Бром.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

Валентні електрони виділені жирним шрифтом. Належить до сімейства р-елементів. Так як найбільше головне квантове число дорівнює 4-му, а число електронів на зовнішньому енергетичному рівні дорівнює 7, бром розташований в 4-му періоді, групі VIIA Періодичної таблиці. Енергетична діаграма для валентних електронів має вигляд:

Німеччина.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Валентні електрони виділені жирним шрифтом. Належить до сімейства p-елементів. Так як найбільше головне квантове число дорівнює 4-му, а число електронів на зовнішньому енергетичному рівні дорівнює 4, германій розташований у 4-му періоді, IVA групі Періодичної таблиці. Енергетична діаграма для валентних електронів має вигляд:

Кобальт.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 .

Валентні електрони виділені жирним шрифтом. Належить до сімейства d-елементів. Кобальт розташований у 4-му періоді, VIIB групі Періодичної таблиці. Енергетична діаграма для валентних електронів має вигляд:

Мідь.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 .

Валентні електрони виділені жирним шрифтом. Належить до сімейства d-елементів. Так як найбільше головне квантове число дорівнює 4-му, а число електронів на зовнішньому енергетичному рівні дорівнює 1, мідь розташована в 4-му періоді, ІВ групі Періодичної таблиці. Енергетична діаграма для валентних електронів має вигляд.

Кожен хімічний елемент періодичної системи та утворені ним прості та складні речовини унікальні. Вони мають неповторні властивості, а багато хто робить незаперечно значущий внесок у життя людини і існування в цілому. Не виняток і хімічний елемент олово.

Знайомство людей з цим металом іде у давнину. Цей хімічний елемент відіграв вирішальну роль у розвитку людської цивілізації, досі властивості олова знаходять широке застосування.

Олово в історії

Перші згадки про цей метал, що має, як люди вважали раніше, навіть деякі магічні властивості, можна знайти в біблійних текстах. Вирішальне значення поліпшення життя олово зіграло під час «бронзового» століття. На той час найміцнішим металевим сплавом, яким володіла людина, була бронза, її можна отримати, якщо додати до міді хімічний елемент олово. Протягом кількох століть із цього матеріалу виготовляли все, починаючи від знарядь праці та закінчуючи ювелірними виробами.

Після відкриття властивостей заліза сплав олова не перестав використовуватися, звичайно, він застосовується не в колишніх масштабах, але бронза, а також багато інших його сплавів активно задіяні сьогодні людиною в промисловості, техніці та медицині, нарівні з солями цього металу, наприклад, таким як хлорид олова, який отримують взаємодією олова з хлором, дана рідина кипить при 112 градусах Цельсія, добре розчиняється у воді, утворює кристалогідрати і димить на повітрі.

Положення елемента в таблиці Менделєєва

Хімічний елемент олово (латинська назва stannum – «станнум», записується символом Sn) Дмитро Іванович Менделєєв по праву розташував під номером п'ятдесят, у п'ятому періоді. Має ряд ізотопів, найпоширеніший - ізотоп 120. Цей метал також знаходиться в головній підгрупі з шостої групи, разом із вуглецем, кремнієм, германієм та флеровієм. Його розташування передбачає амфотерність властивостей, однаково олову притаманні і кислотні, і основні характеристики, які більш детально будуть описані нижче.

У таблиці Менделєєва також зазначено атомну масу олова, яка дорівнює 118,69. Електронна конфігурація 5s 2 5p 2 , що у складі складних речовин дозволяє металу виявляти ступеня окислення +2 і +4, віддаючи два електрони тільки з р-підрівня або чотири з s- і р-, повністю спустошуючи весь зовнішній рівень.

Електронна характеристика елемента

Відповідно до атомного номера, навколоядерний простір атома олова містить цілих п'ятдесят електронів, вони розташовуються на п'яти рівнях, які, у свою чергу, розщеплені на ряд підрівнів. Перші два мають тільки s- та р-підрівні, а починаючи з третього йде триразове розщеплення на s-, p-, d-.

Розглянемо зовнішній оскільки саме його будову та заповнення електронами визначають хімічну активність атома. У незбудженому стані елемент виявляє валентність, що дорівнює двом, при збудженні відбувається перехід одного електрона з s-підрівня на вакантне місце р-підрівня (він максимально може містити три неспарені електрони). У цьому випадку олово виявляє валентність і ступінь окислення - 4, оскільки спарених електронів немає, а значить у процесі хімічної взаємодії на підрівнях їх ніщо не утримує.

Проста речовина метал та його властивості

Олово є метал срібного кольору, відноситься до групи легкоплавких. Метал м'який, порівняно легко піддається деформації. Ряд особливостей притаманний такому металу, як олово. Температура нижче 13,2 є межею переходу металевої модифікації олова в порошкоподібну, що супроводжується зміною кольору із сріблясто-білого на сірий та зменшенням щільності речовини. Плавиться олово за 231,9 градуса, а кипить за 2270 градусів Цельсія. Кристалічна тетрагональна структура білого олова пояснює характерне похрустування металу при його згинанні та нагріванні в місці перегину тертям кристалів речовини один об одного. Сіре олово має кубічну сингонію.

