Олово хим элемент как пишется

This article is about the chemical element. For other uses, see Tin (disambiguation).

Not to be confused with Titanium.

Tin, ₅₀Sn

Tin
Allotropes	silvery-white, β (beta); gray, α (alpha)
Standard atomic weight Ar°(Sn)	118.710±0.007 118.71±0.01 (abridged)[1]
Tin in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ge ↑ Sn ↓ Pb indium ← tin → antimony
Atomic number (Z)	50
Group	group 14 (carbon group)
Period	period 5
Block	p-block
Electron configuration	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Electrons per shell	2, 8, 18, 18, 4
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	505.08 K ​(231.93 °C, ​449.47 °F)
Boiling point	2875 K ​(2602 °C, ​4716 °F)
Density (near r.t.)	white, β: 7.265 g/cm3 gray, α: 5.769 g/cm3
when liquid (at m.p.)	6.99 g/cm3
Heat of fusion	white, β: 7.03 kJ/mol
Heat of vaporization	white, β: 296.1 kJ/mol
Molar heat capacity	white, β: 27.112 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
Atomic properties
Oxidation states	−4, −3, −2, −1, 0,[2] +1,[3] +2, +3,[4] +4 (an amphoteric oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.96
Ionization energies	1st: 708.6 kJ/mol 2nd: 1411.8 kJ/mol 3rd: 2943.0 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 140 pm
Covalent radius	139±4 pm
Van der Waals radius	217 pm
Spectral lines of tin
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​body-centered tetragonal white (β)
Crystal structure	​face-centered diamond-cubic gray (α)
Speed of sound thin rod	2730 m/s (at r.t.) (rolled)
Thermal expansion	22.0 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	66.8 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	115 nΩ⋅m (at 0 °C)
Magnetic ordering	gray: diamagnetic[5] white (β): paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	(white) +3.1×10−6 cm3/mol (298 K)[6]
Young’s modulus	50 GPa
Shear modulus	18 GPa
Bulk modulus	58 GPa
Poisson ratio	0.36
Mohs hardness	1.5
Brinell hardness	50–440 MPa
CAS Number	7440-31-5
History
Discovery	protohistoric, around 35th century BC
Symbol	«Sn»: from Latin stannum
Main isotopes of tin v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 112Sn 0.97% stable 114Sn 0.66% stable 115Sn 0.34% stable 116Sn 14.54% stable 117Sn 7.68% stable 118Sn 24.22% stable 119Sn 8.59% stable 120Sn 32.58% stable 122Sn 4.63% stable 124Sn 5.79% stable 126Sn trace 2.3×105 y β− 126Sb
Category: Tin view talk edit | references

Tin is a chemical element with the symbol Sn (from Latin: stannum) and atomic number 50. Tin is a silvery-coloured metal.

Tin is soft enough to be cut with little force^[7] and a bar of tin can be bent by hand with little effort. When bent, the so-called «tin cry» can be heard as a result of twinning in tin crystals;^[8] this trait is shared by indium, cadmium, zinc, and mercury in the solid state.

Pure tin after solidifying presents a mirror-like appearance similar to most metals. In most tin alloys (such as pewter) the metal solidifies with a dull gray color.

Tin is a post-transition metal in group 14 of the periodic table of elements. It is obtained chiefly from the mineral cassiterite, which contains stannic oxide, SnO
₂. Tin shows a chemical similarity to both of its neighbors in group 14, germanium and lead, and has two main oxidation states, +2 and the slightly more stable +4. Tin is the 49th most abundant element on Earth and has, with 10 stable isotopes, the largest number of stable isotopes in the periodic table, thanks to its magic number of protons.

It has two main allotropes: at room temperature, the stable allotrope is β-tin, a silvery-white, malleable metal; at low temperatures it is less dense grey α-tin, which has the diamond cubic structure. Metallic tin does not easily oxidize in air and water.

The first tin alloy used on a large scale was bronze, made of 1⁄8 tin and 7⁄8 copper, from as early as 3000 BC. After 600 BC, pure metallic tin was produced. Pewter, which is an alloy of 85–90% tin with the remainder commonly consisting of copper, antimony, bismuth, and sometimes lead and silver, has been used for flatware since the Bronze Age. In modern times, tin is used in many alloys, most notably tin / lead soft solders, which are typically 60% or more tin, and in the manufacture of transparent, electrically conducting films of indium tin oxide in optoelectronic applications. Another large application is corrosion-resistant tin plating of steel. Because of the low toxicity of inorganic tin, tin-plated steel is widely used for food packaging as tin cans. Some organotin compounds can be extremely toxic.

Characteristics[edit]

Physical[edit]

Tin is a soft, malleable, ductile and highly crystalline silvery-white metal. When a bar of tin is bent a crackling sound known as the «tin cry» can be heard from the twinning of the crystals.^[8] Tin melts at about 232 °C (450 °F) the lowest in group 14. The melting point is further lowered to 177.3 °C (351.1 °F) for 11 nm particles.^[9][10]

External video
β–α transition of tin at −40 °C (time lapse; one second of the video is one hour in real time

β-tin, the metallic form or white tin, has BCT structure and is stable at and above room temperature and is malleable. α-tin, the nonmetallic form or gray tin, is stable below 13.2 °C (55.8 °F) and is brittle. α-tin has a diamond cubic crystal structure, similar to diamond, silicon or germanium. α-tin has no metallic properties, because its atoms form a covalent structure in which electrons cannot move freely. α-tin is a dull-gray powdery material with no common uses other than specialized semiconductor applications.^[8] γ-tin and σ-tin exist at temperatures above 161 °C (322 °F)  and pressures above several GPa.^[11]

In cold conditions β-tin tends to transform spontaneously into α-tin, a phenomenon known as «tin pest» or «tin disease».^[12] Some unverifiable sources also say that, during Napoleon’s Russian campaign of 1812, the temperatures became so cold that the tin buttons on the soldiers’ uniforms disintegrated over time, contributing to the defeat of the Grande Armée,^[13] a persistent legend.^[14][15][16]

The α-β transformation temperature is 13.2 °C (55.8 °F), but impurities (e.g. Al, Zn, etc.) lower it well below 0 °C (32 °F). With the addition of antimony or bismuth the transformation might not occur at all, increasing durability.^[17]

Commercial grades of tin (99.8% tin content) resist transformation because of the inhibiting effect of small amounts of bismuth, antimony, lead, and silver present as impurities. Alloying elements such as copper, antimony, bismuth, cadmium, and silver increase the hardness of tin.^[18] Tin easily forms hard, brittle intermetallic phases that are typically undesirable. It does not mix into a solution with most metals and elements so tin does not have much solid solubility. Tin mixes well with bismuth, gallium, lead, thallium and zinc forming simple eutectic systems.^[17]

Tin becomes a superconductor below 3.72 K^[19] and was one of the first superconductors to be studied.^[20] The Meissner effect, one of the characteristic features of superconductors, was first discovered in superconducting tin crystals.^[20]

Chemical[edit]

Tin resists corrosion from water, but can be corroded by acids and alkalis. Tin can be highly polished and is used as a protective coat for other metals,^[8] a protective oxide (passivation) layer prevents further oxidation.^[21] Tin acts as a catalyst triggering a chemical reaction of a solution containing oxygen and helps to increase the speed of the chemical reaction that results.^[22]

Isotopes[edit]

Tin has ten stable isotopes, the greatest number of any element. The isotopes of tin have atomic masses of 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122, and 124. ¹²⁰Sn makes up almost a third of all tin; ¹¹⁸Sn, and ¹¹⁶Sn are also common, while ¹¹⁵Sn is the least common stable isotope. The isotopes with even mass numbers have no nuclear spin, while those with odd mass numbers have a spin of 1/2. Tin is among the easiest elements to detect and analyze by NMR spectroscopy which relies on molecular weight and its chemical shifts are referenced against SnMe
₄.^{[notes 1][23]} The large number of stable isotopes is thought to be a direct result of tin having the atomic number 50, a «magic number» in nuclear physics. Of the stable isotopes Tin-115 has a high capture cross section for fast neutron energies at 30 Barns. Two other isotopes Tin-117 ranks next with a cross section of 2.3 Barn while isotope Tin-119 has a slightly smaller cross section of 2.2 Barn. ^[24] Before these cross sections were well known it was proposed to use Tin-Lead solder as a reactor coolant for fast reactors because of its low melting point. Current studies are for Lead or Lead-Bismuth reactor coolants because both heavy metals are nearly transparent to fast neutrons with very low capture cross sections. ^[25] In order to use a Tin or Tin-Lead coolant the Tin would first have to go through isotopes separation to remove the 115, 117 and 119 isotopes from the material. Combined these three isotopes make up about 17% of the entire mass of natural Tin but represent nearly all of the capture cross section. Of the remaining seven isotopes Tin-112 has a capture cross section of 1 Barn. The other six isotopes forming 82.7% of all Tin have capture cross sections of 0.3 Barn or less making them effectively transparent to neutrons like Lead and Bismuth.

Tin has 31 unstable isotopes, ranging in mass number from 99 to 139. The unstable tin isotopes have a half-life of less than a year except ¹²⁶Sn which has a half-life of 230,000 years.
¹⁰⁰Sn and ¹³²Sn are two of the few nuclides with a «doubly magic» nucleus which despite being unstable, as they have very uneven neutron–proton ratios, are the endpoints beyond which tin isotopes lighter than ¹⁰⁰Sn and heavier than ¹³²Sn are much less stable.^[26] Another 30 metastable isomers have been identified for tin isotopes between 111 and 131, the most stable being ^121mSn, with a half-life of 43.9 years.^[27]

The relative differences in the number of tin’s stable isotopes can be explained by how they are formed during stellar nucleosynthesis. ¹¹⁶Sn through ¹²⁰Sn are formed in the s-process (slow neutron capture) in most stars which leads to them being the most common tin isotopes, while ¹²²Sn and ¹²⁴Sn are only formed in the r-process (rapid neutron capture) in supernovae and are less common. Tin isotopes ¹¹⁷Sn through ¹²⁰Sn are also produced in the r-process.^{[citation needed] 112}Sn, ¹¹⁴Sn, and ¹¹⁵Sn, cannot be made in significant amounts in the s— or r-processes and are among the p-nuclei whose origins are not well understood. Some ideas about for their formation include proton capture and photodisintegration, ¹¹⁵Sn might be partially produced in the s-process both directly and as the daughter of long-lived ¹¹⁵In.^[28]

Etymology[edit]

The word tin is shared among Germanic languages and can be traced back to reconstructed Proto-Germanic *tin-om; cognates include German Zinn, Swedish tenn and Dutch tin. It is not found in other branches of Indo-European, except by borrowing from Germanic (e.g., Irish tinne from English).^[29][30]

The Latin name for tin, stannum, originally meant an alloy of silver and lead, and came to mean ‘tin’ in the fourth century^[31]—the earlier Latin word for it was plumbum candidum, or «white lead». Stannum apparently came from an earlier stāgnum (meaning the same substance),^[29] the origin of the Romance and Celtic terms for tin, such as French étain, Spanish estaño, Italian stagno, and Irish stán.^[29][32] The origin of stannum/stāgnum is unknown; it may be pre-Indo-European.^[33]

The Meyers Konversations-Lexikon suggests instead that stannum came from Cornish stean, and is evidence that Cornwall in the first centuries AD was the main source of tin.^{[citation needed]}

History[edit]

Tin extraction and use can be dated to the beginnings of the Bronze Age around 3000 BC, when it was observed that copper objects formed of polymetallic ores with different metal contents had different physical properties.^[34] The earliest bronze objects had a tin or arsenic content of less than 2% and are believed to be the result of unintentional alloying due to trace metal content in the copper ore.^[35] The addition of a second metal to copper increases its hardness, lowers the melting temperature, and improves the casting process by producing a more fluid melt that cools to a denser, less spongy metal.^[35] This was an important innovation that allowed for the much more complex shapes cast in closed molds of the Bronze Age. Arsenical bronze objects appear first in the Near East where arsenic is commonly found with copper ore, but the health risks were quickly realized and the quest for sources of the much less hazardous tin ores began early in the Bronze Age.^[36] This created the demand for rare tin metal and formed a trade network that linked the distant sources of tin to the markets of Bronze Age cultures.^{[citation needed]}

Cassiterite (SnO
₂), the oxide form of tin, was most likely the original source of tin. Other tin ores are less common sulfides such as stannite that require a more involved smelting process. Cassiterite often accumulates in alluvial channels as placer deposits because it is harder, heavier, and more chemically resistant than the accompanying granite.^[35] Cassiterite is usually black or dark in color, and these deposits can be easily seen in river banks. Alluvial (placer) deposits may incidentally have been collected and separated by methods similar to gold panning.^[37]

Compounds and chemistry[edit]

In the great majority of its compounds, tin has the oxidation state II or IV. Compounds containing bivalent tin are called stannous while those containing tetravalent tin are termed stannic.

Inorganic compounds[edit]

Halide compounds are known for both oxidation states. For Sn(IV), all four halides are well known: SnF₄, SnCl₄, SnBr₄, and SnI₄. The three heavier members are volatile molecular compounds, whereas the tetrafluoride is polymeric. All four halides are known for Sn(II) also: SnF₂, SnCl
₂, SnBr₂, and SnI₂. All are polymeric solids. Of these eight compounds, only the iodides are colored.^[38]

Tin(II) chloride (also known as stannous chloride) is the most important commercial tin halide. Illustrating the routes to such compounds, chlorine reacts with tin metal to give SnCl₄ whereas the reaction of hydrochloric acid and tin produces SnCl
₂ and hydrogen gas. Alternatively SnCl₄ and Sn combine to stannous chloride by a process called comproportionation:^[39]

SnCl₄ + Sn → 2 SnCl
₂

Tin can form many oxides, sulfides, and other chalcogenide derivatives. The dioxide SnO
₂ (cassiterite) forms when tin is heated in the presence of air.^[38] Sn)
₂ is amphoteric, which means that it dissolves in both acidic and basic solutions.^[40] Stannates with the structure [Sn(OH)
₆]²⁻, like K
₂[Sn(OH)
₆], are also known, though the free stannic acid H
₂[Sn(OH)
₆] is unknown.

Sulfides of tin exist in both the +2 and +4 oxidation states: tin(II) sulfide and tin(IV) sulfide (mosaic gold).

