50 Sn قصدير 118.71
فلز بعد انتقالي p-block Period 5 Group 14

قصدير

Sn · Element 50 · Carbon group

Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 118.71 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²
49In All 118 51Sb

البنية

ذرة قصدير

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع قصدير بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.

فيزيائية

الكثافة 7.265 g/cm³ 47%
نقطة الانصهار 505.1 K 25%
نقطة الغليان 2875 K 57%
الحرارة النوعية 0.228 J/g·K
التوصيل الحراري 66.8 W/m·K 72%

ذرية

نصف القطر الذري 140 pm 33%
نصف القطر التساهمي 139 pm
نصف قطر فان دير فالس 217 pm

إلكترونية

السالبية الكهربائية 1.96 67%
طاقة التأين 708.2 kJ/mol 51%
الألفة الإلكترونية 107.1 kJ/mol 72%

الوفرة

الوفرة في القشرة 2.3 mg/kg 58%

الهوية

الرمزSn
العدد الذري50
الكتلة الذرية118.71 u
الفئةفلز بعد انتقالي
المستوى الفرعيp
البنية البلوريةرباعي الزوايا
حالات الأكسدة-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
الاكتشافancient
اكتشفهKnown since antiquity

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق مقياس

How big is a قصدير atom?

Radius 140 pm — that is 0.14 nm, so about 3571 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

قصدير is liquid over a 2370 K window, from 505 K to 2875 K.

موضعه

موضعه في الجدول

قصدير sits in period 5, group 14. Everything in group 14 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER الفلزات ما بعد الانتقالية

13Al 31Ga 49In 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv
All الفلزات ما بعد الانتقالية

القصة

ما هو قصدير، وكيف اكتشفناه

Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age.

The discovery of قصدير

الاكتشاف القديم - فجر علم التعدين

البدايات قبل التاريخ (3200 قبل الميلاد)

يسبق اكتشاف القصدير التاريخ المدون، إذ ظهر خلال أولى تجارب البشرية في علم التعدين. وتُظهر الأدلة الأثرية من تركيا وإيران والبلقان مصنوعات برونزية قصديرية يعود تاريخها إلى 3200 قبل الميلاد، مما يمثل انتقال البشرية من العصر الحجري إلى العصر البرونزي.

ثورة العصر البرونزي

اكتشف علماء التعدين القدماء أن إضافة 10-12% قصدير إلى النحاس تنتج البرونز، وهو أصلب وأكثر متانة وأسهل في الصب من النحاس النقي. وكان هذا الاكتشاف تحويلياً إلى درجة أنه عرّف حقبة كاملة من الحضارة الإنسانية استمرت أكثر من 2,000 عام.

"كان أول من خلط القصدير بالنحاس، فاخترع البرونز الذي فاق كلا الفلزين في المنفعة." - كتابات يونانية قديمة عن التعدين المبكر

تجارة القصدير الفينيقية

أصبح الفينيقيون تجاراً بارعين للقصدير نحو 1200 قبل الميلاد، وأنشؤوا طرقاً تجارية من كورنوال في إنجلترا (جزر الكاسيتيريديس أو "جزر القصدير") إلى البحر المتوسط. وكانت سفنهم المصبوغة بالأرجوان تحمل القصدير الثمين الذي كانت قيمته تعادل وزنه من الفضة.

الإمبراطورية الرومانية والقصدير

أطلق الرومان على القصدير اسم "plumbum album" (الرصاص الأبيض)، واستغلوا مناجم القصدير البريطانية بكثافة. وأصبحت كورنوال المصدر الرئيسي للقصدير في الإمبراطورية الرومانية، مع عمليات تعدين معقدة شملت التعدين الهيدروليكي وتقنيات الصهر المتطورة.

الفهم العلمي

حدد أنطوان لافوازييه (1789) القصدير لأول مرة بوصفه عنصراً كيميائياً في عمله الرائد "عناصر الكيمياء". وقد ميزه عن الفلزات الأخرى وأثبت مكانه في الفهم الناشئ للعناصر الكيميائية.

