【元素周期表】-锡

元素资料

　　元素名称：锡

　　元素符号：Sn

　　元素英文名称：Tin

　　元素类型：金属元素

　　原子体积:(立方厘米/摩尔) 16.3

　　元素在太阳中的含量:(ppm) 0.009

　　元素在海水中的含量:(ppm) 大西洋表面 0.0000023

　　地壳中含量：（ppm） 2.2

　　相对原子质量：118.7

　　氧化态：

　　Sn+2, Sn+4

　　化学键能： (kJ /mol)

　　Sn-H 314

　　Sn-C 225

　　Sn+2-O 557

　　Sn+4-F 322

　　Sn+4-Cl 315

　　Sn-Sn 195

　　原子序数：50

　　质子数：50

　　摩尔质量：119

　　所属周期：5

　　所属族数：IVA

　　电子层排布： 2-8-18-18-4

　　莫氏硬度：1.5

声音在其中的传播速率：（m/S）2730

　　电离能 (kJ /mol)

　　M - M+ 708.6

　　M+ - M2+ 1411.8

　　M2+ - M3+ 2943

　　M3+ - M4+ 3930.2

　　M4+ - M5+ 6974

　　M5+ - M6+ 9900

　　M6+ - M7+ 12200

　　M7+ - M8+ 14600

　　M8+ - M9+ 17000

　　M9+ - M10+ 20600

　　晶胞参数：

　　a = 583.18 pm

　　b = 583.18 pm

　　c = 318.19 pm

　　α = 90°

　　β = 90°

　　γ = 90°

元素性质　　

锡，原子序数50，原子量118.71，元素名来源于拉丁文。在约公元前2000年，人类就已开始使用锡。锡在地壳中的含量为0.004%，几乎都以锡石(氧化锡)的形式存在，此外还有极少量的锡的硫化物矿。锡有14种同位素，其中10种是稳定同位素，分别是：锡112、114、115、116、117、118、119、120、122、124。

　　金属锡柔软，易弯曲，熔点231.89°C，沸点2260°C。有三种同素异形体：白锡为四方晶系，密度7.28克/立方厘米;，硬度2，延展性好；灰锡为金刚石形立方晶系，密度5.75克/厘米³；脆锡为正交晶系，密度6.54克/厘米³。

　　在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定，加热下氧化反应加快；锡与卤素加热下反应生成四卤化锡；也能与硫反应；锡对水稳定，能缓慢溶于稀酸，较快溶于浓酸中；锡能溶于强碱性溶液；在氯化铁、氯化锌等盐类的酸性溶液中会被腐蚀。

　　锡是银白色的软金属，比重为7.3，熔点低，只有232℃，你把它放进煤球炉中，它便会熔成水银般的液体。锡很柔软，用小刀能切开它。锡的化学性质很稳定，在常温下不易被氧气氧化，所以它经常保持银闪闪的光泽。锡无毒，人们常把它镀在铜锅内壁，以防铜温水生成有毒的铜绿。牙膏壳也常用锡做(牙膏壳是两层锡中央着一层铅做成的。近年来，我国已逐渐用铝代替锡制造牙膏壳)。焊锡，也含有锡，一般含锡61％，有的是铅锡各半，也有的是由90％铅、6％锡和4％锑组成。

锡在常温下富有展性。特别是在100℃时，它的展性非常好，可以展成极薄的锡箔。平常，人们便用锡箔包装香烟、糖果，以防受潮（近年来，我国已逐渐用铝箔代替锡箔。铝箔与锡箔很易分辨——锡箔比铝箔光亮得多)。不过，锡的延性却很差，一拉就断，不能拉成细丝。

　　其实，锡也只有在常温下富有展性，如果温度下降到-13.2℃以下，它竟会逐渐变成煤灰般松散的粉末。特别是在-33℃或有红盐(SnCl4·2NH4Cl)的酒精溶液存在时，这种变化的速度大大加快。一把好端端的锡壶，会“自动”变成一堆粉末。这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器，被称为“锡疫”。造成锡疫的原因，是由于锡的晶格发生了变化：在常温下，锡是正方晶系的晶体结构，叫做白锡。当你把一根锡条弯曲时，常可以听到一阵嚓嚓声，这便是因为正方晶系的白锡晶体间在弯曲时相互摩擦，发出了声音。在-13.2℃以下，白锡转变成一种无定形的灰锡。于是，成块的锡便变成了一团粉末。