Хімічні властивості олова мають подвійну суть, воно вступає як у кислотні, так і основні реакції, виявляючи амфотерність. Метал взаємодіє з лугами, а також кислотами, такими як сірчана та азотна, виявляє активність при реакції з галогенами.

Сплави олова

Чому частіше замість чистих металів застосовують їх сплави з певним відсотковим вмістом складових компонентів? Справа в тому, що сплаву притаманні властивості, яких немає в індивідуального металу, або ці властивості проявляються набагато сильніше (наприклад, електропровідність, стійкість до корозії, пасивування або активування фізичних та хімічних характеристик металів у разі потреби тощо). Олово (фото показує зразок чистого металу) входить до складу багатьох сплавів. Воно може використовуватися як добавка або основна речовина.

На сьогоднішній день відомо велику кількість сплавів такого металу, як олово (ціна на них коливається в широких межах), розглянемо найпопулярніші та найзастосовніші (про застосування тих чи інших сплавів йтиметься у відповідному розділі). Загалом сплави станнуму мають такі характеристики: висока пластичність, низька невелика твердість і міцність.

Деякі приклади сплавів

Найважливіші природні сполуки

Олово утворює ряд природних сполук – руд. Метал утворює 24 мінеральні сполуки, найважливіше значення для промисловості має оксид олова - каситерит, а також станин - Cu 2 FeSnS 4 . Олово розсіяне в земній корі, а сполуки, утворені ним, мають магнетичне походження. У промисловості також використовуються солі поліолов'яних кислот та силікати олова.

Олово та організм людини

Хімічний елемент олово є мікроелементом за своїм кількісним змістом у тілі людини. Основне його скупчення знаходиться в кістковій тканині, де нормальний вміст металу сприяє своєчасному її розвитку та загальному функціонуванню опорно-рухової системи. Крім кісток, олово концентрується у шлунково-кишковому тракті, легенях, нирках та серці.

Зайве накопичення даного металу може призвести до загального отруєння організму, а більш тривалий вплив - навіть до несприятливих генних мутацій. Останнім часом ця проблема досить актуальна, оскільки екологічний стан довкілля бажає кращого. Велика ймовірність інтоксикації оловом у жителів мегаполісів та районів, що знаходяться біля промислових зон. Найчастіше отруєння відбувається шляхом накопичення легких солей олова, наприклад, таких як хлорид олова та інших. У той же час недолік мікроелемента може спровокувати уповільнення росту, втрату слуху та випадання волосся.

Застосування

Метал є у продажу на багатьох металургійних заводах та компаніях. Випускається у вигляді чушок, прутків, дроту, циліндрів, анодів, виготовлених з чистої простої речовини, як олово. Ціна коливається від 900 до 3000 рублів за кг.

Олово у чистому вигляді застосовується рідко. В основному використовуються його сплави та сполуки - солі. Олово для паяння застосовується у разі скріплення деталей, які не піддаються впливу високих температур та сильних механічних навантажень, виконаних із мідних сплавів, сталі, міді, але не рекомендується для виготовлених із алюмінію або його сплавів. Властивості та характеристики олов'яних сплавів описані у відповідному розділі.

Припої використовують для паяння мікросхем, у цій ситуації також ідеально підходять сплави на основі такого металу, як олово. Фото зображує процес застосування олов'яно-свинцевого металу. За його допомогою можна виконати досить тонкі роботи.

Зважаючи на високу стійкість олова до корозії, його застосовують для виготовлення лудженого заліза (білої жерсті) - бляшанок для харчових продуктів. У медицині, зокрема стоматології, олово задіяно до виконання пломбування зубів. Оловом покриті будинкові трубопроводи, з його сплавів виготовлено підшипники. Неоціненно важливим є внесок даної речовини і в електротехніку.

Водні розчини таких солей олова, як фторборати, сульфати, а також хлориди використовують як електроліти. Оксид олова – це глазур для кераміки. Шляхом введення в пластичні та синтетичні матеріали різних похідних олова є можливим зменшити їх займистість та виділення шкідливих димів.

ОЛОВО (лат. Stannum), Sn, хімічний елемент із атомним номером 50, атомна маса 118,710. Про походження слів «stannum» та «олово» існують різні припущення. Латинське "stannum", яке іноді виробляють від саксонського "ста" - міцний, твердий, спочатку означало сплав срібла та свинцю. «Оловом» у низці слов'янських мов називали свинець. Можливо, російська назва пов'язана зі словами "ол", "оловина" - пиво, брага, мед: судини з олова використовувалися для їх зберігання. В англомовній літературі для назви олова використовується слово tin. Хімічний символ олова Sn читається "станнум".

