50 Sn Zinn 118,71
Nachübergangsmetall p-Block Periode 5 Gruppe 14

Zinn

Sn · Element 50 · Nachübergangsmetall

Die andere Hälfte der Bronze: Zinn führte die Steinzeit in die Bronzezeit.

Zustand bei 20°C fest
Atommasse 118,71 u
Elektronenkonfiguration[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²

Struktur

Das Zinn-Atom

Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.

Orbitalwolke

Gemessene Werte

Eigenschaftsübersicht

Jeder Balken zeigt, wo Zinn bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.

Physikalisch

Dichte 7,265 g/cm³ 47%
Schmelzpunkt 505,1 K 25%
Siedepunkt 2875 K 57%
Spezifische Wärme 0,228 J/g·K
Wärmeleitfähigkeit 66,8 W/m·K 72%

Atomar

Atomradius 140 pm 34%
Kovalenzradius 139 pm
Van-der-Waals-Radius 217 pm

Elektronisch

Elektronegativität 1,96 67%
Ionisierungsenergie 708,2 kJ/mol 51%
Elektronenaffinität 107,1 kJ/mol 72%

Vorkommen

Häufigkeit in der Erdkruste 2,3 mg/kg 58%

Identität

SymbolSn
Ordnungszahl50
Atommasse118,71 u
KategorieNachübergangsmetall
Blockp
Kristallstrukturtetragonal
Oxidationsstufen-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
Entdecktancient
Entdeckt vonSeit der Antike bekannt

Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.

Größe, maßstabsgetreu

Wie groß ist das Atom von Zinn?

Radius 140 pm — das entspricht 0,14 nm; etwa 3,57 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.

Temperaturbereich

Fest, flüssig, gasförmig — und wann

Zinn ist über einen Bereich von 2370 K flüssig, von 505 K bis 2875 K.

Wo es steht

Position in der Tabelle

Zinn befindet sich in Periode 5, Gruppe 14. Alle Elemente in Gruppe 14 besitzen die gleiche Anzahl an Außenelektronen und verhalten sich deshalb so ähnlich.

Andere Nachübergangsmetalle

Alle Nachübergangsmetalle

Die Geschichte

Was Zinn ist und wie wir es gefunden haben

Die andere Hälfte der Bronze: Zinn führte die Steinzeit in die Bronzezeit.

Die Entdeckung von Zinn

Antike Entdeckung – Der Beginn der Metallurgie

Vorgeschichtliche Anfänge (3200 v. Chr.)

Die Entdeckung des Zinns liegt vor der aufgezeichneten Geschichte und entstand während der ersten metallurgischen Experimente der Menschheit. Archäologische Funde aus der Türkei, dem Iran und dem Balkan zeigen Zinnbronze-Artefakte aus dem Jahr 3200 v. Chr. Sie markieren den Übergang der Menschheit von der Steinzeit zur Bronzezeit.

Die Revolution der Bronzezeit

Antike Metallurgen entdeckten, dass die Zugabe von 10-12 % Zinn zu Kupfer Bronze erzeugte – härter, haltbarer und leichter zu gießen als reines Kupfer. Diese Entdeckung war so bedeutend, dass sie eine ganze Epoche der menschlichen Zivilisation prägte, die mehr als 2.000 Jahre dauerte.

„Er war der Erste, der Zinn mit Kupfer mischte und dadurch Bronze erfand, die beide Metalle an Nützlichkeit übertraf.“ – Altgriechische Schriften über die frühe Metallurgie

Phönizischer Zinnhandel

Die Phönizier wurden um 1200 v. Chr. zu bedeutenden Zinnhändlern und errichteten Handelsrouten von Cornwall in England (den „Cassiteriden“ oder „Zinninseln“) bis zum Mittelmeer. Ihre purpurgefärbten Schiffe transportierten kostbares Zinn, das so viel wie Silber wert war.

Das Römische Reich und Zinn

Die Römer nannten Zinn „plumbum album“ (weißes Blei) und beuteten die britischen Zinnminen intensiv aus. Cornwall wurde zur wichtigsten Zinnquelle des Römischen Reiches, mit komplexen Bergbauverfahren, darunter hydraulischer Bergbau und ausgefeilte Schmelztechniken.

Wissenschaftliches Verständnis

Antoine Lavoisier (1789) identifizierte Zinn in seinem bahnbrechenden Werk „Elements of Chemistry“ erstmals korrekt als chemisches Element. Er unterschied es von anderen Metallen und bestimmte seinen Platz im sich entwickelnden Verständnis chemischer Elemente.

