسجين ويحتوي بعض خام القصدير على الكبريت وكميات قليلة من فلزات أخرى مثل النحاس والحديد والرصاص.

وهناك عدة دول تعتبر هي المنتج الأساسي للقصدير وهذه الدول تأتي من حيث الإنتاج بالترتيب التالي:

الصين، إندونيسيا، البرازيل وبوليفيا والبيرو ,البرتغال ,ماليزيا ,أستراليا, روسيا، فيتنام.

الاستخدامات

  • لحام بالقصدير هو ربط معادن ببعضها عن طريق سبيكة مصنوعة من عدة عناصر أهمها القصدير بغرض التوصيل الكهربي
  • مشابك الورق ودبابيس الأمان والدبابيس المستقيمة، ودبابيس الدباسة جميعها مصنوعة من النحاس المطلي بالقصدير، كما تحتوي الأواني وأوعية الطعام على طبقات خارجية من القصدير.
  • ويتحد القصدير مع عناصر أخرى لتكوين عدد كبير من المركبات المفيدة. فكثير من كريمات معجون الأسنان تحتوي على فلوريد القصدير، وهو مركب من القصدير والفلور يساعد على منع تسوس الأسنان, وتستخدم أيضا مركبات معينة تحتوي على القصدير والكربون والمبيدات الحشرية.
  • ويقوم الصناع بالتحسين من خصائص القصدير بإضافة كميات قليلة من فلزات متعددة. فالحديد الزهر الذي يحتوي على 0,1% فقط من القصدير أكثر متانة وأسهل تشكيلاً من الحديد الزهر العادي. وكذلك تحتوي كثير من المنتجات الأخرى التي تشمل حشوات الأسنان وسبائك الطباعة على كميات من القصدير تحسن من خصائصها.
خام القصدير

مرض القصدير

مرض القصدير أو طاعون القصدير مصطلح يشار به إلى تحول القصدير إلى مسحوق غبار عند انخفاض درجة حرارته إلى ما دون 13.2 مئوية. وعلى مدى التاريخ، تحولت كميات من القصدير إلى مسحوق و أصبحت بذلك غير مفيدة، كما حصل مع أزرار ملابس جيش نابليون لدى اجتياحها لروسيا في فصل الشتاء. كما تعزى وفاة المستكشفين الأوائل للقطب الجنوبي لحواف علب الكيروسين التي تحولت إلى مسحوق في البرد وبالتالي لم يجد المستكشفون وقودا للتدفئة وماتوا بردا في عواصف ثلجية.

الملاحظات


المراجع

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  2. ^ أ ب Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Tin". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (بالألمانية) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 793–800. ISBN:3-11-007511-3.
  3. ^ Ink with tin nanoparticles could print future circuit boards, Physorg, April 12, 2011; Jo، Yun Hwan؛ Jung، Inyu؛ Choi، Chung Seok؛ Kim، Inyoung؛ Lee، Hyuck Mo (2011). "Synthesis and characterization of low temperature Sn nanoparticles for the fabrication of highly conductive ink". Nanotechnology. ج. 22 ع. 22: 225701. Bibcode:2011Nanot..22v5701J. DOI:10.1088/0957-4484/22/22/225701. PMID:21454937.
  4. ^ Molodets، A. M.؛ Nabatov, S. S. (2000). "Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression". High Temperature. ج. 38 ع. 5: 715–721. DOI:10.1007/BF02755923.
  5. ^ Le Coureur، Penny؛ Burreson, Jay (2004). Napoleon's Buttons: 17 Molecules that Changed History. New York: Penguin Group USA., a persistent legend that probably has no background in real events. Öhrström، Lars (2013). The Last Alchemist in Paris. Oxford: Oxford University Press. ISBN:978-0-19-966109-1. Cotton، Simon (2014). "Book review: The last alchemist in Paris". Chemistry World.http://rsc.li/CW_140501
  6. ^ Schwartz، Mel (2002). "Tin and Alloys, Properties". Encyclopedia of Materials, Parts and Finishes (ط. 2nd). CRC Press. ISBN:1-56676-661-3.