Природне олово складається з дев'яти стабільних нуклідів з масовими числами 112 (у суміші 0,96% за масою), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7, 61%), 118 (24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%), та одного слабо радіоактивного олова-124 (5,94%). 124Sn - b-випромінювач, його період напіврозпаду дуже великий і становить T1/2 = 1016-1017 років. Олово розташоване в п'ятому періоді в IVА групі періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва. Конфігурація зовнішнього електронного шару 5S25P2. У своїх сполуках олово виявляє ступеня окиснення +2 та +4 (відповідно валентності II та IV).

Металевий радіус нейтрального атома олова 0,158 нм, радіуси іона Sn2+ 0,118 нм та іона Sn4+ 0,069 нм (координаційне число 6). Енергії послідовної іонізації нейтрального атома олова дорівнюють 7,344 еВ, 14,632, 30,502, 40,73 та 721,3 еВ. За шкалою Полінга електронегативність олова 1,96, тобто олово знаходиться на умовному кордоні між металами та неметалами.

Інформація про хімію

Радіохімія

Радіохімія - вивчає хімію радіоактивних речовин, закони їх фізико-хімічної поведінки, хімію ядерних перетворень і супутні їм фізико-хімічні процеси. Радіохімія має такі особливості: робота зі звірами.

Штарк (Stark), Йоганнес

Німецький фізик Йоганнес Штарк народився у Шікенхофі (Баварія) у родині землевласника. Навчався в середніх школах Байрейту та Регенсбурга, а в 1894 р. вступив до Мюнхенського університету, в якому в 1897 р. захистив докторську дисертацію.

Th - Торій

ТОРІЙ (лат. Thorium), Th, хімічний елемент III групи періодичної системи, атомний номер 90, атомна маса 232,0381, відноситься до актиноїдів. Властивості: радіоактивний, найбільш стійкий ізотоп 232Th (період напіврозпаду 1,389мм).

Хімічний елемент олово є одним із семи стародавніх металів, які відомі людству. Цей метал входить до складу бронзи, що має велике значення. В даний час хімічний елемент олово втратив затребуваність, але його властивості заслуговують на детальний розгляд і вивчення.

Що являє собою елемент

Розташовується він у п'ятому періоді, у четвертій групі (головній підгрупі). Подібне розташування свідчить про те, що хімічний елемент олово - амфотерна сполука, здатна виявляти і основні, і кислотні властивості. Відносна атомна маса становить 50 тому його вважають легким елементом.

Особливості

Хімічний елемент олово є пластичною, ковкою, легкою речовиною сріблястого білого кольору. У міру експлуатації він втрачає свій блиск, що вважають його мінусом характеристик. Олово - метал розсіяний, тому є складнощі з його видобутком. Елемент має високу температуру кипіння (2600 градусів), низьку температуру плавлення (231,9 С), велику електричну провідність, відмінну ковкість. Має високий опір розриву.

Олово - елемент, який не має токсичних властивостей, не має негативного впливу на організм людини, тому затребуваний у харчовому виробництві.

Яка ще має властивість олово? При виборі даного елемента для виготовлення посуду та водного трубопроводу не доведеться побоюватись за свою безпеку.

Знаходження в організмі

Чим ще характеризується олово (хімічний елемент)? Як читається його формула? Ці питання розглядаються в курсі шкільної програми. У нашому організмі цей елемент знаходиться в кістках, сприяючи процесу регенерації кісткової тканини. Його відносять до макроелементів, тому для повноцінної життєдіяльності людині достатньо від двох до десяти мг олова на добу.

В організм цей елемент потрапляє у більшій кількості з їжею, але кишечник засвоює не більше п'яти відсотків надходжень, тому ймовірність отруєння мінімальна.

При нестачі даного металу відбувається уповільнення зростання, відбувається втрата слуху, змінюється склад кісткової тканини, спостерігається облисіння. Отруєння викликається поглинанням пилу або пари даного металу, а також його сполук.

Основні властивості

Щільність олова має середню величину. Метал відрізняється високою корозійною стійкістю, тому його застосовують у народному господарстві. Наприклад, олово потрібне при виготовленні консервних банок.

Чим ще характеризується олово? Застосування цього металу ґрунтується також на його здатності поєднувати різні метали, створюючи стійку до агресивних середовищ, зовнішнє середовище. Наприклад, сам метал необхідний для лудіння предметів побуту та посуду, а його припої потрібні для радіотехніки та електрики.

Характеристики

За своїми зовнішніми характеристиками цей метал аналогічний алюмінію. Насправді схожість між ними незначна, обмежується лише легкістю та металевим блиском, стійкістю до хімічної корозії. Алюміній проявляється амфотерні властивості, тому легко входить у реакцію з лугами та кислотами.

