Мезгилдик системанын ар бир химиялык элементи жана андан пайда болгон жөнөкөй жана татаал заттар уникалдуу. Алар уникалдуу касиеттерге ээ, жана алардын көбү адамдын жашоосуна жана жалпысынан жашоосуна талашсыз олуттуу салым кошот. Калай химиялык элементи да четте калбайт.
Элдин бул металл менен таанышуусу байыркы доорлорго барып такалат. Бул химиялык элемент адамзат цивилизациясынын өнүгүшүндө чечүүчү роль ойногон жана ушул күнгө чейин калайдын касиеттери кеңири колдонулат.
Тарихта калай
Адамдар мурда ишенгендей, ал тургай кандайдыр бир сыйкырдуу касиетке ээ болгон бул металл жөнүндө биринчи жолу библиялык тексттерде кездешет. Калай коло доорунда жашоону жакшыртууда чечүүчү роль ойногон. Ал кезде адамдын эң чыдамкай металл эритмеси коло болгон, аны жезге калай химиялык элементин кошуу менен алууга болот. Бир нече кылымдар бою бул материалдан куралдардан зергер буюмдарга чейин бардыгы жасалып келет.
Темирдин касиеттери ачылгандан кийин калай эритмеси колдонулушун токтоткон жок, албетте, ал бирдей масштабда колдонулбайт, бирок коло, ошондой эле анын башка көптөгөн эритмелери активдүү тартылганБүгүнкү күндө өнөр жайда, технологияда жана медицинада адам бул металлдын туздары, мисалы, калайдын хлор менен өз ара аракеттешүүсүнөн алынган калай хлориди менен бирге бул суюктук 112 градус Цельсийде кайнайт, сууда жакшы эрийт, кристалл гидраттарды пайда кылат жана абада тамеки тартат.
Элементтин мезгилдик таблицадагы орду
Калай химиялык элементи (латынча аты stannum – “stannum”, Sn белгиси менен жазылган) Дмитрий Иванович Менделеев бешинчи мезгилде элүүнүн санына туура келген. Анын бир катар изотоптору бар, эң кеңири тараган изотопу 120. Бул металл көмүртек, кремний, германий жана флеровий менен бирге алтынчы топтун негизги подгруппасына да кирет. Анын жайгашкан жери амфотердик касиеттерди болжолдойт, калайдын бирдей кислоталык жана негизги мүнөздөмөлөрү бар, алар төмөндө кененирээк сүрөттөлөт.
Мезгилдик таблица ошондой эле калайдын атомдук массасын көрсөтөт, ал 118,69. Электрондук конфигурация 5s25p2 татаал заттар металлга +2 жана +4 кычкылдануу абалын көрсөтүүгө мүмкүндүк берип, эки электронду p-кошумча деңгээлден, же төрттөн s- жана p-ден баш тартып, бүт сырткы деңгээлди толугу менен бошотот.
Элементтин электрондук мүнөздөмөсү
Атомдук номерге ылайык, калай атомунун айланадагы ядролук мейкиндигинде элүүгө чейин электрон бар, алар беш деңгээлде жайгашкан, алар өз кезегинде бир катар субдеңгээлдерге бөлүнүшөт. Биринчи экөөнүн s- жана p-кичи деңгээли гана бар, үчүнчүдөн баштап үч эселенген бөлүнүү бар.s-, p-, d-.
Сырткы электрондук деңгээлди карап көрөлү, анткени анын түзүлүшү жана атомдун химиялык активдүүлүгүн электрондор менен толтуруу аныктайт. Козголбогон абалда элемент экиге барабар валенттүүлүк көрсөтөт, дүүлүккөндө бир электрон s-кичи деңгээлинен р-кичи деңгээлиндеги вакансияга өтөт (ал эң көп үч жупташпаган электронду камтышы мүмкүн). Бул учурда калай валенттүүлүгүн жана кычкылдануу абалын көрсөтөт - 4, анткени жупташкан электрондор жок, бул химиялык өз ара аракеттенүү процессинде аларды эч нерсе субдеңгээлдерде кармап турбайт дегенди билдирет.
Жөнөкөй зат металл жана анын касиеттери
Жөнөкөй зат калай – күмүш түстөгү металл, эригичтер тобуна кирет. Металл жумшак жана деформацияга салыштырмалуу оңой. Калай сыяктуу металлга бир катар өзгөчөлүктөр мүнөздүү. Цельсий боюнча 13,2 градустан төмөн температура калайдын металл модификациясынын порошокко өтүү чек арасы болуп саналат, ал түстүн күмүш-актан бозго өзгөрүшү жана заттын тыгыздыгынын азайышы менен коштолот. Калай 231,9 градуста эрип, 2270 градуста кайнайт. Ак калайдын кристаллдык тетрагоналдык түзүлүшү металлдын ийилген жеринде ысытылганда жана заттын кристаллдарын бири-бирине сүрткөндө анын мүнөздүү кычырылышын түшүндүрөт. Боз калайдын куб сингониясы бар.
Калайдын химиялык касиеттери кош мааниге ээ, ал амфотеризмди көрсөтүп, кислоталык да, негиздүү да реакцияларга кирет. Металл щелочтор, ошондой эле кислоталар менен өз ара аракеттенет, мисалы, күкүрт жанаазот, галогендер менен реакцияга киргенде активдүү.
Калай эритмелери
Эмне үчүн алардын курамындагы компоненттердин белгилүү бир пайызы бар эритмелери таза металлдардын ордуна көбүрөөк колдонулат? Чындыгында, эритме жеке металлда жок касиеттерге ээ, же бул касиеттери алда канча күчтүү (мисалы, электр өткөргүчтүгү, коррозияга туруктуулугу, керек болсо металлдардын физикалык жана химиялык мүнөздөмөлөрүн пассивациялоо же активдештирүү ж.б.). Калай (сүрөттө таза металлдын үлгүсү көрсөтүлгөн) көптөгөн эритмелерге кирет. Аны кошумча же негизги зат катары колдонсо болот.
