What is Zinn?
Zinn (symbol Sn) is element 50 on the periodic table, a nachübergangsmetall 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.
Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Schalen – eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um 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. Mit ~ gekennzeichnete Werte sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 140 pm — that is 0.14 nm, so about 3571 million of them side by side would span a millimetre.
Temperaturbereich
Zinn is liquid over a 2370 K window, from 505 K to 2875 K.
Die Geschichte
Bronze's other half: tin turned the Stone Age into the Bronze Age.
Die Entdeckung von Zinn liegt vor der aufgezeichneten Geschichte und entstand während der ersten metallurgischen Experimente der Menschheit. Archäologische Belege aus der Türkei, dem Iran und dem Balkan zeigen Zinnbronze-Artefakte aus dem Jahr 3200 v. Chr., die den Übergang der Menschheit von der Steinzeit zur Bronzezeit markieren.
Antike Metallurgen entdeckten, dass die Zugabe von 10-12 % Zinn zu Kupfer Bronze erzeugte – härter, langlebiger und leichter zu gießen als reines Kupfer. Diese Entdeckung war so umwälzend, dass sie eine ganze Epoche der menschlichen Zivilisation prägte, die über 2.000 Jahre andauerte.
„Er war der Erste, der Zinn mit Kupfer mischte und dadurch Bronze erfand, die in ihrer Nützlichkeit beide Metalle übertraf.“ – Altgriechische Schriften über die frühe Metallurgie
Die Phönizier wurden um 1200 v. Chr. zu meisterhaften Zinnhändlern und errichteten Handelsrouten von Cornwall in England (den „Cassiterides“ oder „Zinninseln“) bis zum Mittelmeer. Ihre purpurgefärbten Schiffe transportierten kostbares Zinn, das so viel wert war wie sein Gewicht in Silber.
Die Römer nannten Zinn „plumbum album“ (weißes Blei) und beuteten die britischen Zinnbergwerke intensiv aus. Cornwall wurde zur wichtigsten Zinnquelle des Römischen Reiches, mit komplexen Bergbauverfahren, die hydraulischen Bergbau und ausgefeilte Schmelztechniken umfassten.
Antoine Lavoisier (1789) identifizierte Zinn in seiner bahnbrechenden Arbeit „Elements of Chemistry“ erstmals korrekt als chemisches Element. Er unterschied es von anderen Metallen und ordnete es in das entstehende Verständnis chemischer Elemente ein.
Die Industrielle Revolution verwandelte Zinn von einem Luxusmaterial in eine industrielle Notwendigkeit:
Bedeutende Zinnentdeckungen prägten die Weltwirtschaft:
Anwendungen
Revolution durch Verzinnen: Die bekannteste Anwendung von Zinn ist verzinnter Stahl für Lebensmitteldosen, der weltweit jährlich über 300 Milliarden Dosen schützt. Die dünne Zinnbeschichtung verhindert Korrosion und bewahrt die Lebensmittelsicherheit über Jahre hinweg, wodurch die Lebensmittelkonservierung und der globale Handel revolutioniert wurden.
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, als PVC-Stabilisatoren und früher als Antifoulingmittel für Schiffe verwendet (heute aufgrund von Umweltbedenken eingeschränkt).
Floatglasverfahren: Geschmolzenes Glas schwimmt auf Bädern aus geschmolzenem Zinn, um vollkommen flache Scheiben für Fenster und Spiegel herzustellen. Auf diese Weise entstehen über 95 % des Flachglases weltweit.
Zinnbeschichtungen verleihen Stahl in anspruchsvollen Umgebungen Korrosionsbeständigkeit, von Anlagen der Lebensmittelverarbeitung bis zu Anwendungen im maritimen Bereich. Feuerverzinnen und galvanisches Verzinnen sind die wichtigsten Beschichtungsverfahren.
Woher es stammt
2.3 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 58% of elements
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.
Zinnlagerstätten entstehen durch hydrothermale Prozesse, wenn zinnhaltige Flüssigkeiten aus abkühlenden Graniteinlagerungen Kassiterit im umgebenden Gestein ablagern. Diese Lagerstätten kommen häufig vor 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 beruhte auf solchen Lagerstätten.
Zinn ist mit etwa 2,3 ppm das 47.-häufigste Element in der Erdkruste und damit seltener als Blei, aber häufiger als Silber. Seine Konzentration in wirtschaftlich nutzbaren Lagerstätten erfordert besondere geologische Bedingungen, weshalb Zinnbergwerke weltweit relativ selten sind.
Kosmische Perspektive: Zinn entsteht durch stellare Nukleosynthese in massereichen Sternen und wird bei Supernovaexplosionen im Weltraum verteilt, wo 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 giftiger als metallisches Zinn und erfordern einen sorgfältigen Umgang:
Schnelle Antworten
Zinn (symbol Sn) is element 50 on the periodic table, a nachübergangsmetall 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.
[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.Zinn melts at 505.1 K (231.9 °C) and boils at 2875 K (2601.9 °C).
The standard atomic weight of Zinn is 118.71 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Zinn has a density of 7.265 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of zinn is about 7.3× heavier.
Zinn 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.
Zinn 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.
Zinn makes up about 2.3 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.