Hydrides[edit]

Stannane (SnH
₄), with tin in the +4 oxidation state, is unstable. Organotin hydrides are however well known, e.g. tributyltin hydride (Sn(C₄H₉)₃H).^[8] These compound release transient tributyl tin radicals, which are rare examples of compounds of tin(III).^[42]

Organotin compounds[edit]

Organotin compounds, sometimes called stannanes, are chemical compounds with tin–carbon bonds.^[43] Of the tin compounds, the organic derivatives are commercially the most useful.^[44] Some organotin compounds are highly toxic and have been used as biocides. The first organotin compound to be reported was diethyltin diiodide ((C₂H₅)₂SnI₂), reported by Edward Frankland in 1849.^[45]

Most organotin compounds are colorless liquids or solids that are stable to air and water. They adopt tetrahedral geometry. Tetraalkyl- and tetraaryltin compounds can be prepared using Grignard reagents:^[44]

SnCl
₄ + 4 RMgBr → R
₄Sn + 4 MgBrCl

The mixed halide-alkyls, which are more common and more important commercially than the tetraorgano derivatives, are prepared by redistribution reactions:

SnCl
₄ + R
₄Sn → 2 SnCl
₂R₂

Divalent organotin compounds are uncommon, although more common than related divalent organogermanium and organosilicon compounds. The greater stabilization enjoyed by Sn(II) is attributed to the «inert pair effect». Organotin(II) compounds include both stannylenes (formula: R₂Sn, as seen for singlet carbenes) and distannylenes (R₄Sn₂), which are roughly equivalent to alkenes. Both classes exhibit unusual reactions.^[46]

Occurrence[edit]

Tin is generated via the long s-process in low-to-medium mass stars (with masses of 0.6 to 10 times that of the Sun), and finally by beta decay of the heavy isotopes of indium.^[47]

Tin is the 49th most abundant element in Earth’s crust, representing 2 ppm compared with 75 ppm for zinc, 50 ppm for copper, and 14 ppm for lead.^[48]

Tin does not occur as the native element but must be extracted from various ores. Cassiterite (SnO
₂) is the only commercially important source of tin, although small quantities of tin are recovered from complex sulfides such as stannite, cylindrite, franckeite, canfieldite, and teallite. Minerals with tin are almost always associated with granite rock, usually at a level of 1% tin oxide content.^[49]

Because of the higher specific gravity of tin dioxide, about 80% of mined tin is from secondary deposits found downstream from the primary lodes. Tin is often recovered from granules washed downstream in the past and deposited in valleys or the sea. The most economical ways of mining tin are by dredging, hydraulicking, or open pits. Most of the world’s tin is produced from placer deposits, which can contain as little as 0.015% tin.^[50]

World tin mine reserves (tonnes, 2011)^[51]

Country	Reserves
China	1,500,000
Malaysia	250,000
Peru	310,000
Indonesia	800,000
Brazil	590,000
Bolivia	400,000
Russia	350,000
Australia	180,000
Thailand	170,000
Other	180,000
Total	4,800,000

Economically recoverable tin reserves^[49]

Year	Million tonnes
1965	4,265
1970	3,930
1975	9,060
1980	9,100
1985	3,060
1990	7,100
2000	7,100[51]
2010	5,200[51]

About 253,000 tonnes of tin were mined in 2011, mostly in China (110,000 t), Indonesia (51,000 t), Peru (34,600 t), Bolivia (20,700 t) and Brazil (12,000 t).^[51] Estimates of tin production have historically varied with the market and mining technology. It is estimated that, at current consumption rates and technologies, the Earth will run out of mine-able tin in 40 years.^[52] In 2006 Lester Brown suggested tin could run out within 20 years based on conservative estimates of 2% annual growth.^[53]

Scrap tin is an important source of the metal. Recovery of tin through recycling is increasing rapidly. Whereas the United States has neither mined (since 1993) nor smelted (since 1989) tin, it was the largest secondary producer, recycling nearly 14,000 tonnes in 2006.^[51]

New deposits are reported in Mongolia,^[54] and in 2009, new deposits of tin were discovered in Colombia.^[55]

Production[edit]

Tin is produced by carbothermic reduction of the oxide ore with carbon or coke. Both reverberatory furnace and electric furnace can be used.^[56][57][58]

Mining and smelting[edit]

Industry[edit]

The ten largest companies produced most of the world’s tin in 2007.

Most of the world’s tin is traded on LME, from 8 countries, under 17 brands.^[59]

Largest tin producing companies (tonnes)^[60]

Company	Polity	2006	2007	2017[61]	2006-2017 % change
Yunnan Tin	China	52,339	61,129	74,500	42.3
PT Timah	Indonesia	44,689	58,325	30,200	-32.4
Malaysia Smelting Corp	Malaysia	22,850	25,471	27,200	19.0
Yunnan Chengfeng	China	21,765	18,000	26,800	23.1
Minsur	Peru	40,977	35,940	18,000	-56.1
EM Vinto	Bolivia	11,804	9,448	12,600	6.7
Guangxi China Tin	China	/	/	11,500	/
Thaisarco	Thailand	27,828	19,826	10,600	-61.9
Metallo-Chimique	Belgium	8,049	8,372	9,700	20.5
Gejiu Zi Li	China	/	/	8,700	/

International Tin Council was established in 1947 to control the price of tin. It collapsed in 1985. In 1984, Association of Tin Producing Countries was created, with Australia, Bolivia, Indonesia, Malaysia, Nigeria, Thailand, and Zaire as members.^[62]

Price and exchanges[edit]

Tin is unique among mineral commodities because of the complex agreements between producer countries and consumer countries dating back to 1921. Earlier agreements tended to be somewhat informal and led to the «First International Tin Agreement» in 1956, the first of a series that effectively collapsed in 1985. Through these agreements, the International Tin Council (ITC) had a considerable effect on tin prices. ITC supported the price of tin during periods of low prices by buying tin for its buffer stockpile and was able to restrain the price during periods of high prices by selling from the stockpile. This was an anti-free-market approach, designed to assure a sufficient flow of tin to consumer countries and a profit for producer countries. However, the buffer stockpile was not sufficiently large, and during most of those 29 years tin prices rose, sometimes sharply, especially from 1973 through 1980 when rampant inflation plagued many world economies.^[63]

During the late 1970s and early 1980s, the U.S. reduced its strategic tin stockpile, partly to take advantage of historically high tin prices. The 1981–82 recession damaged the tin industry. Tin consumption declined dramatically. ITC was able to avoid truly steep declines through accelerated buying for its buffer stockpile; this activity required extensive borrowing. ITC continued to borrow until late 1985 when it reached its credit limit. Immediately, a major «tin crisis» ensued — tin was delisted from trading on the London Metal Exchange for about three years. ITC dissolved soon afterward, and the price of tin, now in a free-market environment, fell to $4 per pound and remained around that level through the 1990s.^[63] The price increased again by 2010 with a rebound in consumption following the 2007–2008 economic crisis, accompanying restocking and continued growth in consumption.^[51]

London Metal Exchange (LME) is tin’s principal trading site.^[51] Other tin contract markets are Kuala Lumpur Tin Market (KLTM) and Indonesia Tin Exchange (INATIN).^[64]

Due to factors involved in the 2021 global supply chain crisis, tin prices almost doubled between 2020—21 and have had their largest annual rise in over 30 years. The International Tin Association estimated that global refined tin consumption will grow 7.2 percent in 2021, after losing 1.6 percent in 2020 as the COVID-19 pandemic disrupted global manufacturing industries.^[65]

Applications[edit]

In 2018, just under half of all tin produced was used in solder. The rest was divided between tin plating, tin chemicals, brass and bronze alloys, and niche uses.^[66]

Solder[edit]

Tin has long been used in alloys with lead as solder, in amounts of 5 to 70% w/w. Tin with lead forms a eutectic mixture at the weight proportion of 61.9% tin and 38.1% lead (the atomic proportion: 73.9% tin and 26.1% lead), with melting temperature of 183 °C (361.4 °F). Such solders are primarily used for joining pipes or electric circuits. Since the European Union Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE Directive) and Restriction of Hazardous Substances Directive came into effect on 1 July 2006, the lead content in such alloys has decreased. While lead exposure is associated with serious health problems, lead-free solder is not without its challenges, including a higher melting point, and the formation of tin whiskers that cause electrical problems. Tin pest can occur in lead-free solders, leading to loss of the soldered joint. Replacement alloys are being found, but the problems of joint integrity remain.^[67]

Tin plating[edit]

Tin bonds readily to iron and is used for coating lead, zinc, and steel to prevent corrosion. Tin-plated (or tinning) steel containers is widely used for food preservation, and this forms a large part of the market for metallic tin. A tinplate canister for preserving food was first manufactured in London in 1812.^[68] Speakers of British English call such containers «tins», while speakers of American English call them «cans» or «tin cans». One derivation of such use is the slang term «tinnie» or «tinny», meaning «can of beer» in Australia. The tin whistle is so called because it was mass-produced first in tin-plated steel.^[69][70]

Copper cooking vessels such as saucepans and frying pans are frequently lined with a thin plating of tin, by electroplating or by traditional chemical methods, since use of copper cookware with acidic foods can be toxic.

Specialized alloys[edit]

Tin in combination with other elements forms a wide variety of useful alloys. Tin is most commonly alloyed with copper. Pewter is 85–99% tin;^[71] bearing metal has a high percentage of tin as well.^[72][73] Bronze is mostly copper with 12% tin, while the addition of phosphorus yields phosphor bronze. Bell metal is also a copper–tin alloy, containing 22% tin. Tin has sometimes been used in coinage; it once formed a single-digit percentage (usually five percent or less) of American^[74] and Canadian^[75] pennies. Because copper is often the major metal in such coins, sometimes including zinc, these could be called bronze, or brass alloys.

The niobium–tin compound Nb₃Sn is commercially used in coils of superconducting magnets for its high critical temperature (18 K) and critical magnetic field (25 T). A superconducting magnet weighing as little as two kilograms is capable of producing the magnetic field of a conventional electromagnet weighing tons.^[76]

A small percentage of tin is added to zirconium alloys for the cladding of nuclear fuel.^[77]

Most metal pipes in a pipe organ are of a tin/lead alloy, with 50/50 as the most common composition. The proportion of tin in the pipe defines the pipe’s tone, since tin has a desirable tonal resonance. When a tin/lead alloy cools, the lead phase solidifies first, then when the eutectic temperature is reached, the remaining liquid forms the layered tin/lead eutectic structure, which is shiny; contrast with the lead phase produces a mottled or spotted effect. This metal alloy is referred to as spotted metal. Major advantages of using tin for pipes include its appearance, workability, and resistance to corrosion.^[78][79]

Optoelectronics[edit]

The oxides of indium and tin are electrically conductive and transparent, and are used to make transparent electrically conducting films with applications in optoelectronics devices such as liquid crystal displays.^[80]

Other applications[edit]

Punched tin-plated steel, also called pierced tin, is an artisan technique originating in central Europe for creating functional and decorative housewares. Decorative piercing designs exist in a wide variety, based on local tradition and the artisan. Punched tin lanterns are the most common application of this artisan technique. The light of a candle shining through the pierced design creates a decorative light pattern in the room where it sits. Lanterns and other punched tin articles were created in the New World from the earliest European settlement. A well-known example is the Revere lantern, named after Paul Revere.^[81]

Before the modern era, in some areas of the Alps, a goat or sheep’s horn would be sharpened and a tin panel would be punched out using the alphabet and numbers from one to nine. This learning tool was known appropriately as «the horn». Modern reproductions are decorated with such motifs as hearts and tulips.

In America, pie safes and food safes were in use in the days before refrigeration. These were wooden cupboards of various styles and sizes – either floor standing or hanging cupboards meant to discourage vermin and insects and to keep dust from perishable foodstuffs. These cabinets had tinplate inserts in the doors and sometimes in the sides, punched out by the homeowner, cabinetmaker, or a tinsmith in varying designs to allow for air circulation while excluding flies. Modern reproductions of these articles remain popular in North America.^[82]

Window glass is most often made by floating molten glass on molten tin (float glass), resulting in a flat and flawless surface. This is also called the «Pilkington process».^[83]

Tin is used as a negative electrode in advanced Li-ion batteries. Its application is somewhat limited by the fact that some tin surfaces^[which?] catalyze decomposition of carbonate-based electrolytes used in Li-ion batteries.^[84]

Tin(II) fluoride is added to some dental care products^[85] as stannous fluoride (SnF₂). Tin(II) fluoride can be mixed with calcium abrasives while the more common sodium fluoride gradually becomes biologically inactive in the presence of calcium compounds.^[86] It has also been shown to be more effective than sodium fluoride in controlling gingivitis.^[87]

Tin is used as a target to create laser-induced plasmas that act as the light source for extreme ultraviolet lithography.

Organotin compounds[edit]

The organotin compounds are most heavily used. Worldwide industrial production probably exceeds 50,000 tonnes.^[88]

PVC stabilizers[edit]

The major commercial application of organotin compounds is in the stabilization of PVC plastics. In the absence of such stabilizers, PVC would rapidly degrade under heat, light, and atmospheric oxygen, resulting in discolored, brittle products. Tin scavenges labile chloride ions (Cl⁻), which would otherwise strip HCl from the plastic material.^[89] Typical tin compounds are carboxylic acid derivatives of dibutyltin dichloride, such as the dilaurate.^[90]

Biocides[edit]

Some organotin compounds are relatively toxic, with both advantages and problems. They are used for biocidal properties as fungicides, pesticides, algaecides, wood preservatives, and antifouling agents.^[89] Tributyltin oxide is used as a wood preservative.^[91] Tributyltin is also used for various industrial purposes such as slime control in paper mills and disinfection of circulating industrial cooling waters.^[92] Tributyltin was used as additive for ship paint to prevent growth of fouling organisms on ships, with use declining after organotin compounds were recognized as persistent organic pollutants with high toxicity for some marine organisms (the dog whelk, for example).^[93] The EU banned the use of organotin compounds in 2003,^[94] while concerns over the toxicity of these compounds to marine life and damage to the reproduction and growth of some marine species^[89] (some reports describe biological effects to marine life at a concentration of 1 nanogram per liter) have led to a worldwide ban by the International Maritime Organization.^[95] Many nations now restrict the use of organotin compounds to vessels greater than 25 m (82 ft) long.^[89] The persistence of tributyltin in the aquatic environment is dependent upon the nature of the ecosystem.^[96] Because of this persistence and its use as an additive in ship paint, high concentrations of tributyltin have been found in marine sediments located near naval docks.^[97] Tributyltin has been used as a biomarker for imposex in neograstropods, with at least 82 known species.^[98] With the high levels of TBT in the local inshore areas, due to shipping activities, the shellfish had an adverse effect.^[96] Imposex is the imposition of male sexual characteristics on female specimens where they grow a penis and a pallial vas deferens.^[98][99] A high level of TBT can damage mammalian endocrine glands, reproductive and central nervous systems, bone structure and gastrointestinal tract.^[99] Not only does tributyltin affect mammals, it affects sea otters, whales, dolphins, and humans.^[99]

Organic chemistry[edit]

Some tin reagents are useful in organic chemistry. In the largest application, stannous chloride is a common reducing agent for the conversion of nitro and oxime groups to amines. The Stille reaction couples organotin compounds with organic halides or pseudohalides.^[100]

Li-ion batteries[edit]

Tin forms several inter-metallic phases with lithium metal, making it a potentially attractive material for battery applications. Large volumetric expansion of tin upon alloying with lithium and instability of the tin-organic electrolyte interface at low electrochemical potentials are the greatest challenges to employment in commercial cells.^[101] Tin inter-metallic compound with cobalt and carbon was implemented by Sony in its Nexelion cells released in the late 2000s. The composition of the active material is approximately Sn_0.3Co_0.4C_0.3. Research showed that only some crystalline facets of tetragonal (beta) Sn are responsible for undesirable electrochemical activity.^[102]

Precautions[edit]

Cases of poisoning from tin metal, its oxides, and its salts are almost unknown. On the other hand, certain organotin compounds are almost as toxic as cyanide.^[44]

Exposure to tin in the workplace can occur by inhalation, skin contact, and eye contact. The US Occupational Safety and Health Administration (OSHA) set the permissible exposure limit for tin exposure in the workplace as 2 mg/m³ over an 8-hour workday. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) determined a recommended exposure limit (REL) of 2 mg/m³ over an 8-hour workday. At levels of 100 mg/m³, tin is immediately dangerous to life and health.^[103]

See also[edit]

Notes[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

External links[edit]

• Tin at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Theodore Gray’s Wooden Periodic Table Table: Tin samples and castings
• Base Metals: Tin
• CDC — NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• Tin (USD cents per kg)

This article is about the chemical element. For other uses, see Tin (disambiguation).

Not to be confused with Titanium.