Auswirkungen der Industriellen Revolution

Die Industrielle Revolution verwandelte Zinn von einem Luxusmaterial in eine industrielle Notwendigkeit:

  • 1810: Peter Durand erfand die Konservendose zur Haltbarmachung von Lebensmitteln
  • 1820er-Jahre: Das Feuerverzinnungsverfahren wurde für die großtechnische Verzinnung entwickelt
  • 1876: Die erste Maschine zur Herstellung von Konservendosen revolutionierte die Lebensmittelverpackung

Moderne Entdeckung von Vorkommen

Bedeutende Zinnentdeckungen prägten die Weltwirtschaft:

  • 1850er-Jahre: In Malaysia und Indonesien wurden umfangreiche Zinnvorkommen gefunden
  • 1870er-Jahre: In großer Höhe wurden bolivianische Zinnminen entdeckt
  • 1980er-Jahre: Chinesische Zinnreserven wurden als die größten der Welt erkannt
Historische Bedeutung: Die Entdeckung und Beherrschung des Zinns ermöglichte unmittelbar den Aufstieg antiker Zivilisationen – von ägyptischen Bronzewerkzeugen bis zu römischer Militärausrüstung. Keine andere Entdeckung eines Metalls hatte eine derart tiefgreifende Wirkung auf die technologische Entwicklung der Menschheit!

Anwendungen

Wofür Zinn verwendet wird

Industrielle Anwendungen

Revolution durch Verzinnen: Die bekannteste Verwendung von Zinn ist verzinntes Stahlblech für Konservendosen, das weltweit jährlich mehr als 300 Milliarden Dosen schützt. Die dünne Zinnbeschichtung verhindert Korrosion und gewährleistet jahrelang die Lebensmittelsicherheit. Dadurch wurden die Lebensmittelkonservierung und der Welthandel revolutioniert.

Elektronik und Löten

Die moderne Elektronik ist auf zinnbasierte Lote angewiesen, insbesondere auf SAC-Legierungen (Zinn-Silber-Kupfer), die beim bleifreien Löten verwendet werden. Jedes Smartphone, jeder Computer und jedes elektronische Gerät enthält Hunderte von Lötstellen aus Zinn, die Bauteile mit Leiterplatten verbinden.

Herstellung von Legierungen

  • Bronzeherstellung: Zinn verwandelt Kupfer in Bronze (8-12 % Zinn) und erzeugt damit die Legierung, die eine ganze Epoche der menschlichen Zivilisation prägte
  • Zinngestaltung: Zinnreiches Zinngeschirr (85-99 % Zinn) für Dekorationsgegenstände und historische Artefakte
  • Lagerlegierungen: Babbittmetall mit 80-90 % Zinn für reibungsarme Motorlager
  • Schriftmetall: Zinn-Blei-Legierungen für Drucklettern und Linotype-Maschinen

Chemische Anwendungen

Organische Zinnverbindungen: Sie werden als Katalysatoren bei der Herstellung von Polyurethanschaum und als PVC-Stabilisatoren verwendet. Früher dienten sie außerdem als Antifoulingmittel für Schiffe, sind heute jedoch aufgrund von Umweltbedenken eingeschränkt.

Glasindustrie

Floatglasverfahren: Geschmolzenes Glas schwimmt auf Bädern aus geschmolzenem Zinn und bildet dadurch vollkommen ebene Scheiben für Fenster und Spiegel. Auf diese Weise werden mehr als 95 % des Flachglases der Welt hergestellt.

Schutzbeschichtungen

Zinnbeschichtungen schützen Stahl in rauen Umgebungen vor Korrosion, von Anlagen der Lebensmittelverarbeitung bis hin zu maritimen Anwendungen. Feuerverzinnen und galvanisches Verzinnen sind die wichtigsten Auftragsverfahren.

Anwendungen im Alltag

Lebensmittel und Küche

  • Konservendosen: Schutz von Milliarden Lebensmitteln weltweit – von Suppe bis Tierfutter
  • Backformen: Mit Zinn ausgekleidete Kupferformen für professionelles Backen und Süßwarenherstellung
  • Lebensmittelsichere Beschichtungen: Innenbeschichtungen von Dosen, die metallischen Geschmack und Verunreinigungen verhindern
  • Zinngeschirr: Teller, Becher und Serviergeschirr für besondere Anlässe

Elektronik

  • Lötstellen: Verbindung elektronischer Bauteile in Telefonen, Computern und Haushaltsgeräten
  • Leiterplatten: Verzinnung von Kupferleiterbahnen zum Schutz vor Oxidation
  • Bauteilanschlüsse: Zinnbeschichtung elektronischer Anschlussstifte für einfaches Löten