Наприклад, якщо на алюміній діє оцтова кислота, спостерігається хімічна взаємодія. Олово здатне взаємодіяти тільки з сильними концентрованими кислотами.

Переваги та недоліки олова

Даний метал практично не використовується у будівництві, оскільки не відрізняється високою механічною міцністю. Здебільшого нині використовують не чистий метал, яке сплави.

Виділимо основні переваги даного металу. Особливе значення має ковкість, її використовують у процесі виготовлення предметів побуту. Наприклад, естетично виглядають підставки, світильники, виготовлені з даного металу.

Олов'яне покриття дозволяє суттєво знижувати тертя, завдяки чому виріб захищений від передчасного зношування.

Серед основних недоліків даного металу можна згадати його незначну міцність. Олово непридатне виготовлення частин і деталей, які передбачають істотні навантаження.

Видобуток металу

Плавлення олова здійснюється за невисокої температури, але через труднощі його видобутку метал вважається дорогою речовиною. Через низьку температуру плавлення при нанесенні олова на поверхню металу можна отримати суттєву економію електричної енергії.

Структура

Метал має однорідну структуру, але, залежно від температури, можливі різні його фази, що відрізняються характеристиками. Серед найпоширеніших модифікацій даного металу відзначимо β-варіант, що існує за температури 20 градусів. Теплопровідність, його температура кипіння, є основними характеристиками, що наводяться для олова. При зниженні температури від 13,2°С утворюється α-модифікація, що називається сірим оловом. Ця форма не має пластичності і ковкості, має меншу щільність, оскільки має інші кристалічні грати.

При переході з однієї форми в іншу спостерігається зміна обсягу, оскільки існує різниця в густині, внаслідок чого відбувається руйнування олов'яного виробу. Таке явище називають «олов'яною чумою». Така особливість призводить до того, що суттєво зменшується область використання металу.

У природних умовах олово можна знайти у складі гірських порід як розсіяного елемента, ще відомі його мінеральні форми. Наприклад, в каситерит міститься його оксид, а в олов'яному колчедані - його сульфід.

Виробництво

Перспективними для промислової переробки вважають олов'яні руди, у яких вміст металу не менший за 0,1 відсотка. Але в даний час експлуатують і ті родовища, в яких вміст металу складає лише 0,01 відсотка. Для видобутку мінералу застосовують різні способи з огляду на специфіку родовища, а також його різновид.

В основному олов'яні руди представлені у вигляді пісків. Видобуток зводиться для його постійної промивання, і навіть до концентрування рудного мінералу. Корінне родовище розробляти набагато складніше, оскільки необхідні додаткові споруди, будівництво та експлуатація шахт.

Концентрат мінералу перевозять на завод, що спеціалізується на плавці кольорового металу. Далі здійснюється багаторазове збагачення руди, подрібнення, потім промивання. Рудний шліх відновлюють, скориставшись спеціальними печами. Для повного відновлення олова цей процес проводять кілька разів. На завершальному етапі здійснюють процес очищення від домішок чорнового олова, використовуючи термічний чи електролітичний метод.

Використання

Як основна характеристика, що дозволяє застосовувати олово, виділяють його високу корозійну стійкість. Даний метал, а також його сплави є одними з найстійкіших сполук щодо агресивних хімічних речовин. Більше половини всього олова, виробленого у світі, застосовується виготовлення білої жерсті. Цю технологію, пов'язану з нанесенням на сталь тонкого шару олова, стали застосовувати для захисту від хімічної корозії консервних банок.

Здатність олова до розкочування використовується для виробництва тонкостінних труб. Через нестійкість даного металу до низьких значень температур його побутове використання досить обмежене.

У сплавів олова значення теплопровідності значно нижче, ніж у сталі, тому їх можна використовуватиме умивальників і ванн, і навіть для виготовлення різної сантехнічної фурнітури.

Олово підходить для виробництва незначних декоративних та побутових предметів, виготовлення посуду, створення оригінальних ювелірних прикрас. Цей неяскравий і ковкий метал при поєднанні з міддю давно став одним із найулюбленіших матеріалів скульпторів. Бронза поєднує у собі високу міцність, стійкість до хімічної та природної корозії. Цей сплав затребуваний як декоративний і будівельний матеріал.

Олово є тонально-резонансним металом. Наприклад, при його з'єднанні зі свинцем отримують сплав, що застосовується для виготовлення сучасних музичних інструментів. З давніх часів відомі бронзові дзвони. Для створення органних труб застосовують сплав олова зі свинцем.

Висновок

Збільшення уваги сучасного виробництва до питань, пов'язаних із охороною навколишнього середовища, а також до проблем, пов'язаних із збереженням здоров'я населення, вплинув на склад матеріалів, які застосовуються у виготовленні електроніки. Наприклад, зріс інтерес до технології безсвинцевого процесу паяння. Свинець є матеріалом, який завдає істотної шкоди здоров'ю людини, тому його перестали застосовувати в електротехніці. Посилені вимоги до паяння, замість небезпечного свинцю стали використовувати сплави олова.