　　锡不仅怕冷，而且怕热。在161℃以上，白锡又转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆，一敲就碎，展性很差，叫做“脆锡”。白锡、灰锡、脆锡，是锡的三种同素异形体。

　　由于锡怕冷，因此，在冬天要特别注意别使锡器受冻。有许多铁器常用锡焊接的，也不能受冻。1912年，国外的一支南极探险队去南极探险，所用的汽油桶都是用锡焊的，在南极的冰天雪地之中，焊锡变成粉末股的灰锡，汽油就都漏光了。

来源和用途

　　锡是大名鼎鼎的“五金”——金、银、铜、铁、锡之一。早在远古时代，人们便发现并使用锡了。在我国的一些古墓中，便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。据考证，我国周朝时，锡器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中，也发现有锡制的日常用品。

　　我国有丰富的锡矿，特别是云南个旧市，是世界闻名的“锡都”。此外，广西、广东、江西等省也都产锡。1800年，全世界锡的年产量仅四千吨，1900年为八万五千吨，1940年为二十五万吨，现在已超过六十万吨。

　　金属锡主要用于制造合金。

　　锡与硫的化合物——硫化锡，它的颜色与金子相似，常用作金色颜料。

　　锡与氧的化合物——二氧化锡。锡于常温下，在空气中不受氧化，强热之，则变为二氧化锡。二氧化锡是不溶于水的白色粉末，可用于制造搪瓷、白釉与乳白玻璃。1970年以来，人们把它用于防止空气污染——汽车废气中常含有有毒的一氧化碳气体，但在二氧化锡的催化下，在300℃时，可大部转化为二氧化碳。

锡器历史悠久，可以追溯到公无前3700年，古时候，人们常在井底放上锡块，净化水质。在日本宫廷中，精心酿制的御酒都是用锡器作为盛酒的器皿。它具有储茶色不变，盛酒冬暖夏凉，淳厚清冽之传。锡茶壶泡茶特别清香，用锡杯喝酒石酸清冽爽口，锡瓶插花不易枯萎。

　　锡器的材质是一种合金，其中纯锡含量在97%以上，不含铅的成份，适合日常使用。锡器平和柔滑的特性，高贵典雅的造型，历久常新光泽，历来深受贵族人士的青睐，在欧洲更成为古典文化的一种象征。

　　锡是排列在白金，黄金及银后面的第四种贵金属，它富有光泽、无毒、不易氧化变色，具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。

　　锡是一种质地较软的金属，熔点较低，可塑性强。它可以有各种表面处理工艺，能制成多种款式的产品，有传统典雅的欧式酒具、烛台、高贵大方的茶具，以至令人一见倾心的花瓶和精致夺目的桌上饰品，式式具全媲美熠熠生辉的银器。锡器以其典雅的外观造型和独特的功能效用早已风靡世界各国，成为人们的日常用品和馈赠亲友的佳品。

　　锡在我国古代常被用来制作青铜。锡和铜的比例为3：7。

元素历史　　

锡，tin，是个古英文字，Sn的符号由stannum而来，这是锡的拉丁名，史前时代即已发现。因为它既不会生锈，又能抵抗外来的侵蚀，制罐头仪器就得用它。装食品的锡罐是在铁皮上面镀了一层0.0005英寸厚的锡做成的。锡罐年产量至少有300亿只。

　　在自然界中，锡很少成游离状态存在，因此就很少有纯净的金属锡。最重要的锡矿是锡石，化学成分为二氧化锡。炼锡比炼铜、炼铁、炼铝都容易，只要把锡石与木炭放在一起烧，木炭便会把锡从锡石中还原出来。很显然，古代的人们如果在有锡矿的地方烧篝火烤野物时，地上的锡石便会被木炭还原，银光闪闪的、熔化了的锡液便流了出来。正因为这样，锡很早就被人们发现了。