Bauwesen und Werkzeuge

  • Dachmaterialien: Mit Terne beschichteter Stahl für langlebige, witterungsbeständige Dächer
  • Rohrleitungslote: Bleifreie zinnbasierte Lote für Wasserrohrverbindungen
  • Dekorationsgegenstände: Zinnschilder, historische Werbung und volkstümliche Kunstwerke

Automobilbereich

  • Motorlager: Zinnbasiertes Babbittmetall für einen gleichmäßigen, reibungsarmen Betrieb
  • Kraftstofftankbeschichtungen: Korrosionsschutz für die Lagerung von Benzin und Diesel
  • Elektronische Systeme: Lötverbindungen in Fahrzeugelektronik und Sensoren

Kunst und Handwerk

  • Zinngestaltung: Handgefertigter Schmuck, Dekorationsgegenstände und Sammlerstücke
  • Buntglas: Zinn-Blei-Profil zum Verbinden von Glasstücken in kunstvollen Fenstern
  • Modellbau: Zinnsoldaten, Miniaturen und Hobbyguss
Schon gewusst? Die Redewendung „Zinnohr“ bezieht sich nicht auf echtes Zinn. Sie geht auf den metallischen, flachen Klang billiger Zinngefäße im Vergleich zu hochwertiger Keramik oder Silber zurück!

Woher es stammt

Natürliches Vorkommen

2,3 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 58 % der Elemente

Globale Verteilung

Wichtigstes Mineral: Kassiterit

Kassiterit (SnO₂) ist praktisch die einzige kommerzielle Zinnquelle und enthält bis zu 78,8 % Zinn nach Masse. Dieses schwere, glänzende Mineral bildet charakteristische braune bis schwarze Kristalle und kommt häufig in granitbezogenen Umgebungen vor.

Bedeutende Vorkommen weltweit

  • China: Liefert 40 % des weltweiten Zinns, hauptsächlich aus dem Bezirk Gejiu in der Provinz Yunnan, der als „Zinnhauptstadt der Welt“ bekannt ist
  • Indonesien: Die Inseln Bangka und Belitung enthalten umfangreiche alluviale Zinnvorkommen
  • Myanmar (Burma): Historische Quelle mit reichen Kassiteritvorkommen in Granitformationen
  • Bolivien: Hochgelegene Minen im Andengebirge, insbesondere in der Umgebung von Oruro
  • Peru: Bedeutende Zinnproduktion in der Andenregion
  • Brasilien: Der Bundesstaat Rondônia gewinnt Zinn sowohl aus Festgesteins- als auch aus Seifenlagerstätten

Geologische Entstehung

Zinnvorkommen entstehen durch hydrothermale Prozesse, wenn zinnhaltige Flüssigkeiten aus abkühlenden Granitintrusionen Kassiterit in umliegenden Gesteinen ablagern. Diese Vorkommen treten häufig auf in:

  • Greisen: Verändertem Granit mit Quarz, Glimmer und Kassiterit
  • Skarnlagerstätten: Kontaktmetamorphen Zonen um Granitintrusionen
  • Seifenlagerstätten: Verwittertem Kassiterit, der sich in Flusskiesen angereichert hat
  • Ganggesteinssystemen: Kassiterit in Quarzgängen, die Granit durchschneiden

Alluvialbergbau

Ein großer Teil des weltweiten Zinns stammt aus alluvialen Lagerstätten, in denen die Verwitterung Kassiterit in Flusskiesen und Küstensedimenten angereichert hat. Malaysias historische Zinnbergbauindustrie basierte auf solchen Lagerstätten.

Häufigkeit und Seltenheit

Zinn ist mit etwa 2,3 ppm das 47.-häufigste Element in der Erdkruste. Damit ist es seltener als Blei, aber häufiger als Silber. Seine Konzentration in wirtschaftlich nutzbaren Lagerstätten erfordert besondere geologische Bedingungen, weshalb Zinnminen weltweit vergleichsweise selten sind.

Kosmische Perspektive: Zinn entsteht durch stellare Nukleosynthese in massereichen Sternen und wird bei Supernovaexplosionen im Weltraum verteilt, bevor es schließlich in neue Planetensysteme eingebaut wird.

Handhabung

Sicherheit

Sicherheitsprofil von Zinn

Im Allgemeinen sicheres Metall

Metallisches Zinn gilt als ungiftig und ist für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt unbedenklich. Die FDA genehmigt verzinnte Behälter zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, und Zinn wird seit Jahrhunderten sicher in Kochgefäßen verwendet.