أثر الثورة الصناعية

حولت الثورة الصناعية القصدير من مادة فاخرة إلى ضرورة صناعية:

  • 1810: اخترع بيتر دوران علبة القصدير لحفظ الطعام
  • 1820s: طُورت عملية القصدرة بالغمس الساخن لطلاء القصدير على نطاق واسع
  • 1876: أحدثت أول آلة لتصنيع علب القصدير ثورة في تغليف الطعام

الاكتشاف الحديث للرواسب

شكلت اكتشافات القصدير الرئيسية الاقتصاد العالمي:

  • 1850s: اكتُشفت رواسب قصدير ضخمة في ماليزيا وإندونيسيا
  • 1870s: اكتُشفت مناجم القصدير البوليفية على ارتفاعات عالية
  • 1980s: حُددت احتياطيات القصدير الصينية بوصفها الأكبر في العالم
الأثر التاريخي: مكّن اكتشاف القصدير وإتقانه مباشرةً من نشوء الحضارات القديمة، من الأدوات البرونزية المصرية إلى المعدات العسكرية الرومانية. ولم يكن لاكتشاف أي فلز آخر أثر عميق مماثل في التطور التقني للبشرية!

الاستخدامات

فيما يُستخدم قصدير

التطبيقات الصناعية

ثورة طلاء القصدير: أشهر استخدامات القصدير هي في الفولاذ المطلي بالقصدير لصنع علب الطعام، إذ يحمي أكثر من 300 مليار علبة حول العالم سنوياً. ويمنع طلاء القصدير الرقيق التآكل ويحافظ على سلامة الطعام لسنوات، مما أحدث ثورة في حفظ الأغذية والتجارة العالمية.

الإلكترونيات واللحام

تعتمد الإلكترونيات الحديثة على لحامات أساسها القصدير، ولا سيما سبائك SAC (القصدير-الفضة-النحاس) المستخدمة في اللحام الخالي من الرصاص. ويحتوي كل هاتف ذكي وحاسوب وجهاز إلكتروني على مئات وصلات اللحام بالقصدير التي تصل المكونات بلوحات الدوائر.

تصنيع السبائك

  • إنتاج البرونز: يحول القصدير النحاس إلى برونز (8-12% قصدير)، مكوناً السبيكة التي عرّفت حقبة كاملة من الحضارة الإنسانية
  • صناعة البيوتر: بيوتر عالي المحتوى من القصدير (85-99% قصدير) للعناصر الزخرفية والتحف التاريخية
  • سبائك المحامل: معدن بابيت المحتوي على 80-90% قصدير لمحامل المحركات منخفضة الاحتكاك
  • معدن الطباعة: سبائك القصدير-الرصاص لحروف الطباعة وآلات اللينوتيب

التطبيقات الكيميائية

مركبات القصدير العضوية: تُستخدم محفزات في إنتاج رغوة البولي يوريثان، ومثبتات PVC، وكانت تُستخدم سابقاً كعوامل مانعة للتلوث البحري (وهي الآن مقيدة بسبب المخاوف البيئية).

صناعة الزجاج

عملية الزجاج العائم: يطفو الزجاج المنصهر فوق أحواض من القصدير المنصهر لتكوين صفائح مستوية تماماً للنوافذ والمرايا، وينتج أكثر من 95% من الزجاج المسطح في العالم.

الطلاءات الواقية

توفر طلاءات القصدير مقاومة للتآكل للفولاذ في البيئات القاسية، من معدات تصنيع الأغذية إلى التطبيقات البحرية. ويُعد القصدرة بالغمس الساخن والطلاء الكهربائي طريقتي التطبيق الأساسيتين.

الاستخدامات اليومية

الطعام والمطبخ

  • علب القصدير: حماية مليارات المنتجات الغذائية حول العالم، من الحساء إلى طعام الحيوانات الأليفة
  • قوالب الخَبز: قوالب نحاسية مبطنة بالقصدير للخبز الاحترافي وصناعة الحلويات
  • الطلاءات الآمنة للطعام: بطانات داخلية للعلب تمنع الطعم المعدني والتلوث
  • أدوات مائدة البيوتر: أطباق وأكواب وقطع تقديم للمناسبات الخاصة

الإلكترونيات

  • وصلات اللحام: توصيل المكونات الإلكترونية في الهواتف والحواسيب والأجهزة
  • لوحات الدوائر: طلاء مسارات النحاس بالقصدير للحماية من الأكسدة
  • أطراف المكونات: طلاء دبابيس المكونات الإلكترونية بالقصدير لتسهيل اللحام