Чисте олово практично не використовується у промисловості, оскільки виникають проблеми з розвитком «олов'яної чуми». Серед основних сфер застосування даного рідкісного розсіяного елемента виділимо виготовлення надпровідних дротів.

Покриття чистим оловом контактних поверхонь дозволяє збільшувати процес паяння, захищати метал від корозії.

Внаслідок переходу на безсвинцеву технологію багатьох виробників стали ними почало використовуватися натуральне олово для покриття контактних поверхонь та висновків. Подібний варіант дозволяє за прийнятною вартістю одержувати якісне захисне покриття. Завдяки відсутності домішок, нова технологія не тільки вважається екологічно безпечною, а й дає можливість отримувати відмінний результат за прийнятною вартістю. Саме олово виробники вважають перспективним та сучасним металом в електротехніці, радіоелектроніці.

Олово - один із небагатьох металів, відомих людині ще з доісторичних часів. Олово і мідь були відкриті раніше заліза, а їх сплав, бронза, - це, мабуть, перший «штучний» матеріал, перший матеріал, приготований людиною.
Результати археологічних розкопок дозволяють вважати, що ще за п'ять тисячоліть до нашої ери люди вміли виплавляти і саме олово. Відомо, що стародавні єгиптяни олово для бронзи возили з Персії.
За назвою «трапу» цей метал описаний у давньоіндійській літературі. Латинська назва олова stannum походить від санскритського "ста", що означає "твердий".

Згадка про олову зустрічається і в Гомера. Майже за десять століть до нової ери фінікійці доставляли олов'яну руду з Британських островів, які тоді називалися Касситеридами. Звідси назва каситериту – найважливішого з мінералів олова; склад його Sn0 2 . Інший важливий мінерал – станнин, або олов'яний колчедан, Cu 2 FeSnS 4 . Інші 14 мінералів елемента № 50 зустрічаються набагато рідше і промислового значення немає.
Наші пращури мали в своєму розпорядженні багатші олов'яні руди, ніж ми. Можна було виплавляти метал безпосередньо з руд, що знаходяться на поверхні Землі та збагачених у ході природних процесів вивітрювання та вимивання. Нині таких руд вже немає. У сучасних умовах процес отримання олова багатоступінчастий та трудомісткий. Руди, з яких виплавляють оловотепер складні за складом: крім елемента № 50 (у вигляді оксиду або сульфіду) в них зазвичай присутні кремній, залізо, свинець, мідь, цинк, миш'як, алюміній, кальцій, вольфрам та інші елементи. Нинішні олов'яні руди рідко містять більше 1% Sn, а розсипи – і того менше: 0,01-0,02% Sn. Це означає, що для отримання кілограма олова необхідно видобути та переробити щонайменше центнер руди.

Як отримують олово з руд

Виробництво елемента № 50 із руд та розсипів завжди починається зі збагачення. Методи збагачення олов'яних руд досить різноманітні. Застосовують, зокрема, гравітаційний метод, заснований на відмінності густини основного та супутніх мінералів. При цьому не можна забувати, що супутні далеко не завжди бувають порожньою породою. Часто вони містять цінні метали, наприклад, вольфрам, титан, лантаноїди. У таких випадках із олов'яної руди намагаються витягти всі цінні компоненти.
Склад одержаного олов'яного концентрату залежить від сировини, і ще від того, яким способом цей концентрат отримували. Зміст олова у ньому коливається від 40 до 70%. Концентрат направляють у печі для випалу (при 600-700 ° С), де з нього видаляються відносно леткі домішки миш'яку та сірки. А більшу частину заліза, сурми, вісмуту та деяких інших металів вже після випалу вилуговують соляною кислотою. Після того, як це зроблено, залишається відокремити олово від кисню та кремнію. Тому остання стадія виробництва чорнового олова - плавка з вугіллям та флюсами у відбивних або електричних печах. З фізико-хімічної точки зору цей процес аналогічний доменному: вуглець «віднімає» у олова кисень, а флюси перетворюють двоокис кремнію на легкий порівняно з металом шлак.
У чорновому олові домішок досить багато: 5- 8%. Щоб отримати метал сортових марок (96,5-99,9% Sn), використовують вогневе або рідше електролітичне рафінування. А потрібне напівпровідникової промисловості олово чистотою майже шість дев'яток – 99,99985% Sn – одержують переважно методом зонної плавки.