Tin, ₅₀Sn

Tin
Allotropes	silvery-white, β (beta); gray, α (alpha)
Standard atomic weight Ar°(Sn)	118.710±0.007 118.71±0.01 (abridged)[1]
Tin in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ge ↑ Sn ↓ Pb indium ← tin → antimony
Atomic number (Z)	50
Group	group 14 (carbon group)
Period	period 5
Block	p-block
Electron configuration	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Electrons per shell	2, 8, 18, 18, 4
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	505.08 K ​(231.93 °C, ​449.47 °F)
Boiling point	2875 K ​(2602 °C, ​4716 °F)
Density (near r.t.)	white, β: 7.265 g/cm3 gray, α: 5.769 g/cm3
when liquid (at m.p.)	6.99 g/cm3
Heat of fusion	white, β: 7.03 kJ/mol
Heat of vaporization	white, β: 296.1 kJ/mol
Molar heat capacity	white, β: 27.112 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
Atomic properties
Oxidation states	−4, −3, −2, −1, 0,[2] +1,[3] +2, +3,[4] +4 (an amphoteric oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.96
Ionization energies	1st: 708.6 kJ/mol 2nd: 1411.8 kJ/mol 3rd: 2943.0 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 140 pm
Covalent radius	139±4 pm
Van der Waals radius	217 pm
Spectral lines of tin
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​body-centered tetragonal white (β)
Crystal structure	​face-centered diamond-cubic gray (α)
Speed of sound thin rod	2730 m/s (at r.t.) (rolled)
Thermal expansion	22.0 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	66.8 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	115 nΩ⋅m (at 0 °C)
Magnetic ordering	gray: diamagnetic[5] white (β): paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	(white) +3.1×10−6 cm3/mol (298 K)[6]
Young’s modulus	50 GPa
Shear modulus	18 GPa
Bulk modulus	58 GPa
Poisson ratio	0.36
Mohs hardness	1.5
Brinell hardness	50–440 MPa
CAS Number	7440-31-5
History
Discovery	protohistoric, around 35th century BC
Symbol	«Sn»: from Latin stannum
Main isotopes of tin v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 112Sn 0.97% stable 114Sn 0.66% stable 115Sn 0.34% stable 116Sn 14.54% stable 117Sn 7.68% stable 118Sn 24.22% stable 119Sn 8.59% stable 120Sn 32.58% stable 122Sn 4.63% stable 124Sn 5.79% stable 126Sn trace 2.3×105 y β− 126Sb
Category: Tin view talk edit | references

Tin is a chemical element with the symbol Sn (from Latin: stannum) and atomic number 50. Tin is a silvery-coloured metal.

Tin is soft enough to be cut with little force^[7] and a bar of tin can be bent by hand with little effort. When bent, the so-called «tin cry» can be heard as a result of twinning in tin crystals;^[8] this trait is shared by indium, cadmium, zinc, and mercury in the solid state.

Pure tin after solidifying presents a mirror-like appearance similar to most metals. In most tin alloys (such as pewter) the metal solidifies with a dull gray color.

Tin is a post-transition metal in group 14 of the periodic table of elements. It is obtained chiefly from the mineral cassiterite, which contains stannic oxide, SnO
₂. Tin shows a chemical similarity to both of its neighbors in group 14, germanium and lead, and has two main oxidation states, +2 and the slightly more stable +4. Tin is the 49th most abundant element on Earth and has, with 10 stable isotopes, the largest number of stable isotopes in the periodic table, thanks to its magic number of protons.

It has two main allotropes: at room temperature, the stable allotrope is β-tin, a silvery-white, malleable metal; at low temperatures it is less dense grey α-tin, which has the diamond cubic structure. Metallic tin does not easily oxidize in air and water.

The first tin alloy used on a large scale was bronze, made of 1⁄8 tin and 7⁄8 copper, from as early as 3000 BC. After 600 BC, pure metallic tin was produced. Pewter, which is an alloy of 85–90% tin with the remainder commonly consisting of copper, antimony, bismuth, and sometimes lead and silver, has been used for flatware since the Bronze Age. In modern times, tin is used in many alloys, most notably tin / lead soft solders, which are typically 60% or more tin, and in the manufacture of transparent, electrically conducting films of indium tin oxide in optoelectronic applications. Another large application is corrosion-resistant tin plating of steel. Because of the low toxicity of inorganic tin, tin-plated steel is widely used for food packaging as tin cans. Some organotin compounds can be extremely toxic.

Characteristics[edit]

Physical[edit]

Tin is a soft, malleable, ductile and highly crystalline silvery-white metal. When a bar of tin is bent a crackling sound known as the «tin cry» can be heard from the twinning of the crystals.^[8] Tin melts at about 232 °C (450 °F) the lowest in group 14. The melting point is further lowered to 177.3 °C (351.1 °F) for 11 nm particles.^[9][10]

External video
β–α transition of tin at −40 °C (time lapse; one second of the video is one hour in real time

β-tin, the metallic form or white tin, has BCT structure and is stable at and above room temperature and is malleable. α-tin, the nonmetallic form or gray tin, is stable below 13.2 °C (55.8 °F) and is brittle. α-tin has a diamond cubic crystal structure, similar to diamond, silicon or germanium. α-tin has no metallic properties, because its atoms form a covalent structure in which electrons cannot move freely. α-tin is a dull-gray powdery material with no common uses other than specialized semiconductor applications.^[8] γ-tin and σ-tin exist at temperatures above 161 °C (322 °F)  and pressures above several GPa.^[11]

In cold conditions β-tin tends to transform spontaneously into α-tin, a phenomenon known as «tin pest» or «tin disease».^[12] Some unverifiable sources also say that, during Napoleon’s Russian campaign of 1812, the temperatures became so cold that the tin buttons on the soldiers’ uniforms disintegrated over time, contributing to the defeat of the Grande Armée,^[13] a persistent legend.^[14][15][16]

The α-β transformation temperature is 13.2 °C (55.8 °F), but impurities (e.g. Al, Zn, etc.) lower it well below 0 °C (32 °F). With the addition of antimony or bismuth the transformation might not occur at all, increasing durability.^[17]

Commercial grades of tin (99.8% tin content) resist transformation because of the inhibiting effect of small amounts of bismuth, antimony, lead, and silver present as impurities. Alloying elements such as copper, antimony, bismuth, cadmium, and silver increase the hardness of tin.^[18] Tin easily forms hard, brittle intermetallic phases that are typically undesirable. It does not mix into a solution with most metals and elements so tin does not have much solid solubility. Tin mixes well with bismuth, gallium, lead, thallium and zinc forming simple eutectic systems.^[17]

Tin becomes a superconductor below 3.72 K^[19] and was one of the first superconductors to be studied.^[20] The Meissner effect, one of the characteristic features of superconductors, was first discovered in superconducting tin crystals.^[20]

Chemical[edit]

Tin resists corrosion from water, but can be corroded by acids and alkalis. Tin can be highly polished and is used as a protective coat for other metals,^[8] a protective oxide (passivation) layer prevents further oxidation.^[21] Tin acts as a catalyst triggering a chemical reaction of a solution containing oxygen and helps to increase the speed of the chemical reaction that results.^[22]

Isotopes[edit]

Tin has ten stable isotopes, the greatest number of any element. The isotopes of tin have atomic masses of 112, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 122, and 124. ¹²⁰Sn makes up almost a third of all tin; ¹¹⁸Sn, and ¹¹⁶Sn are also common, while ¹¹⁵Sn is the least common stable isotope. The isotopes with even mass numbers have no nuclear spin, while those with odd mass numbers have a spin of 1/2. Tin is among the easiest elements to detect and analyze by NMR spectroscopy which relies on molecular weight and its chemical shifts are referenced against SnMe
₄.^{[notes 1][23]} The large number of stable isotopes is thought to be a direct result of tin having the atomic number 50, a «magic number» in nuclear physics. Of the stable isotopes Tin-115 has a high capture cross section for fast neutron energies at 30 Barns. Two other isotopes Tin-117 ranks next with a cross section of 2.3 Barn while isotope Tin-119 has a slightly smaller cross section of 2.2 Barn. ^[24] Before these cross sections were well known it was proposed to use Tin-Lead solder as a reactor coolant for fast reactors because of its low melting point. Current studies are for Lead or Lead-Bismuth reactor coolants because both heavy metals are nearly transparent to fast neutrons with very low capture cross sections. ^[25] In order to use a Tin or Tin-Lead coolant the Tin would first have to go through isotopes separation to remove the 115, 117 and 119 isotopes from the material. Combined these three isotopes make up about 17% of the entire mass of natural Tin but represent nearly all of the capture cross section. Of the remaining seven isotopes Tin-112 has a capture cross section of 1 Barn. The other six isotopes forming 82.7% of all Tin have capture cross sections of 0.3 Barn or less making them effectively transparent to neutrons like Lead and Bismuth.

Tin has 31 unstable isotopes, ranging in mass number from 99 to 139. The unstable tin isotopes have a half-life of less than a year except ¹²⁶Sn which has a half-life of 230,000 years.
¹⁰⁰Sn and ¹³²Sn are two of the few nuclides with a «doubly magic» nucleus which despite being unstable, as they have very uneven neutron–proton ratios, are the endpoints beyond which tin isotopes lighter than ¹⁰⁰Sn and heavier than ¹³²Sn are much less stable.^[26] Another 30 metastable isomers have been identified for tin isotopes between 111 and 131, the most stable being ^121mSn, with a half-life of 43.9 years.^[27]

The relative differences in the number of tin’s stable isotopes can be explained by how they are formed during stellar nucleosynthesis. ¹¹⁶Sn through ¹²⁰Sn are formed in the s-process (slow neutron capture) in most stars which leads to them being the most common tin isotopes, while ¹²²Sn and ¹²⁴Sn are only formed in the r-process (rapid neutron capture) in supernovae and are less common. Tin isotopes ¹¹⁷Sn through ¹²⁰Sn are also produced in the r-process.^{[citation needed] 112}Sn, ¹¹⁴Sn, and ¹¹⁵Sn, cannot be made in significant amounts in the s— or r-processes and are among the p-nuclei whose origins are not well understood. Some ideas about for their formation include proton capture and photodisintegration, ¹¹⁵Sn might be partially produced in the s-process both directly and as the daughter of long-lived ¹¹⁵In.^[28]

Etymology[edit]

The word tin is shared among Germanic languages and can be traced back to reconstructed Proto-Germanic *tin-om; cognates include German Zinn, Swedish tenn and Dutch tin. It is not found in other branches of Indo-European, except by borrowing from Germanic (e.g., Irish tinne from English).^[29][30]

The Latin name for tin, stannum, originally meant an alloy of silver and lead, and came to mean ‘tin’ in the fourth century^[31]—the earlier Latin word for it was plumbum candidum, or «white lead». Stannum apparently came from an earlier stāgnum (meaning the same substance),^[29] the origin of the Romance and Celtic terms for tin, such as French étain, Spanish estaño, Italian stagno, and Irish stán.^[29][32] The origin of stannum/stāgnum is unknown; it may be pre-Indo-European.^[33]

The Meyers Konversations-Lexikon suggests instead that stannum came from Cornish stean, and is evidence that Cornwall in the first centuries AD was the main source of tin.^{[citation needed]}

History[edit]

Tin extraction and use can be dated to the beginnings of the Bronze Age around 3000 BC, when it was observed that copper objects formed of polymetallic ores with different metal contents had different physical properties.^[34] The earliest bronze objects had a tin or arsenic content of less than 2% and are believed to be the result of unintentional alloying due to trace metal content in the copper ore.^[35] The addition of a second metal to copper increases its hardness, lowers the melting temperature, and improves the casting process by producing a more fluid melt that cools to a denser, less spongy metal.^[35] This was an important innovation that allowed for the much more complex shapes cast in closed molds of the Bronze Age. Arsenical bronze objects appear first in the Near East where arsenic is commonly found with copper ore, but the health risks were quickly realized and the quest for sources of the much less hazardous tin ores began early in the Bronze Age.^[36] This created the demand for rare tin metal and formed a trade network that linked the distant sources of tin to the markets of Bronze Age cultures.^{[citation needed]}

Cassiterite (SnO
₂), the oxide form of tin, was most likely the original source of tin. Other tin ores are less common sulfides such as stannite that require a more involved smelting process. Cassiterite often accumulates in alluvial channels as placer deposits because it is harder, heavier, and more chemically resistant than the accompanying granite.^[35] Cassiterite is usually black or dark in color, and these deposits can be easily seen in river banks. Alluvial (placer) deposits may incidentally have been collected and separated by methods similar to gold panning.^[37]

Compounds and chemistry[edit]

In the great majority of its compounds, tin has the oxidation state II or IV. Compounds containing bivalent tin are called stannous while those containing tetravalent tin are termed stannic.

Inorganic compounds[edit]

Halide compounds are known for both oxidation states. For Sn(IV), all four halides are well known: SnF₄, SnCl₄, SnBr₄, and SnI₄. The three heavier members are volatile molecular compounds, whereas the tetrafluoride is polymeric. All four halides are known for Sn(II) also: SnF₂, SnCl
₂, SnBr₂, and SnI₂. All are polymeric solids. Of these eight compounds, only the iodides are colored.^[38]

Tin(II) chloride (also known as stannous chloride) is the most important commercial tin halide. Illustrating the routes to such compounds, chlorine reacts with tin metal to give SnCl₄ whereas the reaction of hydrochloric acid and tin produces SnCl
₂ and hydrogen gas. Alternatively SnCl₄ and Sn combine to stannous chloride by a process called comproportionation:^[39]

SnCl₄ + Sn → 2 SnCl
₂

Tin can form many oxides, sulfides, and other chalcogenide derivatives. The dioxide SnO
₂ (cassiterite) forms when tin is heated in the presence of air.^[38] Sn)
₂ is amphoteric, which means that it dissolves in both acidic and basic solutions.^[40] Stannates with the structure [Sn(OH)
₆]²⁻, like K
₂[Sn(OH)
₆], are also known, though the free stannic acid H
₂[Sn(OH)
₆] is unknown.

Sulfides of tin exist in both the +2 and +4 oxidation states: tin(II) sulfide and tin(IV) sulfide (mosaic gold).

Hydrides[edit]

Stannane (SnH
₄), with tin in the +4 oxidation state, is unstable. Organotin hydrides are however well known, e.g. tributyltin hydride (Sn(C₄H₉)₃H).^[8] These compound release transient tributyl tin radicals, which are rare examples of compounds of tin(III).^[42]

Organotin compounds[edit]

Organotin compounds, sometimes called stannanes, are chemical compounds with tin–carbon bonds.^[43] Of the tin compounds, the organic derivatives are commercially the most useful.^[44] Some organotin compounds are highly toxic and have been used as biocides. The first organotin compound to be reported was diethyltin diiodide ((C₂H₅)₂SnI₂), reported by Edward Frankland in 1849.^[45]

Most organotin compounds are colorless liquids or solids that are stable to air and water. They adopt tetrahedral geometry. Tetraalkyl- and tetraaryltin compounds can be prepared using Grignard reagents:^[44]

SnCl
₄ + 4 RMgBr → R
₄Sn + 4 MgBrCl

The mixed halide-alkyls, which are more common and more important commercially than the tetraorgano derivatives, are prepared by redistribution reactions:

SnCl
₄ + R
₄Sn → 2 SnCl
₂R₂

Divalent organotin compounds are uncommon, although more common than related divalent organogermanium and organosilicon compounds. The greater stabilization enjoyed by Sn(II) is attributed to the «inert pair effect». Organotin(II) compounds include both stannylenes (formula: R₂Sn, as seen for singlet carbenes) and distannylenes (R₄Sn₂), which are roughly equivalent to alkenes. Both classes exhibit unusual reactions.^[46]

Occurrence[edit]

Tin is generated via the long s-process in low-to-medium mass stars (with masses of 0.6 to 10 times that of the Sun), and finally by beta decay of the heavy isotopes of indium.^[47]

Tin is the 49th most abundant element in Earth’s crust, representing 2 ppm compared with 75 ppm for zinc, 50 ppm for copper, and 14 ppm for lead.^[48]

Tin does not occur as the native element but must be extracted from various ores. Cassiterite (SnO
₂) is the only commercially important source of tin, although small quantities of tin are recovered from complex sulfides such as stannite, cylindrite, franckeite, canfieldite, and teallite. Minerals with tin are almost always associated with granite rock, usually at a level of 1% tin oxide content.^[49]

Because of the higher specific gravity of tin dioxide, about 80% of mined tin is from secondary deposits found downstream from the primary lodes. Tin is often recovered from granules washed downstream in the past and deposited in valleys or the sea. The most economical ways of mining tin are by dredging, hydraulicking, or open pits. Most of the world’s tin is produced from placer deposits, which can contain as little as 0.015% tin.^[50]

World tin mine reserves (tonnes, 2011)^[51]

Country	Reserves
China	1,500,000
Malaysia	250,000
Peru	310,000
Indonesia	800,000
Brazil	590,000
Bolivia	400,000
Russia	350,000
Australia	180,000
Thailand	170,000
Other	180,000
Total	4,800,000

Economically recoverable tin reserves^[49]

Year	Million tonnes
1965	4,265
1970	3,930
1975	9,060
1980	9,100
1985	3,060
1990	7,100
2000	7,100[51]
2010	5,200[51]

About 253,000 tonnes of tin were mined in 2011, mostly in China (110,000 t), Indonesia (51,000 t), Peru (34,600 t), Bolivia (20,700 t) and Brazil (12,000 t).^[51] Estimates of tin production have historically varied with the market and mining technology. It is estimated that, at current consumption rates and technologies, the Earth will run out of mine-able tin in 40 years.^[52] In 2006 Lester Brown suggested tin could run out within 20 years based on conservative estimates of 2% annual growth.^[53]

Scrap tin is an important source of the metal. Recovery of tin through recycling is increasing rapidly. Whereas the United States has neither mined (since 1993) nor smelted (since 1989) tin, it was the largest secondary producer, recycling nearly 14,000 tonnes in 2006.^[51]

New deposits are reported in Mongolia,^[54] and in 2009, new deposits of tin were discovered in Colombia.^[55]

Production[edit]

Tin is produced by carbothermic reduction of the oxide ore with carbon or coke. Both reverberatory furnace and electric furnace can be used.^[56][57][58]

Mining and smelting[edit]

Industry[edit]

The ten largest companies produced most of the world’s tin in 2007.