البناء والأدوات

  • مواد التسقيف: فولاذ مطلي بسبيكة تِرْنِه لأسقف متينة مقاومة للعوامل الجوية
  • لحام السباكة: لحامات أساسها القصدير وخالية من الرصاص لوصلات أنابيب المياه
  • العناصر الزخرفية: لافتات قصديرية وإعلانات قديمة وقطع من الفن الشعبي

السيارات

  • محامل المحرك: معدن بابيت أساسه القصدير لتشغيل سلس منخفض الاحتكاك
  • طلاءات خزانات الوقود: حماية من التآكل لتخزين البنزين والديزل
  • الأنظمة الإلكترونية: وصلات لحام في إلكترونيات السيارات وأجهزة الاستشعار

الفنون والحِرف

  • صناعة البيوتر: مجوهرات مصنوعة يدوياً وأغراض زخرفية ومقتنيات
  • الزجاج المعشق: قضبان من القصدير-الرصاص لضم قطع الزجاج في النوافذ الفنية
  • صناعة النماذج: جنود قصدير ومجسمات وصب للهواة
هل تعلم؟ لا تشير عبارة "أذن من القصدير" إلى القصدير الحقيقي، بل تأتي من الصوت المعدني المسطح للأوعية القصديرية الرخيصة مقارنة بالسيراميك الجيد أو الفضة!

مصدره

وجوده الطبيعي

2.3 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 58% of elements

التوزيع العالمي

الخام الأساسي: الكاسيتريت

الكاسيتريت (SnO₂) هو المصدر التجاري الوحيد تقريباً للقصدير، ويحتوي على ما يصل إلى 78.8% قصدير من حيث الكتلة. ويكوّن هذا المعدن الثقيل اللامع بلورات مميزة بنية إلى سوداء، وغالباً ما يوجد في بيئات مرتبطة بالغرانيت.

الرواسب الرئيسية حول العالم

  • الصين: تنتج 40% من قصدير العالم، ولا سيما من منطقة قهجيو في مقاطعة يوننان، المعروفة باسم "عاصمة القصدير في العالم"
  • إندونيسيا: تحتوي جزيرتا بانغكا وبيليتونغ على رواسب قصدير غرينية واسعة
  • ميانمار (بورما): مصدر تاريخي ذو رواسب غنية من الكاسيتريت في تكوينات الغرانيت
  • بوليفيا: مناجم مرتفعة في جبال الأنديز، ولا سيما حول أورورو
  • بيرو: إنتاج مهم للقصدير من منطقة الأنديز
  • البرازيل: تنتج ولاية روندونيا القصدير من رواسب الصخور الصلبة والرواسب الغرينية

التكوين الجيولوجي

تتكون رواسب القصدير من خلال العمليات الحرارية المائية عندما تترسب السوائل الحاملة للقصدير، القادمة من تداخلات الغرانيت المبردة، على هيئة كاسيتريت في الصخور المحيطة. وغالباً ما توجد هذه الرواسب في:

  • الغرايزن: غرانيت متحول يحتوي على الكوارتز والميكا والكاسيتريت
  • رواسب السكارن: مناطق تحول تماسي حول تداخلات الغرانيت
  • الرواسب الغرينية: كاسيتريت متجوى متركز في حصى الأنهار
  • أنظمة العروق: كاسيتريت في عروق الكوارتز التي تخترق الغرانيت

التعدين الغريني

يأتي جزء كبير من قصدير العالم من الرواسب الغرينية، حيث أدت التجوية إلى تركيز الكاسيتريت في حصى الأنهار والرواسب الساحلية. وقد تأسست صناعة التعدين التاريخية للقصدير في ماليزيا على مثل هذه الرواسب.

الوفرة والندرة

يحتل القصدير المرتبة 47 بين أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية، بتركيز يبلغ نحو 2.3 ppm، مما يجعله أندر من الرصاص وأكثر شيوعاً من الفضة. ويتطلب تركيزه في الرواسب الاقتصادية ظروفاً جيولوجية محددة، لذلك تُعد مناجم القصدير غير شائعة نسبياً على مستوى العالم.