Ще одне джерело

Щоб отримати кілограм олова, не обов'язково переробляти центнер руди. Можна зробити інакше: «обдерти» 2000 старих консервних банок.
Лише півграма олова посідає кожну банку. Але помножені на масштаби виробництва ці півграми перетворюються на десятки тонн... Частка «вторинного» олова у промисловості капіталістичних країн становить приблизно третину загального виробництва. У нашій країні працюють близько ста промислових установок із регенерації олова.
Як же знімають олово з білої жерсті? Механічними способами зробити це майже неможливо, тому використовують відмінність у хімічних властивостях заліза та олова. Найчастіше жерсть обробляють газоподібним хлором. Залізо без вологи з ним не реагує. ж сполучається з хлором дуже легко. Утворюється рідина, що димить - хлорне олово SnCl 4 , яке застосовують в хімічній і текстильній промисловості або відправляють в електролізер, щоб отримати там з нього металеве олово. І знову почнеться «круговерть»: цим оловом покриють сталеві листи, отримають білу жерсть. З неї зроблять банки, банки заповнять їжею та запечатають. Потім їх розкриють, консерви з'їдять, банки викинуть. А потім вони (не всі, на жаль) знову потраплять на заводи "вторинного" олова.
Інші елементи здійснюють кругообіг у природі за участю рослин, мікроорганізмів і т. д. Кругообіг олова – справа рук людських.

Олово у сплавах

На консервні банки йде приблизно половина світового виробництва олова. Інша половина - в металургію, щоб одержати різних сплавів. Ми не будемо докладно розповідати про найвідоміше зі сплавів олова - бронзу, адресуючи читачів до статті про мідь - інший найважливіший компонент бронз. Це тим більше виправдано, що є безолов'яні бронзи, але немає «безмiдних». Одна з головних причин створення безолов'яних бронз - дефіцитність елемента № 50. Проте бронза, що містить олово, залишається важливим матеріалом і для машинобудування, і для мистецтва.
Техніка потребує й інших олов'яних сплавів. Їх, правда, майже не застосовують як конструкційні матеріали: вони недостатньо міцні і занадто дорогі. Зате вони мають інші властивості, що дозволяють вирішувати важливі технічні завдання при порівняно невеликих витратах матеріалу.
Найчастіше олов'яні сплави застосовують як антифрикційні матеріали або припої. Перші дозволяють зберігати машини та механізми, зменшуючи втрати на тертя; другі з'єднують металеві деталі.
З усіх антифрикційних сплавів найкращі властивості мають олов'яні бабіти, у складі яких до 90% олова. М'які і легкоплавкі свинцеволов'яні припої добре змочують поверхню більшості металів, мають високу пластичність і опір втоми. Однак область їх застосування обмежується через недостатню механічну міцність самих припоїв.
Олово входить також до складу друкарського сплаву гарту. Нарешті, сплави на основі олова дуже потрібні електротехніці. Найважливіший матеріал для електроконденсаторів - станіоль; це майже чисте олово, перетворене на тонкі листи (частка інших металів у станіолі не перевищує 5%).
До речі, багато сплавів олова - справжні хімічні сполуки елемента № 50 з іншими металами. Сплавляючись, олово взаємодіє з кальцієм, магнієм, цирконієм, титаном, багатьма рідкісноземельними елементами. З'єднання, що утворюються при цьому, відрізняються досить великою тугоплавкістю. Так, станнід цирконію Zr 3 Sn 2 плавиться лише при 1985° С. І «винна» тут не тільки тугоплавкість цирконію, а й характер сплаву, хімічний зв'язок між речовинами, що його утворюють. Або інший приклад. Магній до тугоплавких металів не віднесеш, 651 ° С - далеко не рекордна температура плавлення. Олово плавиться при ще нижчій температурі - 232 ° С. А їх сплав - з'єднання Mg2Sn - має температуру плавлення 778 ° С.
Той факт, що елемент № 50 утворює досить численні сплави такого роду, змушує критично поставитися до твердження, що лише 7% виробленого у світі олова витрачається у вигляді хімічних сполук. Мабуть, тут йдеться лише про з'єднання з неметалами.

З'єднання з неметалами

З цих речовин найбільше значення мають хлориди. У тетрахлориді олова SnCl 4 розчиняються йод, фосфор, сірка, багато органічних речовин. Тому і використовують його головним чином як специфічний розчинник. Дихлорид олова SnCl 2 застосовують як протраву при фарбуванні і як відновник при синтезі органічних барвників. Ті ж функції в текстильному виробництві ще одного з'єднання елемента № 50 - станнату натрію Na 2 Sn0 3 . Крім того, за його допомогою обтяжують шовк.
Промисловість обмежено використовує і окисли олова. SnO застосовують для отримання рубінового скла, a Sn0 2 - білий глазурі. Золотисто-Жовті кристали дисульфіду олій SnS 2 нерідко називають сусальним золотом, яким «золотять» дерево, гіпс. Це, якщо можна так сказати, «антисучасне» застосування сполук олова. А найсучасніше?
Якщо мати на увазі тільки сполуки олова, то це застосування станнату барію BaSn0 3 в радіотехніці як чудовий діелектрик. А один з ізотопів олова, il9Sn, відіграв помітну роль щодо ефекту Месс-бауера - явища, завдяки якому було створено новий метод дослідження - гамма-резонансна спектроскопія. І це не єдиний випадок, коли стародавній метал послужив службу сучасній науці.
На прикладі сірого олова - однією з модифікацій елемента № 50 - було виявлено зв'язок між властивостями та хімічною природою напівпровідникового матеріалу. Ми ще повернемося до цього різновиду елемента № 50 після розповіді про ще одну велику і важливу групу сполук олова.

