هل تعلم أن تماثيل الأوسكار مطلية بعناصر لامعة ومصنوعة من البيوتر، وهو عبارة عن سبيكة من البيوتر ومعادن أخرى؟ بالإضافة إلى ذلك، تم تغطية الصناديق الحديدية أو الفولاذية القديمة بهذا العنصر لحمايتها من الصدأ. في الوقت الحاضر، نظرًا لتعدد استخداماته، هناك العديد من التطبيقات التي يمكنك اكتشافها هنا.
ما هو القصدير؟
إنه معدن ما بعد انتقالي، اعتمادًا على تنوعه المتآصل، يمكن أن يكون أبيض أو رمادي. وهو مرن وقابل للأكسدة في درجة حرارة الغرفة ومقاوم للتآكل ويستخدم لطلاء المعادن الأخرى. يوجد بشكل شائع في العديد من السبائك ويشبه الرصاص والجرمانيوم. ومن ناحية أخرى، عندما ينحني شريط من العنصر، فإنه يصدر صوتًا يعرف باسم صرخة عنصر القصدير.
رمز القصدير
يتوافق Sn مع اختصار للكلمة اللاتينية Stannum ، بدورها، للمصطلح السلتي القديم Stagnum ، الذي كان مرتبطًا بالعنصر. ويطلق عليها هذا الاسم لأنها كانت معروفة لدى الإنسان منذ القدم.
خصائص القصدير
ومن بين خصائص القصدير صلابة تبلغ 1.5 على مقياس موس، وملمس معدني، وكونه محفزًا في وجود الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، فهو ليس له رائحة، وهو ناعم وأملس وله درجات فضية بيضاء ويحتوي على 9 نظائر مستقرة. بالإضافة إلى ذلك، على المستوى الذري، يتكون من 69 نيوترونًا و50 بروتونًا و50 إلكترونًا. بيانات العناصر الأخرى هي:
- الأشكال المتآصلة: هناك نوعان، الأبيض والرمادي.
- التفاعل الكيميائي : يقاوم التآكل الناتج عن الهواء والماء في درجة حرارة الغرفة. يتم مهاجمته بشكل عام بواسطة الأحماض والقواعد.
- الانصهار : يحتوي على أقل نقطة انصهار في المجموعة 14 من الجدول الدوري.
- الحالة : صلبة.
- التغيرات : عندما تكون درجة الحرارة أقل من 13.2 درجة مئوية، يتغير لونها تلقائياً من الأبيض إلى الرمادي، وهي ظاهرة تسمى طاعون القصدير.
- البنية البلورية : الأبيض هو رباعي الأضلاع، بينما يشكل اللون الرمادي بنية مكعبة.
- القابلية للطرق : اللون الرمادي هش بينما اللون الأبيض مرن ومرن وبالتالي يمكن لفه على البارد وغزله.
- الترتيب المغناطيسي : اللون الأبيض ذو خاصية مغناطيسية أما اللون الرمادي فهو ذو قدرة مغناطيسية.
- الموصلية : وهو موصل فائق عند درجات حرارة أقل من -269.28 درجة مئوية. يعمل الأبيض كموصل للكهرباء والرمادي هو أشباه الموصلات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للقصدير
- العدد الذري : 50
- حالات الأكسدة : +4.2
- الكثافة : 7365 كجم/م3
- أكسيد : مذبذب
- الحرارة النوعية : 228 جول/(ك-كجم)
- الإلكترونات لكل مستوى : 2، 8، 18، 18، 4
- نقطة الانصهار : 232 درجة مئوية (505.08 كلفن)
- سرعة الصوت : 2500 م/ث عند 293.15 ك
- نقطة الغليان : 2602 درجة مئوية (2875 كلفن)
- المحتوى الحراري للتبخر : 295.8 كيلوجول/مول
- التكوين الإلكتروني : [Kr]4d 10 5s 2 5p 2
- نصف القطر التساهمي (Å) : 180 م
- الكتلة الذرية (جم/مول) : 118,710 ش
- المحتوى الحراري للانصهار : 7,029 كيلوجول/مول
- نصف القطر الذري (Å) : 145 م (نصف قطر بور)
- جهد التأين الأول (eV) : 708.6 كيلوجول/مول
- السالبية الكهربية : 1.96 (مقياس بولينج)
أصل القصدير
ولا يُعرف على وجه التحديد من اكتشف القصدير، فهو معدن معروف منذ القدم. إلا أن البعض يعتبر التاريخ التقريبي لاكتشافه هو 2000 قبل الميلاد، بين مناطق الشرق الأدنى والبلقان.
وبحسب تاريخ القصدير فإن أولى عمليات استغلال رواسبه تعود إلى 3000 قبل الميلاد، كما تم اكتشاف أن القطع الأثرية الأولى للعنصر كانت تحتوي على 2% من الزرنيخ. وهذا يمنحه صلابة أكبر ودرجة حرارة انصهار أقل وسمية واضحة. ولذلك، تم استبدال المصدر الرئيسي بمعدن القصديريت.
كما تم خلطها مع النحاس لتكوين مادة البرونز، والتي كانت بمثابة بداية العصر البرونزي المزدهر، حيث كانت هذه السبيكة الجديدة مثالية لصنع أسلحة بعيدة المدى وأدوات عملية. وبالمثل، بدأ التجار بتوزيع هذا المعدن في جميع أنحاء أوروبا ومصر.
ما هو القصدير المستخدمة ل؟
حاليًا، الاستخدامات الأكثر شيوعًا هي السبائك واللحامات للدوائر الإلكترونية. إلا أن هناك مناطق أخرى تستفيد من خصائصه مثل:
- تقليل هشاشة الزجاج.
- عنصر حماية للمعادن الأخرى، مثل الحديد أو الفولاذ، المستخدم في صناعة العلب.
- وتستخدم مركباته في الأصباغ والأصباغ ومبيدات الفطريات ومعاجين الأسنان.
- يستخدم في اللحام الناعم عند خلطه بالرصاص.
- سبائك القصدير والنحاس تنتج البرونز.
- وبتحالفه مع الرصاص، فإنه يشكل طبقات أنابيب الأجهزة الموسيقية المختلفة.
- يتم استخدامه في صناعة السيراميك لصنع طلاء السيراميك.
- يتم استخدامه كمظروف مانع للتسرب في أغطية زجاجات النبيذ.
أين يوجد القصدير؟
وهو منتج مهم في مقاطعة يونا في الصين وديفون وماليزيا وكورنوال في إنجلترا. علاوة على ذلك، يصل إنتاج التعدين إلى دول مثل ألمانيا والبرتغال وفرنسا وجمهورية التشيك وإيطاليا وإسبانيا وجنوب إفريقيا وسوريا ومصر وإيران.
في الختام، القصدير معدن مرن، قابل للطرق، مقاوم للتآكل، ناعم وعديم الرائحة ذو نسيج معدني ويعمل كمحفز في وجود الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقدم شكلين متآصلين، الأبيض والرمادي، وعند درجة حرارة أقل من 13.2 درجة مئوية يتغير لونه، وهو ما يسمى طاعون القصدير.