Most of the world’s tin is traded on LME, from 8 countries, under 17 brands.^[59]

Largest tin producing companies (tonnes)^[60]

Company	Polity	2006	2007	2017[61]	2006-2017 % change
Yunnan Tin	China	52,339	61,129	74,500	42.3
PT Timah	Indonesia	44,689	58,325	30,200	-32.4
Malaysia Smelting Corp	Malaysia	22,850	25,471	27,200	19.0
Yunnan Chengfeng	China	21,765	18,000	26,800	23.1
Minsur	Peru	40,977	35,940	18,000	-56.1
EM Vinto	Bolivia	11,804	9,448	12,600	6.7
Guangxi China Tin	China	/	/	11,500	/
Thaisarco	Thailand	27,828	19,826	10,600	-61.9
Metallo-Chimique	Belgium	8,049	8,372	9,700	20.5
Gejiu Zi Li	China	/	/	8,700	/

International Tin Council was established in 1947 to control the price of tin. It collapsed in 1985. In 1984, Association of Tin Producing Countries was created, with Australia, Bolivia, Indonesia, Malaysia, Nigeria, Thailand, and Zaire as members.^[62]

Price and exchanges[edit]

Tin is unique among mineral commodities because of the complex agreements between producer countries and consumer countries dating back to 1921. Earlier agreements tended to be somewhat informal and led to the «First International Tin Agreement» in 1956, the first of a series that effectively collapsed in 1985. Through these agreements, the International Tin Council (ITC) had a considerable effect on tin prices. ITC supported the price of tin during periods of low prices by buying tin for its buffer stockpile and was able to restrain the price during periods of high prices by selling from the stockpile. This was an anti-free-market approach, designed to assure a sufficient flow of tin to consumer countries and a profit for producer countries. However, the buffer stockpile was not sufficiently large, and during most of those 29 years tin prices rose, sometimes sharply, especially from 1973 through 1980 when rampant inflation plagued many world economies.^[63]

During the late 1970s and early 1980s, the U.S. reduced its strategic tin stockpile, partly to take advantage of historically high tin prices. The 1981–82 recession damaged the tin industry. Tin consumption declined dramatically. ITC was able to avoid truly steep declines through accelerated buying for its buffer stockpile; this activity required extensive borrowing. ITC continued to borrow until late 1985 when it reached its credit limit. Immediately, a major «tin crisis» ensued — tin was delisted from trading on the London Metal Exchange for about three years. ITC dissolved soon afterward, and the price of tin, now in a free-market environment, fell to $4 per pound and remained around that level through the 1990s.^[63] The price increased again by 2010 with a rebound in consumption following the 2007–2008 economic crisis, accompanying restocking and continued growth in consumption.^[51]

London Metal Exchange (LME) is tin’s principal trading site.^[51] Other tin contract markets are Kuala Lumpur Tin Market (KLTM) and Indonesia Tin Exchange (INATIN).^[64]

Due to factors involved in the 2021 global supply chain crisis, tin prices almost doubled between 2020—21 and have had their largest annual rise in over 30 years. The International Tin Association estimated that global refined tin consumption will grow 7.2 percent in 2021, after losing 1.6 percent in 2020 as the COVID-19 pandemic disrupted global manufacturing industries.^[65]

Applications[edit]

In 2018, just under half of all tin produced was used in solder. The rest was divided between tin plating, tin chemicals, brass and bronze alloys, and niche uses.^[66]

Solder[edit]

Tin has long been used in alloys with lead as solder, in amounts of 5 to 70% w/w. Tin with lead forms a eutectic mixture at the weight proportion of 61.9% tin and 38.1% lead (the atomic proportion: 73.9% tin and 26.1% lead), with melting temperature of 183 °C (361.4 °F). Such solders are primarily used for joining pipes or electric circuits. Since the European Union Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE Directive) and Restriction of Hazardous Substances Directive came into effect on 1 July 2006, the lead content in such alloys has decreased. While lead exposure is associated with serious health problems, lead-free solder is not without its challenges, including a higher melting point, and the formation of tin whiskers that cause electrical problems. Tin pest can occur in lead-free solders, leading to loss of the soldered joint. Replacement alloys are being found, but the problems of joint integrity remain.^[67]

Tin plating[edit]

Tin bonds readily to iron and is used for coating lead, zinc, and steel to prevent corrosion. Tin-plated (or tinning) steel containers is widely used for food preservation, and this forms a large part of the market for metallic tin. A tinplate canister for preserving food was first manufactured in London in 1812.^[68] Speakers of British English call such containers «tins», while speakers of American English call them «cans» or «tin cans». One derivation of such use is the slang term «tinnie» or «tinny», meaning «can of beer» in Australia. The tin whistle is so called because it was mass-produced first in tin-plated steel.^[69][70]

Copper cooking vessels such as saucepans and frying pans are frequently lined with a thin plating of tin, by electroplating or by traditional chemical methods, since use of copper cookware with acidic foods can be toxic.

Specialized alloys[edit]

Tin in combination with other elements forms a wide variety of useful alloys. Tin is most commonly alloyed with copper. Pewter is 85–99% tin;^[71] bearing metal has a high percentage of tin as well.^[72][73] Bronze is mostly copper with 12% tin, while the addition of phosphorus yields phosphor bronze. Bell metal is also a copper–tin alloy, containing 22% tin. Tin has sometimes been used in coinage; it once formed a single-digit percentage (usually five percent or less) of American^[74] and Canadian^[75] pennies. Because copper is often the major metal in such coins, sometimes including zinc, these could be called bronze, or brass alloys.

The niobium–tin compound Nb₃Sn is commercially used in coils of superconducting magnets for its high critical temperature (18 K) and critical magnetic field (25 T). A superconducting magnet weighing as little as two kilograms is capable of producing the magnetic field of a conventional electromagnet weighing tons.^[76]

A small percentage of tin is added to zirconium alloys for the cladding of nuclear fuel.^[77]

Most metal pipes in a pipe organ are of a tin/lead alloy, with 50/50 as the most common composition. The proportion of tin in the pipe defines the pipe’s tone, since tin has a desirable tonal resonance. When a tin/lead alloy cools, the lead phase solidifies first, then when the eutectic temperature is reached, the remaining liquid forms the layered tin/lead eutectic structure, which is shiny; contrast with the lead phase produces a mottled or spotted effect. This metal alloy is referred to as spotted metal. Major advantages of using tin for pipes include its appearance, workability, and resistance to corrosion.^[78][79]

Optoelectronics[edit]

The oxides of indium and tin are electrically conductive and transparent, and are used to make transparent electrically conducting films with applications in optoelectronics devices such as liquid crystal displays.^[80]

Other applications[edit]

Punched tin-plated steel, also called pierced tin, is an artisan technique originating in central Europe for creating functional and decorative housewares. Decorative piercing designs exist in a wide variety, based on local tradition and the artisan. Punched tin lanterns are the most common application of this artisan technique. The light of a candle shining through the pierced design creates a decorative light pattern in the room where it sits. Lanterns and other punched tin articles were created in the New World from the earliest European settlement. A well-known example is the Revere lantern, named after Paul Revere.^[81]

Before the modern era, in some areas of the Alps, a goat or sheep’s horn would be sharpened and a tin panel would be punched out using the alphabet and numbers from one to nine. This learning tool was known appropriately as «the horn». Modern reproductions are decorated with such motifs as hearts and tulips.

In America, pie safes and food safes were in use in the days before refrigeration. These were wooden cupboards of various styles and sizes – either floor standing or hanging cupboards meant to discourage vermin and insects and to keep dust from perishable foodstuffs. These cabinets had tinplate inserts in the doors and sometimes in the sides, punched out by the homeowner, cabinetmaker, or a tinsmith in varying designs to allow for air circulation while excluding flies. Modern reproductions of these articles remain popular in North America.^[82]

Window glass is most often made by floating molten glass on molten tin (float glass), resulting in a flat and flawless surface. This is also called the «Pilkington process».^[83]

Tin is used as a negative electrode in advanced Li-ion batteries. Its application is somewhat limited by the fact that some tin surfaces^[which?] catalyze decomposition of carbonate-based electrolytes used in Li-ion batteries.^[84]

Tin(II) fluoride is added to some dental care products^[85] as stannous fluoride (SnF₂). Tin(II) fluoride can be mixed with calcium abrasives while the more common sodium fluoride gradually becomes biologically inactive in the presence of calcium compounds.^[86] It has also been shown to be more effective than sodium fluoride in controlling gingivitis.^[87]

Tin is used as a target to create laser-induced plasmas that act as the light source for extreme ultraviolet lithography.

Organotin compounds[edit]

The organotin compounds are most heavily used. Worldwide industrial production probably exceeds 50,000 tonnes.^[88]

PVC stabilizers[edit]

The major commercial application of organotin compounds is in the stabilization of PVC plastics. In the absence of such stabilizers, PVC would rapidly degrade under heat, light, and atmospheric oxygen, resulting in discolored, brittle products. Tin scavenges labile chloride ions (Cl⁻), which would otherwise strip HCl from the plastic material.^[89] Typical tin compounds are carboxylic acid derivatives of dibutyltin dichloride, such as the dilaurate.^[90]

Biocides[edit]

Some organotin compounds are relatively toxic, with both advantages and problems. They are used for biocidal properties as fungicides, pesticides, algaecides, wood preservatives, and antifouling agents.^[89] Tributyltin oxide is used as a wood preservative.^[91] Tributyltin is also used for various industrial purposes such as slime control in paper mills and disinfection of circulating industrial cooling waters.^[92] Tributyltin was used as additive for ship paint to prevent growth of fouling organisms on ships, with use declining after organotin compounds were recognized as persistent organic pollutants with high toxicity for some marine organisms (the dog whelk, for example).^[93] The EU banned the use of organotin compounds in 2003,^[94] while concerns over the toxicity of these compounds to marine life and damage to the reproduction and growth of some marine species^[89] (some reports describe biological effects to marine life at a concentration of 1 nanogram per liter) have led to a worldwide ban by the International Maritime Organization.^[95] Many nations now restrict the use of organotin compounds to vessels greater than 25 m (82 ft) long.^[89] The persistence of tributyltin in the aquatic environment is dependent upon the nature of the ecosystem.^[96] Because of this persistence and its use as an additive in ship paint, high concentrations of tributyltin have been found in marine sediments located near naval docks.^[97] Tributyltin has been used as a biomarker for imposex in neograstropods, with at least 82 known species.^[98] With the high levels of TBT in the local inshore areas, due to shipping activities, the shellfish had an adverse effect.^[96] Imposex is the imposition of male sexual characteristics on female specimens where they grow a penis and a pallial vas deferens.^[98][99] A high level of TBT can damage mammalian endocrine glands, reproductive and central nervous systems, bone structure and gastrointestinal tract.^[99] Not only does tributyltin affect mammals, it affects sea otters, whales, dolphins, and humans.^[99]

Organic chemistry[edit]

Some tin reagents are useful in organic chemistry. In the largest application, stannous chloride is a common reducing agent for the conversion of nitro and oxime groups to amines. The Stille reaction couples organotin compounds with organic halides or pseudohalides.^[100]

Li-ion batteries[edit]

Tin forms several inter-metallic phases with lithium metal, making it a potentially attractive material for battery applications. Large volumetric expansion of tin upon alloying with lithium and instability of the tin-organic electrolyte interface at low electrochemical potentials are the greatest challenges to employment in commercial cells.^[101] Tin inter-metallic compound with cobalt and carbon was implemented by Sony in its Nexelion cells released in the late 2000s. The composition of the active material is approximately Sn_0.3Co_0.4C_0.3. Research showed that only some crystalline facets of tetragonal (beta) Sn are responsible for undesirable electrochemical activity.^[102]

Precautions[edit]

Cases of poisoning from tin metal, its oxides, and its salts are almost unknown. On the other hand, certain organotin compounds are almost as toxic as cyanide.^[44]

Exposure to tin in the workplace can occur by inhalation, skin contact, and eye contact. The US Occupational Safety and Health Administration (OSHA) set the permissible exposure limit for tin exposure in the workplace as 2 mg/m³ over an 8-hour workday. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) determined a recommended exposure limit (REL) of 2 mg/m³ over an 8-hour workday. At levels of 100 mg/m³, tin is immediately dangerous to life and health.^[103]

See also[edit]

Notes[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

External links[edit]

• Tin at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Theodore Gray’s Wooden Periodic Table Table: Tin samples and castings
• Base Metals: Tin
• CDC — NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• Tin (USD cents per kg)

50 Индий ← Олово → Сурьма 50Sn
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый мягкий, пластичный металл (β-олово) или серый порошок (α-олово)
Свойства атома
Имя, символ, номер	О́лово / Stannum (Sn), 50
Атомная масса (молярная масса)	118,71 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Радиус атома	162 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	141 пм
Радиус иона	(+4e) 71 (+2) 93 пм
Электроотрицательность	1,96 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	-0,136
Степени окисления	+4, +2
Энергия ионизации (первый электрон)	708,2 (7,34) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	7,31 г/см³
Температура плавления	231,9 °C
Температура кипения	2543 K
Теплота плавления	7,07 кДж/моль
Теплота испарения	296 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,11[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	16,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	тетрагональная
Параметры решётки	a=5,831;c=3,181 Å
Отношение c/a	0,546
Температура Дебая	170,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 66,8 Вт/(м·К)

О́лово (лат. Stannum; обозначается символом Sn) — элемент главной подгруппы четвёртой группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 50. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Олово образует две аллотропические модификации: ниже 13,2 °C устойчиво α-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше 13,2 °C устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткой^[1].

История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисеевой. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов бронзы (см. История меди и бронзы), изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э.. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: 35—11 века до н. э.).

Происхождение названия

Латинское название stannum, связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, имеющее соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету^[2].