Про оловоорганіку

Елементоорганічних сполук, до складу яких входить олово, відомо безліч. Перше з них отримано ще 1852 р.
Спочатку речовини цього класу отримували лише одним способом – в обмінній реакції між неорганічними сполуками олова та реактивами Гриньяра. Ось приклад такої реакції:
SnCl 4 + 4RMgX → SnR 4 + 4MgXCl (R тут – вуглеводневий радикал, X – галоген).
З'єднання складу SnR4 широкого практичного застосування не знайшли. Але саме з них отримано інші оловоорганічні речовини, користь яких безсумнівна.

Вперше інтерес до оловоорганнці виник у роки першої світової війни. Майже всі органічні сполуки олова, отримані на той час, були токсичні. Як отруйні речовини ці сполуки не були використані, їх токсичністю для комах, пліснявих грибків, шкідливих мікробів скористалися пізніше. На основі ацетату трифенілову (C 6 H 5) 3 SnOOCCH 3 був створений ефективний препарат для боротьби з грибковими захворюваннями картоплі та цукрових буряків. У цього препарату виявилося ще одна корисна властивість: він стимулював зростання та розвиток рослин.
Для боротьби з грибками, що розвиваються в апаратах целюлозно-паперової промисловості, застосовують іншу речовину - гідроокис трибутилолова (З 4 Н 9) з SnОН. Це значно підвищує продуктивність апаратури.
Багато «професій» у дилауринату дибутилолова (C 4 H 9) 2 Sn(OCOC 11 H 23) 2 . Його використовують у ветеринарній практиці як проти гельмінтів (глистів). Цю ж речовину широко застосовують у хімічній промисловості як стабілізатор полівінілхлориду та інших полімерних матеріалів та як каталізатор. Швидкість
реакції утворення уретанів (мономіри поліуретанових каучуків) у присутності такого каталізатора зростає у 37 тис. разів.
На основі оловоорганічних сполук створено ефективні інсектициди; оловоорганічні скла надійно захищають від рентгенівського опромінення, полімерними свинець- та оловоорганічними фарбами покривають підводні частини кораблів, щоб на них не наростали молюски.
Все це з'єднання чотиривалентного олова. Обмежені рамки статті не дозволяють розповісти про багато інших корисних речовин цього класу.
Органічні сполуки двовалентного олова, навпаки, нечисленні та практичного застосування поки що майже не знаходять.

Про сірого олова

Морозною зимою 1916 р. партія олова була відправлена ​​залізницею з Далекого Сходу до європейської частини Росії. Але на місце прибули не сріблясті зливки, а переважно дрібний сірий порошок.
За чотири роки перед тим сталася катастрофа з експедицією полярного дослідника Роберта Скотта. Експедиція, що прямувала до Південного полюса, залишилася без палива: воно витекло із залізних судин крізь шви, пропаяні оловом.
Приблизно у роки до відомого російському хіміку У. У. Марковникову звернулися з інтендантства з проханням пояснити, що відбувається з лудженими чайниками, якими постачали російську армію. Чайник, який принесли до лабораторії як наочний приклад, був покритий сірими плямами та наростами, які обсипалися навіть при легкому постукуванні рукою. Аналіз показав, що і пил, і нарости складалися тільки з олова, без будь-яких домішок.