Lebensmittelsicherheit

  • Sichere Exposition: Die tägliche Zinnaufnahme durch Konservendosen (0,1-1,0 mg) liegt deutlich unter toxischen Mengen
  • Natürliches Vorkommen: Zinn kommt in vielen Lebensmitteln natürlicherweise in Spurenmengen vor
  • Keine Bioakkumulation: Der Körper scheidet überschüssiges Zinn durch den normalen Stoffwechsel effizient aus

Organische Zinnverbindungen – VORSICHT

Organische Zinnverbindungen sind deutlich toxischer als metallisches Zinn und erfordern einen sorgfältigen Umgang:

  • Tributylzinn (TBT): Früher in Schiffsfarben verwendet, heute wegen seiner Umwelttoxizität verboten
  • Industrielle Verwendung: PVC-Stabilisatoren und Katalysatoren erfordern Schutzausrüstung
  • Umweltauswirkungen: Einige organische Zinnverbindungen verbleiben in Sedimenten und reichern sich biologisch an

Arbeitssicherheit

  • Zinnstaub: Längeres Einatmen kann „Stannose“ verursachen – gutartige Ablagerungen in der Lunge
  • Schutzausrüstung: Verwenden Sie beim Schleifen oder Bearbeiten von Zinnlegierungen Staubmasken
  • Sicherheit beim Löten: Sorgen Sie für ausreichende Belüftung, um das Einatmen von Flussmitteldämpfen zu vermeiden
  • Hautkontakt: Metallisches Zinn verursacht keine Hautreizungen oder Sensibilisierung

Physikalische Gefahren

  • Zinngeschrei: Reines Zinn erzeugt beim Biegen ein charakteristisches „Geschrei“ – harmlos, weist aber auf eine Spannung hin
  • Schmelzpunkt: Der niedrige Schmelzpunkt (232 °C) macht Zinn leicht bearbeitbar, erfordert aber Vorsicht bei heißen Oberflächen

Umweltaspekte

  • Recycelbar: Zinn ist ohne Qualitätsverlust zu 100 % recycelbar
  • Geringe Umweltbelastung: Metallisches Zinn stellt eine minimale Umweltgefahr dar
  • Nachhaltige Verwendung: Zinnbeschichtungen von Dosen sind äußerst dünn und minimieren den Ressourcenverbrauch
Sicherheitshinweis: Obwohl metallisches Zinn sehr sicher ist, sollten Sie beim Löten immer für ausreichende Belüftung sorgen und den Kontakt mit organischen Zinnchemikalien aus der Industrie vermeiden.

Schnelle Antworten

Zinn: häufige Fragen

Was ist Zinn?

Zinn (Symbol Sn) ist Element 50 im Periodensystem, ein Nachübergangsmetall in der 5, Gruppe 14. Die andere Hälfte der Bronze: Zinn führte die Steinzeit in die Bronzezeit. Bei Raumtemperatur ist es fest.

Wie lautet die Elektronenkonfiguration von Zinn?

Die Elektronenkonfiguration von Zinn im Grundzustand ist [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²; sie ergibt 5 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 18, 4. Seine Außenschale enthält 4 Elektronen, wodurch sein Bindungsverhalten bestimmt wird.

Wie hoch sind der Schmelz- und der Siedepunkt von Zinn?

Zinn schmilzt bei 505.1 K (231.9 °C) und siedet bei 2875 K (2601.9 °C).

Wie hoch ist die Atommasse von Zinn?

Die Standardatommasse von Zinn beträgt 118.71 u. Dabei handelt es sich um einen gewichteten Mittelwert seiner natürlich vorkommenden Isotope, weshalb sie nur selten eine ganze Zahl ist.

Wie hoch ist die Dichte von Zinn?

Zinn hat eine Dichte von 7.265 g/cm³. Wasser hat eine Dichte von 1.0 g/cm³, daher ist ein Block aus Zinn ungefähr 7.3× schwerer.

Wie hoch ist die Elektronegativität von Zinn?

Zinn hat eine Elektronegativität von 1.96 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Werte in diesem mittleren Bereich führen eher zur Bildung kovalenter als stark ionischer Bindungen.

Wer entdeckte Zinn und wann?

Zinn ist seit der Antike bekannt – es kommt in einer Form vor, die ohne Verhüttung genutzt werden kann, daher kann keine einzelne Person als Entdecker genannt werden. Der Name stammt von angelsächsisch tin; Symbol vom lateinischen stannum.

Wie häufig kommt Zinn auf der Erde vor?

Zinn macht Über 2.3 mg/kg der Erdkruste aus — nicht häufig, aber auch nicht selten.