Нахождение в природе

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10⁻⁴ до 8·10⁻³ % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Природное олово состоит из девяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %), и одного слабо радиоактивного олова-124 (5,94 %). ¹²⁴Sn — бета-излучатель, его период полураспада очень велик и составляет T_1/2 = 10¹⁶−10¹⁷ лет^[3].

Месторождения

Мировые месторождения олова находятся в Юго-Восточной Азии, в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.
В России запасы оловянных руд расположены в Чукотском автономном округе (рудник/посёлок Валькумей, разработка месторождения закрыта в начале 90-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Хабаровском крае (Солнечный район, Верхнебуреинский район (Правоурмийское месторождение)), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице^[4]:

Геол. объект	Камен. метеориты	Дуниты и др.	Базальты и др.	Диориты и др.	Гранитоиды	Глины и др.	Вода океанов	Живое вещество(% на живой вес)	Почва	Зола растений
Содержание, вес. %	001·10−4	05·10−5	01,5·10−4	0000−	0003·10−4	1·10−3	07·10−7	00005·10−5	1·10−3	005·10−4

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на дм³, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДК_Sn = 2 мг/дм³.

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова в виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO₂) и сульфидной (станнин) формах^[5].

Твёрдая фаза. Минералы

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

1. Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.
2. Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe⁺²: биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и т. д. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например по схеме Sn⁺⁴ + Fe⁺² → 2Fe⁺³. В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес.%) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес.%) и т. д.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu₂⁺¹Fe⁺²SnS₄ или тиллита PbSnS₂ и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и т. д., не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и др., а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)₃Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)₃Sn и другие^[6][7].

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях^[7]:

1. Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и т. д.; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.
2. Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и т. д.^[8]
3. Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и пр.
4. Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO₂, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn⁺⁴.

Касситерит

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зерна минерала достигают в размере 3 — 4 мм и даже больше.

• Плотность 6040-7120 кг/м³ (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).
• Твердость 6½.
• Блеск — матовый, на гранях — алмазный.
• Спайность несовершенная.
• Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

1. микровключения в других минералах;
2. акцессорные выделения минерала в породах и рудах;
3. сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (Приморье), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (Приморье); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита. В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и др.

Гидроокисные соединения

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta₂Sn₂⁺²O^[9]; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe₂SnO₄ или Fe₃SnO₃ (Бретштейн Ю. С., 1974;Воронина Л. Б. 1979); «варламовит» — продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnOxH₂O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)₆; гидростаннат меди CuSn(OH)₆ и др.

Силикаты

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO₅]^[10]; пабститом Ba(Sn, Ti)Si₃O₉^[11], стоказитом Ca₂Sn₂Si₆O₁₈x4H_2O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Шпинелиды

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn₂Fe₄Al₁₆О₃₂ (Peterson E.U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого отмечаются франкеит Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄, герценбергит SnS, берндтит SnS₂, тиллит PbSnS₂ и кестерит Cu₂ZnSnS₄. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождения халькопирита CuFeS₂ с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин

Станнин (от лат. stannum — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu₂FeSnS₄. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде местрождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO₂ в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении .

Анализ свойств соединения Sn(OH)₄ и близость их к соединению Si(OH)₄ выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H₂Sn_kO_2k+1, Sn_kO_2k−1(OH)₂. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)₄ и соединение их с молекулами Si(OH)₄ ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек H_mSn_2nSi_nO_p, причём m ≤ 8^[12], или H_s[SiO_2n(SnO_m)_d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову^[5]

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

1. Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяюся подгруппы:
   1. Простые ионы Sn⁺² и Sn⁺⁴ в основном обнаружены в магматических расплавах, а также в гидротермальных растворах, обладающими низкими значениями рН. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.
   2. Соли галлоидных кислот — SnF₂, SnF₄⁰, SnCl₄⁰. Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.
   3. Гидроксильные соединения олова. В щелочных условиях исходными являются соединения H₂SnO₂, H₂SnO₄, H₂SnO₃. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO₃, Ca₂SnO₄), так и природное (FeSnO₂, Fe₂SnO₄) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)₂, Sn(OH)₄. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)₄ отлагается только при Т< 280 °C в слабокислых или нейтральных условиях при рН = 7 — 9. Соединения Sn(OH)₄ и Sn(OH)₃⁺ устойчивы при рН= 7 — 9, тогда как Sn(OH)₂⁺² и Sn(OH)⁺² — при рН < 7.
      Довольно часто группы (ОН)⁻¹ замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)_4-kF^k или Sn(OH)_4-kF_k-nⁿ. В целом соединение Sn(OH)₃F устойчиво при Т = 25 — 50 °C, а Sn(OH)₂F² при Т = 200 °C.
   4. Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS₄⁻⁴ или SnS₃⁻² при рН > 9; SnS₂O⁻² (pH = 8 — 9) и Sn(SH)₄ (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na₂SnS₃, неустойчивого в кислой среде.
2. Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na₂[Sn(OH)₆], Na₂[SnF₆], Na₂[Sn(OH)₂F₄] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)₄F₂⁻² будет преобладать при Т = 200 °C.
3. Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существовании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита. Смотреть выше.

Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлено в акцессорной части гранитов.

Б. Формация редкометальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и пр.

В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов.

Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и др. минералами.

Д.Формация кварц-касстеритовая. Распространена на СВ России. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и др.

Е.Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России.

Ж.Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

1. штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;
2. рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;
3. продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа;

З.Формация оловянно-скарновая.

И.Формация деревянистого олова (риолитовая формация).

К.Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову)^[11][12]

Л.Формация щелочных пород Украины(по В. С. Металлиди, 1988).

Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем ~ 10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационном методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40-70 %. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановления древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды, или алюминием (цинком) в электропечах: SnO₂ + C = Sn + CO₂. Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки^[13].

Физические и химические свойства

Плотность, г/см : в твердом состоянии при 20°С — 7,3; в жидком состоянии при температуре плавления — 6.98

Температура, °С: плавления — 231,9; кипения — 2200

Коэффициент линейного расширения при температуре 20-100°С, К-1 — 22,4.10-6

Удельная теплоемкость, Дж/(кг. К): в твердом состоянии при 20°С — 226; в жидком состоянии при температуре плавления — 268

Теплопроводность при 20°С, Вт/(м. К) — 65,8

Удельное электросопротивление при 20°С, мк Ом м — 0,115

Удельная электропроводность при 20°С, МСм/м — 8,69

Механические и технологические свойства олова:

Временное сопротивление разрыву , МПа — 20

Относительное удлинение, % — 80

Твердость по Бринеллю,НВ — 5

Температура литья, °С — 260—300

Простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде β-модификации (белое олово), устойчивой выше 13,2 °C. Белое олово — это серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, обладающий тетрагональной элементарной ячейкой, параметры a = 0.5831, c = 0.3181 нм. Координационное окружение каждого атома олова в нём — октаэдр. Плотность β-Sn 7,228 г/см3.

При охлаждении, например, при морозе на улице, белое олово переходит в α-модификацию (серое олово). Серое олово имеет структуру алмаза (кубическая кристаллическая решетка с параметром а = 0,6491 нм). В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход β-Sn в α-Sn сопровождается увеличением удельного объёма на 25,6 % (плотность α-Sn составляет 5,75 г/см³), что приводит к рассыпанию олова в порошок. В старые времена наблюдавшееся во время сильных холодов рассыпание оловянных изделий называли «оловянной чумой». В результате этой «чумы» пуговицы на обмундировании солдат, их пряжки, кружки, ложки рассыпались, и армия могла потерять боеспособность. (Подробнее об «оловянной чуме» см. интересные факты об олове, ссылка внизу этой страницы).

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, β-Sn — металл, а α-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К -Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Стандартный электродный потенциал E °Sn²⁺/Sn равен −0.136 В, а E пары °Sn⁴⁺/Sn²⁺ 0.151 В.

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной пленки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

Олово медленно реагирует c концентрированной соляной кислотой:

В разбавленной серной кислоте олово не растворяется, а с концентрированной — реагирует очень медленно.

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте образуется оловянная кислота -SnO₂·nH₂O (иногда её формулу записывают как H₂SnO₃). При этом олово ведет себя как неметалл:

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль нитрат олова (II):

При нагревании олово, подобно свинцу, может реагировать с водными растворами щелочей. При этом выделяется водород и образуется гидроксокомплекс Sn (II), например:

Гидрид олова — станнан SnH₄ — можно получить по реакции:

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Олову отвечают два оксида SnO₂ (образующийся при обезвоживании оловянных кислот) и SnO. Последний можно получить при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)₂ в вакууме:

При сильном нагреве оксид олова (II) диспропорционирует:

При хранении на воздухе монооксид SnO постепенно окисляется:

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая -оловянная кислота:

Свежеполученная -оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

При хранении -оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в -оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи.

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова(II):

Этот сульфид может быть легко окислен до SnS₂ раствором полисульфида аммония:

Образующийся дисульфид SnS2 растворяется в растворе сульфида аммония (NH₄)₂S:

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и других.

Оловянная чума

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения.

При температуре ниже 13,2 °C происходит увеличение удельного объёма чистого олова на 25,6 %, и оно спонтанно переходит в другое фазовое состояние — серое олово (α-Sn), в кристаллической решётке которого атомы располагаются менее плотно. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Олово трескается и превращается в порошок. Причём соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 г. работами петербургского учёного Ю. Фрицше. Установлено, что это есть процесс аллотропического превращения белого олова в серое со структурой типа алмаза. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Белое олово — серебристо-белый, блестящий металл со специфической тетрагональной структурой и электронным s²p²-состоянием — β-фазой. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp³-состоянием — α-фазой. Фазовые переходы олова из белого в серое и обратно сопровождаются перестройкой электронной структуры и сильным (26,6 %) объёмным эффектом. Белое олово можно переохладить до гелиевых температур (температура фазового α-β-равновесия около +13,2 °C).

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута.

Любопытные факты:

• «Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 г. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось через запаянные оловом баки, поражённые «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Г. Коэн.
• Некоторые историки^[кто?] указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 г. — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.
• «Оловянная чума» погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

Применение

• Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.

• Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.

• Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.

• Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.

• Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении, по сравнению со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей емкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.

• Цены на металлическое олово в 2006 году составили в среднем 12—18 долл/кг, двуокись олова высокой чистоты около 25 долл/кг, монокристаллическое олово особой чистоты около 210 долл/кг.

Изотопы

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Этот элемент обладает наибольшим числом стабильных изотопов, что связано с фактом, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составлет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра.

Изотопы олова ¹¹⁷Sn и ¹¹⁹Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. В теле человека содержится примерно (1-2)• 10⁻⁴% олова, а его ежедневное поступление с пищей составляет 0,2-3,5 мг. Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение легких. Очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м³, ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг. Токсическая доза олова для человека — 2 г.

Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 °C, не выделяются в воздух рабочей зоны в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию в соответствии с ГОСТ. Длительное (в течение 15—20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом.

Галерея изображений

• 

  α и β олово

• 

  Оловянный куб

• 

  Оловянная руда

• 

  Консервная банка с оловянным покрытием

• 

  Мелкие вкрапления касситерита на разрезе кварц-топаза в поляризованном свете. Ширина изображения 3,3 мм.

• 

  Кристаллы касситерита (тёмные)

Примечания

Ссылки

	Олово на Викискладе?

• Олово на Webelements
• Олово в Популярной библиотеке химических элементов
• Б. Я. Розен. Соперник серебра. М., «Металлургия», 1984
• Олово — иллюстрированная научно-популярная статья на periodictable.ru
• Демонстрационные ролики: «Оловянная чума» на PeriodicTable.ru
• Горение олова, видео

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H		He
2	Li	Be		B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Lv	Uus	Uuo
Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы

Электрохимический ряд активности металлов
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Монетные металлы
Металлы	Алюминий (Al) | Железо (Fe) | Золото (Au) | Медь (Cu) | Никель (Ni) | Олово (Sn) | Палладий (Pd) | Платина (Pt) | Серебро (Ag) | Свинец (Pb) | Хром (Cr) | Цинк (Zn)
Сплавы	Акмонитал | Алюминиевая бронза (CuAl) | Биллон (CuAg) | Бронза (CuSn) | Колыванская медь (CuAuAg) | Латунь (CuZn) | Медно-никелевый сплав (CuNi) | Мельхиор (CuNiFeMn) | Нейзильбер, нойзильбер (CuZnNi) | Нержавеющая сталь (FeCrNi) | Никелевая бронза (CuSnNi) | Никелево-железный сплав (NiFe) | Никелево-цинковый сплав (NiZn) | Потин | Северное золото (CuAlZnSn) | Сталь (Fe) | Стерлинг (AgCu) | Томпак (CuZn) | Хромированная сталь (FeCr) | Чугун (Fe) | Электр, электрон, электрум (AuAg)
Группы монет	Биметаллические монеты | Бронзовые монеты | Медные монеты | Железные монеты | Золотые монеты | Палладиевые монеты | Платиновые монеты | Серебряные монеты | Сибирская монета
Группы металлов	Монетная группа (подгруппа меди) | Благородные металлы | Платиновая группа
См. также	Безмонетный период | Бумажные деньги | Денежная бумага | Кожаные рубли | Марки-деньги | Монетное дело | Нотгельд | Символы благородных металлов

Как пишется олово?

Хотите спросить как пишется олово? Олово в химии обозначается Sn. Латинское название «stannum» означает «прочность».

Применение олова

Имеет серебристо-белый цвет, но на воздухе постепенно окисляется и темнеет. Олово используется очень широко:

1. При сгорании образуется белый порошок.Его используют, как средство для полировки поверхностей.
2. Большая часть добываемого в мире олова идет на изготовление консервных банок.  В России около ста промышленных установок для переработки олова. В переработку идут отходы белой жести, ее обрабатывают хлором. Олово с ним соединяется легко.
3. Многие из оловянных соединений токсичны, поэтому они входят в состав инсектицидов и противогельминтных средств. Олово стимулирует рост и развитие растений. В тех концентрациях, в которых оно содержится в данных средствах, олово неопасно для человека.
4. Оксид олова используют при получении рубинового стекла.
5. Двуокись олова используется, как абразив.
6. Дисульфид олова используют для имитации позолоты.
7. Из смеси солей олова изготовляют краситель для шерсти.
8. Олово известно человеку с древности, как и золото, серебро, медь и железо. Посуду изготовляли в древности из чистого олова, как и украшения.
9. Тетрахлорид олова используют, как растворитель фосфора и йода.
10. Олово – основной компонент для получения титана. Титан – отличный биосовместимый материал. Из него изготовляются протезы, медицинские спицы, брекеты для коррекции прикуса, коронки.
11. Тонкая оловянная фольга используется для электроконденсаторов.
12. Припои олова нетоксичны, поэтому могут служить, как припой для посуды. Припои используют для прочного соединения металлических деталей.
13. Конечно, из олова также изготовляют произведения искусства. В том же Эрмитаже вы можете полюбоваться на эту красоту и даже попробовать изготовить фигурки самостоятельно. Это не очень сложно, но требует усердия, терпения и художественного вкуса. Без таланта тут не обойтись.

Олово в природе встречается редко, в составе оловянной руды чистого олова – не более 1%. Современное получение олова трудоемко.

Несколько интересных фактов об олове

Древние римляне употребляли вино, которое изготовлялось в оловянных котлах. Металл проникал в вино и понемногу отравлял римлян. Конечно, никто тогда не занимался химией, поэтому этот феномен древние никак не могли объяснить.

В жилых помещениях, расположенных ближе, чем за километр от автострады, в воздухе фиксируют избыток олова. Олово создает условия для появления злокачественных опухолей в организме.