　　人类发现最早的金属是金，但没有得到广泛的应用。而最早发现并得到广泛应用的金属却是铜和锡。锡和铜的合金就是青铜，它的熔点比纯铜低，铸造性能比纯铜好，硬度也比纯铜大。所以它们被人类一发现，便很快得到了广泛的应用，并在人类文明史上写下了极为辉煌的一页，这便是“青铜器时代”。后来，由于铁的发现和使用，青铜在我们祖先的生产和生活中才逐渐退居次要地位。但这并没有使锡在人类发展史上，变得无足轻重，相反，随着现代科技的飞速发展，它在工农业生产中，以及尖端科技部门中，有了愈来愈广泛的应用，古老的金属正日益重新焕发它的青春！

在地壳中，锡的含量是较少的，平均含量只有6％，所以锡是一种比较稀贵的金属。经过多年的研究证明，锡矿床的形成和地壳深处的岩浆活动密切相关。

　　大约距今7千万年到1亿年前，地球上岩浆活动剧烈。岩浆由地下深处上升时，由于温度、压力等的改变，岩浆中一些易凝固的矿物首先结晶出来，剩下的残余岩浆的一部分侵入岩石空隙中，其中的锡的化合物发生水解生成含锡的锡石。一部分继续向上运动，特别是其中含有大量挥发性物质的岩浆，活动能力特别强，它们就象是锅炉里的高压蒸汽一样，见缝就钻，无孔不入。而锡元素却有个“怪癖”，就是最喜欢和氟氯等挥发性物质“交朋友”，它们结合生成挥发性化合物。当这些气液状态的物质沿着裂隙侵入到周围的岩石中时，在高温高压下由于物质的置换反应而使一部分锡元素结晶出来形成锡矿床；这时，剩下的最后一部分含挥发性物质的气液继续前进，一直冲到凝固着花岗岩的顶部或花岗岩体以外的地方，逐渐变为热水溶液。这时，由于环境的改变，锡的氟化物和氯化物同时发生水解，也形成了锡矿床。当然，上面所说的并不是锡矿的全部成因，有的时候，在靠近地表的地方，由于长期受地下水中的氧和二氧化碳的作用，还会使与锡共生的硫化矿物变成氧化矿物，从而变成锡石——氧化物矿床。

　　上面给大家介绍的仅是原生锡矿床的一般成因。但是，锡矿床的演变并未以此停止，特别是那些靠近地表的锡矿床，经过外力的风化、侵蚀、搬运、堆积作用会进一步演变成“次生锡矿床”。

　　此外，锡还会和好多种矿物结合在一起，形成锡的共生矿床。

现在，已经发现的锡矿物在18种左右。其中最主要的一种叫做锡石，是目前炼锡的主要原料。在自然界里，纯净的锡石是很少的，常见的锡石大多数都是深棕黑色或褐色，这是因为它们含有铁、锰等元素之故。锡石的硬度较大，用小刀也刻不动；此外，锡石的化学性质很稳定，在常温常压下，几乎不溶解于任何化学溶剂。所以锡石任凭风刀霜剑和日晒雨淋的破坏。容颜仍旧不改。

　　锡石还不是锡。锡石要经过矿工的辛勤劳动，从地下开采出来，并用各种方法去掉它所含的杂质，然后把锡石和焦炭、石英或石灰石放在一起燃烧，最后得到的才是金属锡。

　　金属锡很柔软，用小刀就能切开它；具有银白色的光泽，它的展性很好，能展成极薄的锡箔，厚度可以薄到0.04毫米以下。不过，它的延性比较差，一拉就断，不能拉成细丝。它的熔点很低，只有232℃，因此，只要用酒精灯或蜡烛火焰就能使它熔化成象水银一样的流动性的液体。

　　此外，锡既怕冷也怕热。这是怎么回事呢？原来锡在不同的温度下，有3种性质大不相同的形态。在-13.2～161℃的温度范围内，锡的性质最稳定，叫做“白锡”。如果温度升高到160℃以上，白锡就会变成一碰就碎的“脆锡”。锡对于寒冷的感觉十分敏锐，每当温度低到零下13.2℃以下时，它就会由银白色逐渐地转变成一种煤灰状的粉，这叫做“灰锡”。另外，从白锡到灰锡在转变还有一个有趣的现象，这就是灰锡有“传染性”，白锡只要一碰上灰锡，哪怕是碰上一小点，白锡马上就会向灰锡转变，直到把整块白锡毁坏掉为止。人们把这种现象叫做“锡疫”。幸好这种病是可以治疗的，把有病的锡再熔化一次，它就会复原。