Бүгүнкү күндө калай сыяктуу металлдын эритмелеринин көп сандагы эритмелери белгилүү (алардын баасы кеңири өзгөрүп турат), эң популярдуу жана колдонулгандарын карап көрөлү (айрым эритмелерди колдонуу тиешелүү бөлүмдө талкууланат)). Жалпысынан, металл эритмелери төмөнкү өзгөчөлүктөргө ээ: жогорку ийкемдүүлүк, төмөн эрүү температурасы, аз катуулук жана бекемдик.
Эритмелердин кээ бир мисалдары
- Калайдын жана коргошундун кээ бир легирлөөчү кошумчалары менен эритмеси (сурьма, жез, кадмий, цинк, күмүш, индий) - ширетүү үчүн калай деп аталган, андагы каландын пайызы 49-51 же 59 болушу керек. -61 пайыз. Байланыштын бекемдиги калайдын бириктирилген металл беттери менен катуу эритме түзүшүн камсыздайт.
- Гарт - калайдын, коргошундун жанасурьма полиграфиялык боёктун негизин түзөт (ошондуктан бул металлдардын жагымсыз концентрациясын болтурбоо үчүн тамак-ашты гезиттерге ороп коюу сунушталбайт).
- Баббит - калайдын, коргошундун, жездин жана сурьманын эритмеси - аз сүрүлүү, жогорку эскирүү туруктуулугу менен мүнөздөлөт.
- Индий-калай эритмеси – аз эрүүчү материал, ал отко чыдамдуу, коррозияга туруктуулугу жана олуттуу бекемдиги менен мүнөздөлөт.
Эң маанилүү табигый кошулмалар
Калай бир катар табигый кошулмаларды – рудаларды түзөт. Металл 24 минералдык бирикмелерди түзөт, өнөр жай үчүн эң маанилүүсү калай оксиди - касситерит, ошондой эле каркас - Cu2FeSnS4. Калай жер кыртышында чачырап, андан пайда болгон кошулмалар магниттик келип чыккан. Өнөр жай полиол туздарын жана калай силикаттарын да колдонот.
Калай жана адам организми
Калай химиялык элементи адамдын организминдеги сандык курамы боюнча микроэлемент болуп саналат. Анын негизги топтолушу сөөк тканында болот, мында металлдын нормалдуу курамы анын өз убагында өнүгүшүнө жана таяныч-кыймыл аппаратынын жалпы иштешине өбөлгө түзөт. Сөөктөн тышкары калай ашказан-ичеги трактында, өпкөдө, бөйрөктө жана жүрөктө топтолот.
Бул металлдын ашыкча топтолушу организмдин жалпы уулануусуна, ал эми узакка созулушу гендин терс мутацияларына алып келиши мүмкүн экенин белгилей кетүү маанилүү. Акыркы убакта бул көйгөй курчап турган чөйрөнүн экологиялык абалына байланыштуу абдан актуалдуу болуп саналатАйлана-чөйрө көп нерсени каалагандай калтырат. Мегаполистердин жана өнөр жай зоналарына жакын жайгашкан райондордун тургундарынын калайдан мас болуу ыктымалдыгы жогору. Көбүнчө уулануу өпкөдөгү калай туздарынын, мисалы, калай хлориди жана башкалардын топтолушу аркылуу болот. Ошол эле учурда микроэлементтердин жетишсиздиги өсүүнүн артта калышына, угуунун начарлашына жана чачтын түшүшүнө алып келиши мүмкүн.
Колдонмо
Металл коммерциялык түрдө көптөгөн эритүүчү ишканаларда жана компанияларда жеткиликтүү. калай сыяктуу таза жөнөкөй заттан жасалган куймалар, стерженьдер, зымдар, цилиндрлер, аноддор түрүндө чыгарылат. Баасы 1 кг үчүн 900дөн 3000 рублга чейин.
Таза калай сейрек колдонулат. Анын эритмелери жана бирикмелери негизинен колдонулат - туздар. Ширетүүчү калай жез эритмелеринен, болоттон, жезден жасалган жогорку температурага жана күчтүү механикалык жүктөргө дуушар болбогон тетиктерди бекитүүдө колдонулат, бирок алюминийден же анын эритмелеринен жасалгандарга сунушталбайт. Калай эритмелеринин касиеттери жана мүнөздөмөлөрү тиешелүү бөлүмдө сүрөттөлгөн.
Салталар микросхемаларды ширетүү үчүн колдонулат, бул учурда металлга негизделген эритмелер, мисалы, калай да идеалдуу. Сүрөттө калай коргошун эритмесин колдонуу процесси чагылдырылган. Аны менен сиз абдан назик иштерди аткара аласыз.
Калайдын коррозияга туруктуулугу жогору болгондуктан, андан консерваланган темир (калай) – тамак-аш азыктары үчүн банка жасалат. Медицинада, атап айтканда стоматологияда калай колдонулаттиш пломбаларын аткаруу. Үй трубалары калай менен капталган, анын эритмелеринен подшипниктер жасалган. Бул заттын электротехникага кошкон салымы да баа жеткис.
Электролиттер катары фторбораттар, сульфаттар жана хлориддер сыяктуу калай туздарынын суудагы эритмелери колдонулат. Калай кычкылы - керамика үчүн глазурь. Пластмассага жана синтетикалык материалдарга калайдын ар кандай туундуларын киргизүү менен, алардын күйүүчүлүгүн жана зыяндуу түтүндөрдүн чыгышын азайтуу мүмкүн окшойт.
