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.
Struktur
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.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Zinn bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 140 pm — das entspricht 0,14 nm; etwa 3,57 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Zinn ist über einen Bereich von 2370 K flüssig, von 505 K bis 2875 K.
Wo es steht
Die Geschichte
Die andere Hälfte der Bronze: Zinn führte die Steinzeit in die Bronzezeit.
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.
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
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.
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.
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.
Die Industrielle Revolution verwandelte Zinn von einem Luxusmaterial in eine industrielle Notwendigkeit:
Bedeutende Zinnentdeckungen prägten die Weltwirtschaft:
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.
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.
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.
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.
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.
Woher es stammt
2,3 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 58 % der Elemente
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.
Zinnvorkommen entstehen durch hydrothermale Prozesse, wenn zinnhaltige Flüssigkeiten aus abkühlenden Granitintrusionen Kassiterit in umliegenden Gesteinen ablagern. Diese Vorkommen treten häufig auf in:
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.
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
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.
Organische Zinnverbindungen sind deutlich toxischer als metallisches Zinn und erfordern einen sorgfältigen Umgang:
Schnelle Antworten
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.
[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.Zinn schmilzt bei 505.1 K (231.9 °C) und siedet bei 2875 K (2601.9 °C).
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.
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.
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.
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.
Zinn macht Über 2.3 mg/kg der Erdkruste aus — nicht häufig, aber auch nicht selten.