Оценка статьи:

Загрузка…

Олово
Серебристо-белый мягкий, пластичный металл (β-олово) или серый порошок (α-олово)
Β-олово
Название, символ, номер	Олово / Stannum (Sn), 50
Атомная масса (молярная масса)	118,710(7) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Радиус атома	162 пм
Ковалентный радиус	141 пм
Радиус иона	(+4e) 71 (+2) 93 пм
Электроотрицательность	1,96 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−0,136
Степени окисления	+4, +2
Энергия ионизации (первый электрон)	708,2 (7,34) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)	7,31 г/см³
Температура плавления	231,91 °C
Температура кипения	2893 K, 2620 °C
Уд. теплота плавления	7,19; кДж/моль
Уд. теплота испарения	296 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	27,11 Дж/(K·моль)
Молярный объём	16,3 см³/моль
Структура решётки	тетрагональная
Параметры решётки	a=5,831; c=3,181 Å
Отношение c/a	0,546
Температура Дебая	170,00 K
Теплопроводность	(300 K) 66,8 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-31-5

Олово (химический символ — Sn; лат. Stannum) — элемент 14-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы IV группы), пятого периода, с атомным номером 50. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Известны четыре аллотропические модификации олова: ниже +13,2 °C устойчиво α-олово (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза, выше +13,2 °C устойчиво β-олово (белое олово) с тетрагональной кристаллической решёткой. При высоких давлениях обнаружены также γ-олово и σ-олово.

История

Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э. Этот металл был малодоступен и дорог, поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древностей. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой Книге Моисея. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов оловяннистой бронзы, изобретённой в конце или середине III тысячелетия до н. э. Поскольку бронза являлась наиболее прочным из известных в то время металлов и сплавов, олово было «стратегическим металлом» в течение всего «бронзового века», более 2000 лет (очень приблизительно: XXXV—XI века до н. э.).

Чистое олово получено не ранее XII в., о нем упоминает в своих трудах Р. Бэкон. До этого олово всегда содержало переменное количество свинца. Хлорид SnCl₄ впервые получил А. Либавий в 1597 г. Аллотропию олова и явление «оловянной чумы» объяснил Э. Кохен в 1899 г.

Происхождение названия

Латинское название stannum, связанное с санскритским словом, означающим «стойкий, прочный», первоначально относилось к сплаву свинца и серебра, а позднее к другому, имитирующему его сплаву, содержащему около 67 % олова; к IV веку н. э. этим словом стали называть собственно олово.

Слово олово — общеславянское, однако в некоторых славянских языках такое же или однокоренное слово (польск. ołów, чеш. olovo, серб. олово и др.) используется для обозначения другого, внешне похожего металла — свинца. Слово олово имеет соответствия в балтийских языках (ср. лит. alavas, alvas, латыш. alva — «олово», прусск. alwis — «свинец»). Оно является суффиксальным образованием от корня ol- (ср. древневерхненемецкое elo — «жёлтый», лат. albus — «белый» и пр.), так что металл назван по цвету.

Физические свойства

Плотность: в твёрдом состоянии при +20 °С — 7,3 г/см³; в жидком состоянии при температуре плавления — 6,98 г/см³.

Температура: плавления — 231,91 °С; кипения — 2620 °С.

Коэффициент линейного расширения:

при температуре 0 °С равен 1,99·10⁻⁵ К⁻¹;

при +100 °С равен 2,38·10⁻⁵ К⁻¹;

средний в диапазоне 0—100 °C равен 2,62·10⁻⁵ К⁻¹.

Удельная теплоёмкость: в твёрдом состоянии при +20 °С — 226 Дж/(кг·К); в жидком состоянии при температуре плавления — 268 Дж/(кг·К).

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении: при 0 °C равна 27,11 Дж/(моль·К) (белое олово), 25,79 Дж/(моль·К) (серое олово).

Теплота плавления равна 7,19 кДж/моль.

Теплота испарения равна 296 кДж/моль.

Теплопроводность при +20 °С — 65,26 Вт/(м·К).

Удельное электрическое сопротивление при +20 °С — 0,115 мкОм·м (по другим данным 0,128 мкОм·м при +25 °С).

Термический коэффициент сопротивления равен 4,5·10⁻³ К⁻¹.

Удельная электропроводность при +20 °С — 8,69 МСм/м.

Температура Дебая равна 200 К (белое олово), 212 К (серое олово).

Механические и технологические свойства:

модуль упругости 55 ГПа при 0 °С и 48 ГПа при 100 °С;

модуль сдвига 16,8—8,1 ГПа;

временное сопротивление разрыву — 20 МПа;

относительное удлинение — 40 %;

твёрдость по Бринеллю — 152 МПа (белое олово), 62 МПа (серое олово);

температура литья — 260—300 °С.

При температуре немного выше 170 °С олово становится хрупким.

Стандартный электродный потенциал E °Sn²⁺/Sn равен −0,136 В, а E пары °Sn⁴⁺/Sn²⁺ около 0,151 В.

Серое и белое олово

Простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде β-модификации (белое олово), устойчивой выше +13,2 °C. Белое олово — серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, образующий кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа I4/amd, параметры ячейки a = 0,58197 нм, c = 0,3175 нм, Z = 4. Координационное окружение каждого атома олова в нём — октаэдр. Плотность β-Sn равна 7,228 г/см³. При сгибании прутков олова слышен характерный хруст от взаимного трения кристаллитов.

При охлаждении белое олово переходит в α-модификацию (серое олово). Серое олово образует кристаллы кубической сингонии, пространственная группа Fd3m, параметры ячейки a = 0,646 нм, Z = 8 со структурой типа алмаза. В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4. Фазовый переход β-Sn в α-Sn сопровождается увеличением удельного объёма на 25,6 % (плотность α-Sn составляет 5,75 г/см³), что приводит к рассыпанию олова в порошок. Энтальпия перехода α → β ΔH = 2,08 кДж/моль. Одна модификация переходит в другую тем быстрее, чем ниже температура окружающей среды. При −33 °C скорость превращений становится максимальной. Тем не менее белое олово можно переохладить до гелиевых температур. Белое олово превращается в серое также под действием ионизирующего излучения.

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, β-Sn — металл, а α-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К α-Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Атомы в кристаллической решётке белого олова находятся в электронном s²p²-состоянии. Серое олово — ковалентный кристалл со структурой алмаза и электронным sp³-состоянием. Белое олово слабо парамагнитно, атомная магнитная восприимчивость χ = +4,5·10⁻⁶ (при 303 К), при температуре плавления становится диамагнитным, χ = −5,1·10⁻⁶. Серое олово диамагнитно, χ = −3,7·10⁻⁵ (при 293 К).

Соприкосновение серого олова и белого приводит к «заражению» последнего, то есть к ускорению фазового перехода по сравнению со спонтанным процессом из-за появления зародышей новой кристаллической фазы. Совокупность этих явлений называется «оловянной чумой». Нынешнее название этому процессу в 1911 году дал Г. Коэн. Начало научного изучения этого фазового перехода было положено в 1870 году работами петербургского учёного, академика Ю. Фрицше. Много ценных наблюдений и мыслей об этом процессе высказано Д. И. Менделеевым в его «Основах химии».

Одним из средств предотвращения «оловянной чумы» является добавление в олово стабилизатора, например висмута. С другой стороны, ускоряет процесс перехода белого олова в серое при не очень низких температурах катализатор хлорстаннат аммония (NH₄)₂SnCl₆.

«Оловянная чума» — одна из причин гибели экспедиции Скотта к Южному полюсу в 1912 году. Она осталась без горючего из-за того, что топливо просочилось из запаянных оловом баков, поражённых «оловянной чумой».

Некоторые историки указывают на «оловянную чуму» как на одно из обстоятельств поражения армии Наполеона в России в 1812 году — сильные морозы привели к превращению оловянных пуговиц на мундирах солдат в порошок.

«Оловянная чума» погубила многие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках петербургского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.

При высоких давлениях обнаружены ещё две модификации олова: γ-олово (переход при температуре 161 °C и давлении около 4 ГПа, при комнатной температуре и давлении 10 ГПа) и σ-олово (переход при температуре около 1000 °C и давлении выше 21 ГПа).

Изотопы

Основная статья: Изотопы олова

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Для некоторых из них энергетически возможен двойной бета-распад, однако экспериментально он пока (2018 г.) не наблюдался, поскольку предсказываемый период полураспада очень велик (более 10²⁰ лет).

Олово обладает наибольшим среди всех элементов числом стабильных изотопов, что связано с тем, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составляет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра. Известны два дважды магических изотопа олова, оба они радиоактивны, так как удалены от полосы бета-стабильности: нейтронодефицитное ¹⁰⁰Sn (Z = N = 50) и нейтроноизбыточное ¹³²Sn (Z = 50, N = 82).

Изотопы олова ¹¹⁷Sn и ¹¹⁹Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Химические свойства

Металлическое олово

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной плёнки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150 °C:

 Sn + O₂ → SnO₂ 

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

 Sn + 2Cl₂ → SnCl₄ 

Растворяется в разбавленных кислотах (HCl, H₂SO₄):

 Sn + 2HCl → SnCl₂ + H₂↑ 

Олово реагирует c концентрированной соляной кислотой. При этом белое олово (α-Sn) образует раствор хлорида олова (II), а серое (β-Sn) хлорида олова (IV):

 Sn + 3HCl → H[SnCl₃ ] + H₂↑ 

 Sn + 4HCl → H₂[SnCl₆] + H₂↑ 

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте (60%) образуется оловянная кислота β-SnO₂·nH₂O (иногда её формулу записывают как H₂SnO₃). При этом олово ведёт себя как неметалл:

 Sn + 4HNO₃ →  SnO₂ ⋅ H₂O + 4NO₂ + H₂O 

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой (3-5%) образуется нитрат олова (II):

 4Sn + 10HNO₃ → 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Окисляется растворами щелочей до гидроксостанната (II), который в горячих расстворах склонен к диспропорцианированию:

 Sn + NaOH + 3H₂O → Na[Sn(OH)₃] + H₂↑

 2Na[Sn(OH)₃] → Sn + Na₂[Sn(OH)₆] 

 Sn + 2NaOH + 4H₂O → Na2[Sn(OH)₆] + 2H₂↑

Олово (II)

Менее устойчивая степень окисления чем (IV). Вещества имеют высокую восстановительную активность и легко диспропорцианируют:

 2SnO →^to   SnO₂ + Sn

На воздухе соединения быстро окисляются кислородом, как в твердом виде, так и в растворах:

 2SnO + O₂ → 2SnO₂ 

 2Sn²⁺ + O2 + 4H⁺ → 2Sn⁴⁺ + 2H₂O

Сильным восстановителем является «оловянная соль»  SnCl₂ ⋅ 2H₂O

Оксид можно получить действием аммиака на горячий раствор хлорида олова в атмосфере СO₂:

 SnCl₂ + 2NH₃ + H₂O → SnO + 2NH₄Cl

Также при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)₂ в вакууме или осторожном нагревании некоторых солей:

 Sn(OH)₂ → SnO + H₂O 

 SnC₂O₄ → SnO + CO↑ + CO₂↑

В растворах солей олова идёт сильный гидролиз:

 [Sn(H₂O)₃]²⁺ + H₂O → [Sn(H₂O)₂OH]⁺ + H₃O⁺

При действии на раствор соли Sn(II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):

 Sn²⁺ + S²⁻ → SnS↓

Этот сульфид может быть легко окислен до сульфидного комплекса раствором полисульфида натрия, при подкислении превращающегося в осадок сульфида олова (IV):

 SnS + Na₂S₂ → Na₂SnS₃ 

 Na₂SnS₃ + 2HCl → SnS₂ + 2NaCl + H₂S↑

Олово (IV)

Оксид олова(IV) (SnO₂) образуется прямым окислением кислородом. При сплавлении с щелочами образует станнаты, при обработке водой образующие гидроксостаннаты:

 SnO₂ + 2NaOH →^to   Na₂SnO₃ + H₂O

При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая α-оловянная кислота:

 SnCl₄ + 4NH₃ + 6H₂O → H₂[Sn(OH)₆] + 4NH₄Cl 

 H₂[Sn(OH)₆] →   SnO₂ ⋅ nH₂O + 3H₂O

Свежеполученная α-оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:

 SnO₂ ⋅ nH₂O + 2KOH → K₂[Sn(OH)₆]

 SnO₂ ⋅ nH₂O + 4HNO₃ → Sn(NO₃)₄ + (n+2)H₂O

При хранении α-оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в β-оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO-Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые -Sn-O-Sn- связи.

Гидрид олова — станнан SnH₄ — можно получить по реакции:

 SnCl₄ + Li[AlH₄] → SnH₄↑ + LiCl + AlCl₃

Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0 °C.

Четырёхвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и др.

Нахождение в природе

Олово — редкий рассеянный элемент, по распространённости в земной коре олово занимает 47-е место. Кларковое содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2⋅10⁻⁴ до 8⋅10⁻³ % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO₂, содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu₂FeSnS₄ (27,5 % Sn).

Месторождения

Мировые месторождения олова находятся в основном в Китае и Юго-Восточной Азии — Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.

В России запасы оловянных руд расположены в Хабаровском крае (Солнечный район — месторождения Фестивальное и Соболиное; Верхнебуреинский район — Правоурмийское месторождение), в Чукотском автономном округе (Пыркакайские штокверки; рудник/посёлок Валькумей, Иультин — разработка месторождений закрыта в начале 1990-х годов), в Приморском крае (Кавалеровский район), в Якутии (месторождение Депутатское) и других районах.

Распространённость в природе

Распространённость в природе отражена в следующей таблице:

Геол. объект	Камен. метеориты	Дуниты и др.	Базальты и др.	Диориты и др.	Гранитоиды	Глины и др.	Вода океанов	Живое вещество(% на живой вес)	Почва	Зола растений
Содержание, вес. %	001⋅10−4	05⋅10−5	01,5⋅10−4	0000−	0003⋅10−4	1⋅10−3	07⋅10−7	00005⋅10−5	1⋅10−3	005⋅10−4

В незагрязнённых поверхностных водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограмм на литр, увеличиваясь в районе оловорудных месторождений, оно попадает в воды за счёт разрушения в первую очередь сульфидных минералов, неустойчивых в зоне окисления. ПДК_Sn = 2 мг/дм³.

Олово является амфотерным элементом, то есть элементом, способным проявлять кислотные и основные свойства. Это свойство олова определяет и особенности его распространения в природе. Благодаря этой двойственности олово проявляет литофильные, халькофильные и сидерофильные свойства. Олово по своим свойствам проявляет близость к кварцу, вследствие чего известна тесная связь олова в виде окиси (касситерита) с кислыми гранитоидами (литофильность), часто обогащёнными оловом, вплоть до образования самостоятельных кварц-касситеритовых жил. Щелочной характер поведения олова определяется в образовании довольно разнообразных сульфидных соединений (халькофильность), вплоть до образования самородного олова и различных интерметаллических соединений, известных в ультраосновных породах (сидерофильность).

Формы нахождения

Основная форма нахождения олова в горных породах и минералах — рассеянная (или эндокриптная). Однако олово образует и минеральные формы, и в этом виде часто встречается не только как акцессорий в кислых магматических породах, но и образует промышленные концентрации преимущественно в окисной (касситерит SnO₂) и сульфидной (станнин) формах.

Твёрдая фаза. Минералы

В общем можно выделить следующие формы нахождения олова в природе:

1. Рассеянная форма; конкретная форма нахождения олова в этом виде неизвестна. Здесь можно говорить об изоморфно рассеянной форме нахождения олова вследствие наличия изоморфизма с рядом элементов (Ta, Nb, W — с образованием типично кислородных соединений; V, Cr, Ti, Mn, Sc — с образованием кислородных и сульфидных соединений). Если концентрации олова не превышают некоторых критических значений, то оно изоморфно может замещать названные элементы. Механизмы изоморфизма различны.
2. Минеральная форма: олово установлено в минералах-концентраторах. Как правило, это минералы, в которых присутствует железо Fe⁺²: биотиты, гранаты, пироксены, магнетиты, турмалины и так далее. Эта связь обусловлена изоморфизмом, например, по схеме Sn⁺⁴ + Fe⁺² → 2Fe⁺³. В оловоносных скарнах высокие концентрации олова установлены в гранатах (до 5,8 вес. %) (особенно в андрадитах), эпидотах (до 2,84 вес. %) и так далее.