Що ж відбувалося з металом у всіх цих випадках?
Як і багато інших елементів, олово має кілька алотропічних модифікацій, кілька станів. (Слово "аллотропія" перекладається з грецької як "інша властивість", "інший поворот".) При нормальній плюсовій температурі олово виглядає так, що ніхто не може засумніватися у приналежності його до класу металів.
Білий метал, пластичний, ковкий. Кристали білого олова (його називають ще бета-оловом) тетрагональні. Довжина ребер елементарних кристалічних ґрат - 5,82 і 3,18 А. Але при температурі нижче 13,2° С «нормальний» стан олова інший. Щойно досягнутий цей температурний поріг, у кристалічній структурі олов'яного зливка починається перебудова. Біле олово перетворюється на порошкоподібне сіре, або альфа-олово, і чим нижча температура, тим більша швидкість цього перетворення. Максимуму вона досягає при мінус 39°.
Кристали сірого олова кубічної конфігурації; розміри їх елементарних осередків більші - довжина ребра 6,49 А. Тому щільність сірого олова помітно менша, ніж білого: 5,76 і 7,3 г/см3 відповідно.
Результат перетворення білого олова на сіре іноді називають «олов'яною чумою». Плями і нарости на армійських чайниках, вагони з олов'яним пилом, шви, що стали проникними для рідини, - наслідки цієї хвороби.
Чому зараз не трапляються такі історії? Тільки через одну причину: олов'яну чуму навчилися «лікувати». З'ясовано її фізико-хімічну природу, встановлено, як впливають на сприйнятливість металу до «чуми» ті чи інші добавки. Виявилося, що алюміній та цинк сприяють цьому процесу, а вісмут, свинець та сурма, навпаки, протидіють йому.
Крім білого та сірого олова, виявлено ще одну алотропічну модифікацію елемента № 50 - гамма-олово, стійке при температурі вище 161° С. Відмінна риса такого олова - крихкість. Як і всі метали, зі зростанням температури олово стає пластичнішим, але тільки при температурі нижче 161° С. Потім воно повністю втрачає пластичність, перетворюючись на гамма-олово, і стає настільки крихким, що його можна стовкти в порошок.

Ще раз про дефіцит мітла

Часто статті про елементи закінчуються міркуваннями автора про майбутнє свого «героя». Як правило, малюється воно у рожевому світлі. Автор статті про олову позбавлений цієї можливості: майбутнє олова – металу, безсумнівно, найкориснішого – неясно. Незрозуміло лише з однієї причини.
Декілька років тому американське Гірське бюро опублікувало розрахунки, з яких випливало, що розвіданих запасів елемента № 50 вистачить світу якнайбільше на 35 років. Щоправда, вже після цього було знайдено кілька нових родовищ, зокрема найбільше у Європі, розташоване біля Польської Народної Республіки. Проте дефіцит олова продовжує турбувати фахівців.
Тому, закінчуючи розповідь про елемент № 50, ми хочемо ще раз нагадати необхідність економити і берегти олово.
Нестача цього металу хвилювала навіть класиків літератури. Пам'ятаєте у Андерсена? «Двадцять чотири солдатики були однакові, а двадцять п'ятий солдатик був одноногий. Його відливали останнім, і олова трохи забракло». Тепер олова не вистачає небагато. Недарма навіть двоногі олов'яні солдатики стали рідкістю – частіше зустрічаються пластмасові. Але при всій повазі до полімерів замінити олово вони можуть далеко не завжди.
ІЗОТОПИ. Олово - один із самих «багатоізотопних» елементів: природне олово складається з десяти ізотопів з масовими числами 112, 114-120, 122 п 124. Найпоширеніший з них i20Sn, на його частку припадає близько 33% всього земного олова. Майже в 100 разів менше олова-115 - найрідкіснішого ізотопу елемента № 50.
Ще 15 ізотопів олова з масовими числами 108-111, 113, 121, 123, 125-132 отримані штучно. Час життя цих ізотопів не однаково. Так, олово-123 має період напіврозпаду 136 днів, а олово-132 лише 2,2 хвилини.

ЧОМУ БРОНЗУ ЗВАЛИ БРОНЗОЮ? Слово «бронза» майже однаково звучить багатьма європейськими мовами. Його походження пов'язують із назвою невеликого італійського порту на березі Адріатичного моря – Бріндізі. Саме через цей порт доставляли бронзу до Європи за старих часів, і в стародавньому Римі цей сплав називали «ес Бріндісі»-мідь з Бріндізі.
НА ЧАСТЬ ВИНАХОДЯ. Латинське слово frictio означає «тертя». Звідси назва антифрикційних матеріалів, тобто матеріалів проти трепію. Вони мало стираються, відрізняються м'якістю та тягучістю. Головне їх застосування – виготовлення підшипникових вкладишів. Перший антифрикційний сплав на основі олова та свинцю запропонував у 1839 р. інженер Бабіт. Звідси назва великої та дуже важливої ​​групи антифрикційних сплавів – бабітів.
jKECTb ДЛЯ КОНСЕРВУВАННЯ. Спосіб тривалого збереження харчових продуктів консервуванням у банках із білої жерсті, покритої оловом, першим запропонував французький кухар ф. Аппер 1809 р.
З ДНА ОКЕАНУ. У 1976 р. почало працювати незвичайне підприємство, яке скорочено називають РЕП. Розшифровується це так: розвідувально-експлуатаційне підприємство. Воно розміщується переважно на кораблях. За Полярним колом, у морі Лаптєвих, у районі Ванькиної губи РЕП видобуває з морського дна оловоносний пісок. Тут же на борту одного з суден працює збагачувальна фабрика.
СВІТОВЕ ВИРОБНИЦТВО. За американськими даними, світове виробництво олова наприкінці минулого століття складало 174-180 тис. т.