منظور كوني: يتكون القصدير من خلال التخليق النووي النجمي في النجوم الضخمة، ويتناثر في الفضاء أثناء انفجارات المستعرات العظمى، ثم يندمج في نهاية المطاف في أنظمة كوكبية جديدة.

التعامل

السلامة

ملف سلامة القصدير

فلز آمن عموماً

يُعد القصدير الفلزي غير سام وآمناً لتطبيقات ملامسة الطعام. وتوافق إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على الحاويات المطلية بالقصدير لتخزين الطعام، وقد استُخدم القصدير بأمان في أواني الطهي لقرون.

سلامة الطعام

  • التعرض الآمن: إن تناول القصدير يومياً من علب الطعام (0.1-1.0 mg) أقل بكثير من المستويات السامة
  • الوجود الطبيعي: يوجد القصدير بشكل طبيعي في كثير من الأطعمة بمستويات ضئيلة
  • عدم التراكم الحيوي: يتخلص الجسم بكفاءة من القصدير الزائد من خلال الأيض الطبيعي

مركبات القصدير العضوية - تحذير

مركبات القصدير العضوية أكثر سمية بكثير من القصدير الفلزي وتتطلب مناولة حذرة:

  • ثلاثي بيوتيل القصدير (TBT): استُخدم سابقاً في الطلاءات البحرية، وهو محظور الآن بسبب سميته البيئية
  • الاستخدام الصناعي: تتطلب مثبتات PVC والمحفزات معدات واقية
  • الأثر البيئي: تبقى بعض مركبات القصدير العضوية في الرواسب وتتراكم حيوياً

السلامة في مكان العمل

  • غبار القصدير: قد يسبب استنشاقه لفترات طويلة "داء القصدير"، أي ترسبات رئوية حميدة
  • معدات الحماية: استخدم أقنعة الغبار عند طحن سبائك القصدير أو تشغيلها آلياً
  • سلامة اللحام: احرص على التهوية الكافية لتجنب استنشاق أبخرة التدفق
  • ملامسة الجلد: لا يسبب القصدير الفلزي تهيج الجلد أو تحسسه

المخاطر الفيزيائية

  • صرخة القصدير: يُصدر القصدير النقي "صرخة" مميزة عند ثنيه، وهي غير ضارة لكنها تشير إلى الإجهاد
  • نقطة الانصهار: تجعل نقطة الانصهار المنخفضة (232°C) القصدير سهل التشغيل، لكنها تتطلب الحذر من الأسطح الساخنة

الاعتبارات البيئية

  • قابل لإعادة التدوير: يمكن إعادة تدوير القصدير بنسبة 100% من دون فقدان الجودة
  • أثر بيئي منخفض: يشكل القصدير الفلزي خطراً بيئياً ضئيلاً
  • استخدام مستدام: طلاءات علب القصدير رقيقة للغاية، مما يقلل استهلاك الموارد
نصيحة للسلامة: رغم أن القصدير الفلزي آمن جداً، استخدم دائماً تهوية مناسبة عند اللحام وتجنب التعرض للمواد الكيميائية الصناعية العضوية للقصدير.

إجابات سريعة

قصدير: أسئلة شائعة

What is قصدير?

قصدير (symbol Sn) is element 50 on the periodic table, a فلز بعد انتقالي in period 5, group 14. Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of قصدير?

قصدير's ground-state electron configuration is [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p², giving 5 occupied shells holding 2, 8, 18, 18, 4 electrons respectively. Its outer shell holds 4 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of قصدير?

قصدير melts at 505.1 K (231.9 °C) and boils at 2875 K (2601.9 °C).

What is the atomic mass of قصدير?

The standard atomic weight of قصدير is 118.71 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is قصدير?

قصدير has a density of 7.265 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of قصدير is about 7.3× heavier.

What is the electronegativity of قصدير?

قصدير has a Pauling electronegativity of 1.96. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered قصدير, and when?

قصدير has been known since antiquity — it occurs in a form usable without smelting, so no single person can be credited with its discovery. The name comes from anglo-Saxon tin; symbol from Latin stannum.

How common is قصدير on Earth?

قصدير makes up about 2.3 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.

→ السابق In Indium Element 49 · Post-transition metal التالي ← Sb Antimony Element 51 · Metalloid