На сульфидных месторождениях олово входит как изоморфный элемент в сфалериты (Силинское месторождение, Россия, Приморье), халькопириты (Дубровское месторождение, Россия, Приморье), пириты. Высокие концентрации олова выявлены в пирротине грейзенов Смирновского месторождения (Россия, Приморье). Считается, что из-за ограниченного изоморфизма происходит распад твёрдых растворов с микровыделениями Cu₂⁺¹Fe⁺²SnS₄ или тиллита PbSnS₂ и других минералов.

Собственно минеральные формы

Самородные элементы, сплавы и интерметаллические соединения

Хотя концентрации этих минералов в породах очень низки, однако распространены они в широком круге генетических образований. Среди самородных форм вместе с Sn выявлены Fe, Al, Cu, Ti, Cd и так далее, не считая уже известные самородные платиноиды, золото и серебро. Эти же элементы образуют между собой и различные сплавы: (Cu + Sn + Sb), (Pb + Sn + Sb) и другие, а также твёрдые растворы. Среди интерметаллических соединений установлены стистаит SnSb, атакит (Pd,Pt)₃Sn, штумырлит Pt(Sn,Bi), звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn), таймырит (Pd,Cu,Pt)₃Sn и другие.

Приведённые формы нахождения олова и других элементов встречаются в различных геологических образованиях:

1. Группа интрузивных и эффузивных магматических пород: траппы, пикриты Сибирской платформы, гипербазиты и габброиды Камчатки, кимберлиты Якутии, лампроиты Алдана и так далее; гранитоиды Приморья, Дальнего Востока, Тянь-Шаня.
2. Группа метасоматически и гидротермально изменённых пород: медно-никелевые руды Сибирской платформы, золоторудные объекты Урала, Кавказа, Узбекистана и так далее.
3. Группа современного рудообразования: пелагические осадки Тихого океана, продукты Большого Трещинного Толбачинского извержения, гидротермальная система Узон на Камчатке и прочие.
4. Группа осадочных пород различного происхождения.

Окисные соединения олова

Наиболее известной формой является главный минерал олова — касситерит SnO₂, представляющий собой соединение олова с кислородом. В минерале по данным ядерной гамма-резонансной спектроскопии присутствует Sn⁺⁴.

Касситерит

Основная статья: Касситерит

Касситерит (от греч. kassiteros — олово) — главный рудный минерал для получения олова, химическая формула SnO₂. Теоретически содержит 78,62 % Sn. Образует отдельные выделения, зерна, сплошные массивные агрегаты, в которых зёрна минерала достигают в размере 3—4 мм и даже больше. В чистом виде бесцветные кристаллы, примеси придают минералу самые различные цвета.

• Плотность 6040—7120 кг/м³ (наиболее низкая у светлоокрашенных касситеритов).
• Твёрдость по Моосу 6,5.
• Блеск — матовый, на гранях — алмазный.
• Спайность несовершенная.
• Излом раковистый.

Основные формы выделения касситерита:

• микровключения в других минералах;
• акцессорные выделения минерала в породах и рудах;
• сплошные или вкрапленные руды: игольчатые радиально-лучистые агрегаты (месторождения Приморья), коломорфные и криптокристаллические выделения и скопления (месторождения Приморья); кристаллическая форма — главная форма выделения касситерита.

В России месторождения касситерита имеются на Северо-Востоке, в Приморье, Якутии, Забайкалье; за рубежом — в Малайзии, Таиланде, Индонезии, КНР, Боливии, Нигерии и других странах.

Гидроокисные соединения

Второстепенное место занимают гидроокисные соединения олова, которые можно рассматривать как соли полиоловянных кислот. К ним можно отнести минерал сукулаит Ta₂Sn₂⁺²O; твёрдый раствор олова в магнетите вида Fe₂SnO₄ или Fe₃SnO₃ (Бретштейн Ю. С., 1974; Воронина Л. Б., 1979); «варламовит» — продукт окисления станнина; считается, что он представляет собой смесь аморфных и полуаморфных соединений Sn, метаоловянной кислоты, поликонденсированной фазы и гидрокасситеритовой фазы. Известны также гидратированные продукты окисления — гидромартит 3SnO·H₂O; мушистонит (Cu,Zn,Fe)Sn(OH)₆; гидростаннат меди CuSn(OH)₆ и другие.

Силикаты

Известна многочисленная группа силикатов олова, представленная малаяитом CaSn[SiO₅]; пабститом Ba(Sn, Ti)Si₃O₉, стоказитом Ca₂Sn₂Si₆O₁₈·4H₂O и др. Малаяит образует даже промышленные скопления.

Шпинелиды

Из других окисных соединений известны также шпинелиды, например, минерал нигерит Sn₂Fe₄Al₁₆O₃₂ (Peterson E. U., 1986).

Сульфидные соединения олова

Включает различные соединения олова с серой. Это вторая по промышленному значению группа минеральных форм нахождения олова. Наиболее важным из них является станнин, второй по значению минерал. Кроме этого, отмечаются франкеит Pb₅Sn₃Sb₂S₁₄, герценбергит SnS, берндтит SnS₂, тиллит PbSnS₂ и кестерит Cu₂ZnSnS₄. Выявлены и более сложные сульфидные соединения олова со свинцом, серебром, медью, имеющие в основном минералогическое значение. Тесная связь олова с медью обусловливает частое присутствие на оловорудных месторождениях халькопирита CuFeS₂ с образованием парагенезиса касситерит — халькопирит.

Станнин

Основная статья: Станнин

Станнин (от лат. stannum — олово), оловянный колчедан, минерал из класса сульфидов с общей формулой вида Cu₂FeSnS₄. Она следует из формулы халькопирита путём замены одного атома Fe на Sn. Содержит 29,58 % Cu, 12,99 % Fe, 27,5 % Sn и 29,8 S, а также примеси Zn, Sb, Cd, Pb и Ag. Широко распространённый минерал в оловорудных месторождениях России. На ряде месторождений России (Приморье, Якутия) и Средней Азии (Таджикистан) он является существенным элементов сульфидных минералов и часто вместе с варламовитом составляет 10—40 % общего олова. Часто образует вкрапленность в сфалерите ZnS, халькопирите. Во многих случаях наблюдаются явления распада станнина с выделением касситерита.

Коллоидная форма

Коллоидные и олово-кремнистые соединения играют значительную роль в геохимии олова, хотя детально она не изучена. Значительное место в геологии элемента играют коломорфные соединения и продукты его кристаллических превращений в скрытокристаллические разности. Коломорфный касситерит рассматривается как форма выражения вязких гелеобразных растворов.

Независимые исследования выявили аномально высокую растворимость SnO₂ в хлор-кремниевых растворах. Максимальная растворимость достигается при отношении  SnO₂SiO₂ = 1,5.

Анализ свойств соединения Sn(OH)₄ и близость их к соединению Si(OH)₄ выявляет способность его к полимеризации с образованием в конечном счёте соединений H₂Sn_kO_2k+1, Sn_kO_2k−1(OH)₂. В обоих случаях возможно замещение группы (ОН) на анионы F и Cl.

Таким образом, полимеризация молекул Sn(OH)₄ и соединение их с молекулами Si(OH)₄ ведёт к образованию геля (коллоида) и появлению цепочек H_mSn_2nSi_nO_p, причём m ≤ 8, или H_s[SiO_2n(SnO_m)_d] (Некрасов И. Я. и др., 1973).

Имеющиеся данные говорят о том, что коллоидная форма является естественным промежуточным звеном при осаждении олова из гидротермальных растворов.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Наименее изученная часть геохимии олова, хотя в газово-жидких включениях установлены касситериты в виде минералов-узников (Кокорин А. М. и др., 1975). Работ по анализу конкретных оловосодержащих природных растворов нет. В основном вся информация основана на результатах экспериментальных исследований, которые говорят только о вероятных формах нахождения олова в растворах. Существенную роль в разработке методики этих исследований принадлежит академику В. Л. Барсукову.

Вся совокупность экспериментально установленных форм нахождения олова в растворах разбивается на группы:

1. Ионные соединения. Эти соединения и их структура описываются с позиций классических валентных и стереохимических представлений. Выделяются подгруппы:
   1. Простые ионы Sn⁺² и Sn⁺⁴ в основном обнаружены в магматических расплавах, а также в гидротермальных растворах, обладающих низкими значениями pH. Однако в существующих гидротермальных системах, отражаемых составом газово-жидких включений, такие условия не установлены.
   2. Галогениды — SnF₂, SnF₄⁰, SnCl₄⁰. Считается, что роль хлора в переносе и отложении олова и сопутствующих металлов более значительна, чем роль фтора.
   3. Гидроксильные соединения. В щелочных условиях исходными являются соединения H₂SnO₂, H₂SnO₄, H₂SnO₃. Эти формы часто устанавливаются на основе известных минеральных форм. Часть этих форм имеет как искусственное (CaSnO₃, Ca₂SnO₄), так и природное (FeSnO₂, Fe₂SnO₄) происхождение. В кислых средах эти соединения ведут себя как слабые основания типа Sn(OH)₂, Sn(OH)₄. Считается, что одной из форм проявления подобных соединений является варламовит. Согласно экспериментальным данным Sn(OH)₄ отлагается только при Т < 280 °C в слабокислых или нейтральных условиях при pH = 7—9. Соединения Sn(OH)₄ и Sn(OH)₃⁺ устойчивы при pH= 7—9, тогда как Sn(OH)₂⁺² и Sn(OH)⁺² — при pH < 7. Довольно часто группы (ОН)⁻¹ замещаются на F и Cl, создавая галогенозамещённые модификации гидросоединений олова. В общем виде эти формы представлены соединениями Sn(OH)_4-kF_k или Sn(OH)_4−kF_k-nCl_n. В целом соединение Sn(OH)₃F устойчиво при Т = +25…+50 °C, а Sn(OH)₂F₂ — при Т = 200 °C.
   4. Сульфидные соединения. По экспериментальным данным в растворе присутствуют соединения SnS₄⁻⁴ или SnS₃⁻² при pH > 9; SnS₂O⁻² (pH = 8—9) и Sn(SH)₄ (pH = 6). Имеется упоминание о существовании соединения типа Na₂SnS₃, неустойчивого в кислой среде.
2. Комплексные соединения олова изучены при растворении касситерита во фторированных средах. Эти соединения отличаются высокой растворимостью. Этими же свойствами обладают соединения, полученные в хлоридных растворах. В качестве основных форм комплексных соединений, известных из экспериментов, можно назвать Na₂[Sn(OH)₆], Na₂[SnF₆], Na₂[Sn(OH)₂F₄] и пр. Эксперименты показали, что комплекс Sn(OH)₄F₂⁻² будет преобладать при Т = 200 °C.
3. Коллоидные и олово-кремнистые соединения. Об их существовании говорит присутствие на многих месторождениях коломорфных выделений касситерита.

Промышленные типы месторождений олова

Описанные выше геохимические особенности олова находят косвенное отражение в формационной классификации оловорудных месторождений, предложенной Е. А. Радкевич с последующими дополнениями.

А. Формация оловоносных гранитов. Касситерит установлен в акцессорной части гранитов.

Б. Формация редкометальных гранитов. Это граниты литионит-амазонит-альбитового типа (апограниты по А. А. Беусу). Касситерит в акцессорной части вместе колумбит-татнатлитом, микролитом и прочими.

В. Формация оловоносных пегматитов. Оловянная минерализация характерна для Be-Li-, Be-Ta-, F-Li- типов.

Г. Формация полевошпат-кварц-касситеритовая. Выделена Ив. Ф. Григорьевым. Это кварц-полевошпатовые жилы с касситеритом и другими минералами.

Д. Формация кварц-касситеритовая. Распространена на северо-востоке России. Это жильные зоны, грейзены с кварцем, мусковитом, вольфрамитом, касситеритом и другим.

Е. Формация касситерит-силикатно-сульфидная с турмалиновым и хлоритовым типами. Одна из основных продуктивных формаций Приморья России.

Ж. Формация касситерит-сульфидная. Также основная оловопродуктивная формация. В ней выделяют основные типы:

1) штокверковое олово-вольфрамовое оруденение;

2) рудные тела квар-касситерит-арсенопиритового типа;

3) продуктивные кварцевые жилы сульфидно-касситерит-хлоритового типа.

З. Формация оловянно-скарновая.

И. Формация деревянистого олова (риолитовая формация).

К. Формация основных и ультраосновных пород (по И. Я. Некрасову).

Л. Формация щелочных пород Украины (по В. С. Металлиди, 1988).

Производство

В процессе производства рудоносная порода (касситерит) подвергается дроблению до размеров частиц в среднем ~10 мм, в промышленных мельницах, после чего касситерит за счет своей относительно высокой плотности и массы отделяется от пустой породы вибрационно-гравитационным методом на обогатительных столах. В дополнение применяется флотационный метод обогащения/очистки руды. Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40—70 %. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка. Полученный концентрат оловянной руды выплавляется в печах. В процессе выплавки восстанавливается до свободного состояния посредством применения в восстановлении древесного угля, слои которого укладываются поочередно со слоями руды, или алюминием (цинком) в электропечах:  SnO₂ + C = Sn + CO₂. Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Применение

• Олово используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (лужёное железо) для изготовления тары пищевых продуктов, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Важнейший сплав олова — бронза (с медью). Другой известный сплав — пьютер — используется для изготовления посуды. Для этих целей расходуется около 33 % всего добываемого олова. До 60 % производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев. В последнее время возрождается интерес к использованию металла, поскольку он наиболее «экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Используется для создания сверхпроводящих проводов на основе интерметаллического соединения Nb₃Sn.
• Дисульфид олова SnS₂ применяют в составе красок, имитирующих позолоту («поталь»).
• Искусственные радиоактивные ядерные изомеры олова ^117mSn и ^119mSn — источники гамма-излучения, являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.
• Интерметаллические соединения олова и циркония обладают высокими температурами плавления (до 2000 °C) и стойкостью к окислению при нагревании на воздухе и имеют ряд областей применения.
• Олово является важнейшим легирующим компонентом при получении конструкционных сплавов титана.
• Двуокись олова — очень эффективный абразивный материал, применяемый при «доводке» поверхности оптического стекла.
• Смесь солей олова — «жёлтая композиция» — ранее использовалась как краситель для шерсти.
• Олово применяется также в химических источниках тока в качестве анодного материала, например: марганцево-оловянный элемент, окисно-ртутно-оловянный элемент. Перспективно использование олова в свинцово-оловянном аккумуляторе; так, например, при равном напряжении, по сравнению со свинцовым аккумулятором свинцово-оловянный аккумулятор обладает в 2,5 раза большей ёмкостью и в 5 раз большей энергоплотностью на единицу объёма, внутреннее сопротивление его значительно ниже.
• Исследуются изолированные двумерные слои олова (станен), созданные по аналогии с графеном.

Физиологическое действие

О роли олова в живых организмах практически ничего не известно. Ежедневное поступление олова с пищей составляет 0,2—3,5 мг, при регулярном потреблении консервированной пищи — до 38 мг. В теле человека содержится примерно (1—2)·10⁻⁴ % олова, наибольшая концентрация наблюдается в кишечнике.

Металлическое олово не токсично, что позволяет применять его в пищевой промышленности. Олово представляет опасность для человека в виде паров, различных аэрозольных частиц и пыли. При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение лёгких. Станнан (оловянистый водород) — сильнейший яд. Также очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м³, ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг. Токсическая доза олова для человека — 2 г, интоксикация организма начинается при содержании в организме 250 мг/кг.

Вредные примеси, содержащиеся в олове в обычных условиях хранения и применения, в том числе в расплаве при температуре до 600 °C, не выделяются в воздух в объёмах, превышающих предельно допустимую концентрацию (в частности, определенную по ГОСТ 12.1.005—76. Длительное (в течение 15—20 лет) воздействие пыли олова оказывает фиброгенное воздействие на лёгкие и может вызвать заболевание работающих пневмокониозом.

Галерея изображений

• Оловянный кубок из г. Гданьска (Польша)

• Консервная банка с оловянным покрытием

• Оловянный солдатик в форме после литья

• Зональный кристалл касситерита в шлифе (поляризованный свет, ширина изображения — 3,3 мм)

• Кристаллы касситерита (тёмные)

Общее описание

Люди начали добывать руду металла еще в IV веке до нашей эры. Древние греческие и римские предметы изготавливались из оловянистой бронзы, которая была в обиходе в те времена. Сплавы содержали также примесь свинца и меди, а чистый металл научились получать только в VII веке.

Редкий элемент занимает 46-е место по распространенности в коре земли. Он залегает в виде касситерита, в массе которого содержится до 78% олова. Реже встречается оловянный колчедан с примесью меди и железа. Олово относится к группе амфотерных веществ. Элемент способен к проявлению основных и кислотных характеристик.

Металл образует отдельные кварц-касситеритовые жилы благодаря тесной связи кислородных соединений олова с ангидритами гранита. Щелочные свойства проявляются в образовании различных соединений сульфидов, вплоть до возникновения интерметаллических слияний и самородного сплава олова в основных породах.

Белое и серое олово

Различают несколько аллотропных модификаций олова. В обычных условиях существует белое олово, которое является устойчивым при температуре свыше +13,3˚С. Это мягкий металл, образующий кристаллы с элементарными ячейками, где два одинаковых вектора и третий отличный от них располагаются строго перпендикулярно друг другу. Характерный хруст слышится при сгибании прутка. Звук возникает при трении кристаллов.

Охлаждение вещества ведет к образованию серого олова. При этом возникают кубические кристаллы, отличающиеся алмазной структурой. Ионизирующее излучение также способствует переходу из одной модификации в другую и кристаллизации по карбонатному типу.

Трансформация структуры ведет к следующим изменениям:

• удельный объем увеличивается;
• плотность олова уменьшается;
• металл становится порошкообразным.

Электрофизические свойства двух вариаций разнятся из-за отличия структурных решеток и валентности. Белое олово относится к группе металлов, а серое получает характеристики ковалентного кристалла алмазной структуры. Соприкосновение двух модификаций ведет к ускорению электронного фазового перехода, так как зарождаются новые формы кристаллов. Такое явление получило наименование оловянной чумы. Используется стабилизатор (например, висмут) для предотвращения этого процесса. Катализатор гексахлорстаннат аммония, наоборот, ускоряет переход.

Изотопы элемента

Олово в природе содержит 10 неизменных нуклидов с определенным суммарным числом нейтронов, протонов и электронов в молекуле. Атомный заряд также является постоянным и соответствует порядковому номеру элемента в таблице Менделеева в химии.

Массовые числа нуклидов с изменением содержания в массе:

1. 112 — 0,96% в смеси.
2. 114 — 0,66%.
3. 115 — 0,35%.
4. 116 — 14,3%.
5. 117 — 7,61%.
6. 118 — 24,03%.
7. 119 — 8,58%.
8. 120 — 32,85%.
9. 122 — 4,72%.
10. 124 — 5,94%.

Некоторые элементы могут подвергаться энергетическому двойному распаду, но такое явление до сегодняшнего дня не наблюдалось из-за величины теоретического времени распада, равного 10²⁰ лет. У олова выделяется самое большее количество стабильных изотопов. Они заполняют протонную капсулу и увеличивают устойчивость ядра.

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:

1. 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.
2. Удельная теплоемкость твердого вещества в обычном состоянии — 225 Дж/кг^.К, а в жидком —в пределах 269 Дж/кг^.К.
3. Молярная теплоемкость белого олова — 27,1Дж/моль^.К, серой модификации — 25,8 Дж/моль^.К.
4. Показатель плавления составляет 7,2 кДж/моль.
5. Для испарения требуется 296 кДж/моль.
6. 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:

1. 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).
2. 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.
3. 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.

Этапы производства

При получении олова рудная порода касситерит дробится в мельницах до появления частиц размером около 1 см. Следующий этап — отделение вещества от пустой породы путем вибрации на гравитационных столах. Затем используется метод очистки и обогащения руды для повышения олова в составе до 45−72%.

Последующий обжиг удаляет мышьяк и серу, а полученный концентрат поступает на обжиг в печи. В жерле древесный уголь укладывается вперемежку с образцами руды и алюминием. Чистый металл полупроводниковой чистоты получают способом расплавления твердых веществ или методом очистки под действием электролиза.

Основные месторождения находятся на юго-востоке Азии и Китае, крупные добычи находятся в Австралии и Америке. Россия славится залежами олова в Хабаровском и Приморском крае, Чукотском АО, Якутии и других регионах.

Нахождение в природе

Чаще всего олово содержится в горных породах в виде рассеянных форм. Но в кислых образованиях руда встречается в виде минеральных вкраплений и залежей касситерита, который является интересным для производства в промышленных масштабах.

Формы содержания вещества в природе:

• минеральные вкрапления;
• окисные соединения;
• коллоидные формы;
• жидкие фазы.

Рассеянные залежи не отличаются конкретной формой содержания. Наблюдается изоморфно разбросанные сульфидные и кислородные сращения. На месторождениях первого вида олово представлено сфалеритами, халькопиритами, пиритами. В результате распада возникают элементы тилита и других минеральных веществ. В России изоморфные рассеивания обнаруживаются в Приморье, например, в Дубровском и Смирновском месторождении.

Минеральные формы

В группу входят самородки и сплавы интерметаллических образований. Концентрации в почве являются низкими, но такие залежи сконцентрированы на широких площадях. Вместе с оловом обнаруживается руда меди, алюминия, железа, не считая характерных самородков серебра, золота и платиноидов.

Эти же элементы участвуют в образовании сплавов олова:

• атакит;
• стистаит;
• звягинцевит;
• штурмылит.

Приведенные образования встречаются в интрузивных породах магния, например, пикритах и траппах в области Сибирской платформы. Габброиды и гипербазиты располагаются в грунтах Камчатки. Гидротермальные и метасоматические породы находятся в составе никелевых и медных руд в бассейнах Урала, Узбекистана, Кавказа. Пелагические осадочные соединения являются результатом Большого Толбачинского извержения.

Окисные соединения

Наиболее распространены в природе в форме касситеритов (Sn O 2), являющихся оксидами олова. Гамма-резонансное исследование показывает присутствие Sn⁺⁴. Соединения включают до 78% олова в форме сплошных вкраплений с отдельными зернами минерала величиной 3−5 мм.

Встречаются формы касситеритов:

1. Гидроокисные сплавы представлены в природе осадками полиоловянной кислоты. К ним относят сукулаиты, варламовиты, гидромартиты, гидростаннаты.
2. Силикаты находятся в форме малаяитов, стоказитов, пабститов. Первый вид минералов встречается в больших масштабах.
3. Сульфидные образования металла представлены серой в сочетании с оловом и являются второй по значению группой для промышленных разработок. Более сложные соединения имеют в составе медь, свинец. В породах чаще других встречаются халькопириты.
4. Станнины имеют второе название оловянного колчедана. Минералы широко добываются в Якутии и Приморье. Во многих случаях представляет основу для образования халькопирита.

Касситериты являются отличным материалом для получения чистого олова. В России добываются в Забайкалье, разрабатываются в районах Средней Азии. Мировые бассейны располагаются в Таиланде, Боливии, Малайзии, Китае, Индонезии, Нигерии.

Коллоидные формирования

Кремниево-коллоидные виды играют большую роль в геохимических процессах, хотя их детальное изучение не проводилось. Соединения относятся к вязкой форме выражения коломорфных касситеритов, которые подвергаются кристаллическим преобразованиям. Обнаружена сильная растворимость олова в кремниево-хлористых составах.

Анализ характеристик соединений и их похожесть на Si (OH) 4 показывает способность к получению высокомолекулярного материала (полимера) методом присоединения олигомеров и мономеров к активным молекулам. В результате возникает соединение с замещением анионами хлора и фтора группы ОН. Полимеризация вызывает образование дисперсного геля. Такая форма относится к промежуточным этапам при выделении осадка из гидротермальных веществ.

Жидкая фаза

В газовых и жидких образованиях горных пород выявляются касситериты в категории заключенных минералов. Природные растворы с включением олова почти не анализировались, информация получена после экспериментальных методов исследования.

Виды содержания олова в природных жидкостях делятся на категории:

1. Ионные соединения. Их строение изучалось с точки зрения валентных сцеплений и стереохимических сочетаний. Выделяются подкатегории ионов, галогенидов, гидроксильных и сульфидных образований.
2. Комплексные формирования. Получаются в результате травления касситеритов в среде с высокой концентрацией фтора или хлора.

Редко встречаются олово — кремниевые и дисперсные гелевые вкрапления в жидкой природной среде. Фундаментом этих форм являются минеральные материалы. Соединения проявляют свойства слабых оснований в кислых породах.

Химические элементы: названия, символы и произношение символов

В таблице содержатся русские и латинские названия химических элементов, символы химических элементов и произношение символов. Для правильного произношения названий и символов в русских названиях и произношениях проставлены ударения.

Русское название элемента	Латинское название элемента	Символ элемента	Произношение символа
Азо́т	Nitrogenium	N	эн
Акти́ний	Actinium	Ac	акти́ний
Алюми́ний	Aluminium	Al	алюми́ний
Амери́ций	Americium	Am	амери́ций
Арго́н	Argon	Ar	арго́н
Аста́т	Astatum	At	аста́т
Ба́рий	Barium	Ba	ба́рий
Бери́ллий	Beryllium	Be	бери́ллий
Бе́рклий	Berkelium	Bk	бе́рклий
Бор	Borum	B	бор
Бо́рий	Bohrium	Bh	бо́рий
Бром	Bromium	Br	бром
Вана́дий	Vanadium	V	вана́дий
Ви́смут	Bismuthum	Bi	ви́смут
Водоро́д	Hydrogenium	H	аш
Вольфра́м	Wolframium	W	вольфра́м
Гадоли́ний	Gadolinium	Gd	гадоли́ний
Га́ллий	Gallium	Ga	га́ллий
Га́фний	Hafnium	Hf	га́фний
Ге́лий	Helium	He	ге́лий
Герма́ний	Germanium	Ge	герма́ний
Го́льмий	Holmium	Ho	го́льмий
Дармшта́дтий	Darmstadtium	Ds	дармшта́дтий
Диспро́зий	Dysprosium	Dy	диспро́зий
Ду́бний	Dubnium	Db	ду́бний
Евро́пий	Europium	Eu	евро́пий
Желе́зо	Ferrum	Fe	фе́ррум
Зо́лото	Aurum	Au	а́урум
И́ндий	Indium	In	и́ндий
Йод	Iodium	I	йод
Ири́дий	Iridium	Ir	ири́дий
Итте́рбий	Ytterbium	Yb	итте́рбий
И́ттрий	Yttrium	Y	и́ттрий
Ка́дмий	Cadmium	Cd	ка́дмий
Ка́лий	Kalium	K	ка́лий
Калифо́рний	Californium	Cf	калифо́рний
Ка́льций	Calcium	Ca	ка́льций
Кислоро́д	Oxygenium	O	о
Ко́бальт	Cobaltum	Co	ко́бальт
Коперни́ций	Copernicium	Cn	коперни́ций
Кре́мний	Silicium	Si	сили́циум
Крипто́н	Krypton	Kr	крипто́н
Ксено́н	Xenon	Xe	ксено́н
Кю́рий	Curium	Cm	кю́рий
Ланта́н	Lanthanum	La	ланта́н
Ливермо́рий	Livermorium	Lv	ливермо́рий
Ли́тий	Lithium	Li	ли́тий
Лоуре́нсий	Lawrencium	Lr	лоуре́нсий
Люте́ций	Lutetium	Lu	люте́ций
Ма́гний	Magnesium	Mg	ма́гний
Ма́рганец	Manganum	Mn	ма́рганец
Медь	Cuprum	Cu	ку́прум
Мейтне́рий	Meitnerium	Mt	мейтне́рий
Менделе́вий	Mendelevium	Md	менделе́вий
Молибде́н	Molybdaenum	Mo	молибде́н
Моско́вий	Moscovium	Mc	моско́вий
Мышья́к	Arsenicum	As	арсе́никум
На́трий	Natrium	Na	на́трий
Неоди́м	Neodymium	Nd	неоди́м
Нео́н	Neon	Ne	нео́н
Непту́ний	Neptunium	Np	непту́ний
Ни́кель	Niccolum	Ni	ни́кель
Нио́бий	Niobium	Nb	нио́бий
Нихо́ний	Nihonium	Nh	нихо́ний
Нобе́лий	Nobelium	No	нобе́лий
Оганесо́н	Oganesson	Og	оганесо́н
О́лово	Stannum	Sn	ста́ннум
О́смий	Osmium	Os	о́смий
Палла́дий	Palladium	Pd	палла́дий
Пла́тина	Platinum	Pt	пла́тина
Плуто́ний	Plutonium	Pu	плуто́ний
Поло́ний	Polonium	Po	поло́ний
Празеоди́м	Praseodymium	Pr	празеоди́м
Проме́тий	Promethium	Pm	проме́тий
Протакти́ний	Protactinium	Pa	протакти́ний
Ра́дий	Radium	Ra	ра́дий
Радо́н	Radon	Rn	радо́н
Резерфо́рдий	Rutherfordium	Rf	резерфо́рдий
Ре́ний	Rhenium	Re	ре́ний
Рентге́ний	Roentgenium	Rg	рентге́ний
Ро́дий	Rhodium	Rh	ро́дий
Ртуть	Hydrargyrum	Hg	гидра́ргирум
Руби́дий	Rubidium	Rb	руби́дий
Руте́ний	Ruthenium	Ru	руте́ний
Сама́рий	Samarium	Sm	сама́рий
Свине́ц	Plumbum	Pb	плю́мбум
Селе́н	Selenium	Se	селе́н
Се́ра	Sulfur	S	эс
Серебро́	Argentum	Ag	арге́нтум
Сибо́ргий	Seaborgium	Sg	сибо́ргий
Ска́ндий	Scandium	Sc	ска́ндий
Стро́нций	Strontium	Sr	стро́нций
Сурьма́	Stibium	Sb	сти́биум
Та́ллий	Thallium	Tl	та́ллий
Танта́л	Tantalum	Ta	танта́л
Теллу́р	Tellurium	Te	теллу́р
Теннесси́н	Tennessium	Ts	теннесси́н
Те́рбий	Terbium	Tb	те́рбий
Техне́ций	Technetium	Tc	техне́ций
Тита́н	Titanium	Ti	тита́н
То́рий	Thorium	Th	то́рий
Ту́лий	Thulium	Tm	ту́лий
Углеро́д	Carboneum	C	цэ
Ура́н	Uranium	U	ура́н
Фе́рмий	Fermium	Fm	фе́рмий
Флеро́вий	Flerovium	Fl	флеро́вий
Фо́сфор	Phosphorus	P	пэ
Фра́нций	Francium	Fr	фра́нций
Фтор	Fluorum	F	фтор
Ха́ссий	Hassium	Hs	га́ссий
Хлор	Chlorum	Cl	хлор
Хром	Chromium	Cr	хром
Це́зий	Caesium	Cs	це́зий
Це́рий	Cerium	Ce	це́рий
Цинк	Zincum	Zn	цинк
Цирко́ний	Zirconium	Zr	цирко́ний
Эйнште́йний	Einsteinium	Es	эйнште́йний
Э́рбий	Erbium	Er	э́рбий