50 Sn Zinn 118.71
Nachübergangsmetall p-block Period 5 Group 14

Zinn

Sn · Element 50 · Carbon group

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

ZUSTAND BEI 20°C fest
ATOMMASSE 118.71 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²

Struktur

Das zinn-Atom

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.

Orbitalwolke

Gemessene Werte

Eigenschaftenübersicht

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 33%
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
Entdeckungancient
Entdeckt vonKnown since antiquity

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

Größe, maßstabsgetreu

How big is a zinn atom?

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

Temperaturbereich

Solid, liquid, gas — and when

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

Position

Position in der Tabelle

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

OTHER NACHÜBERGANGSMETALLE

All nachübergangsmetalle

Die Geschichte

Was zinn ist und wie wir es entdeckt haben

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

The discovery of zinn

Antike Entdeckung – Der Beginn der Metallurgie

Prähistorische Anfänge (3200 v. Chr.)

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.

Die Revolution der Bronzezeit

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

Der Zinnhandel der Phönizier

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.

Das Römische Reich und Zinn

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.

Wissenschaftliches Verständnis

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.

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 Lagerstätten

Bedeutende Zinnentdeckungen prägten die Weltwirtschaft:

  • 1850er-Jahre: In Malaysia und Indonesien wurden riesige Zinnlagerstätten entdeckt
  • 1870er-Jahre: In großer Höhe wurden bolivianische Zinnbergwerke entdeckt
  • 1980er-Jahre: Chinesische Zinnreserven wurden als die größten der Welt identifiziert
Historische Bedeutung: Die Entdeckung und Beherrschung von Zinn ermöglichte unmittelbar den Aufstieg antiker Zivilisationen – von ägyptischen Bronzewerkzeugen bis zu römischer Militärausrüstung. Keine andere Entdeckung eines Metalls hatte einen derart tiefgreifenden Einfluss auf die technologische Entwicklung der Menschheit!

Anwendungen

Wofür zinn verwendet wird

Industrielle 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.

Elektronik und Löten

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 so die Legierung, die eine ganze Epoche der menschlichen Zivilisation prägte
  • Zinngestaltung: Zinnreiche Zinngusslegierungen (85-99 % Zinn) für dekorative Gegenstände 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, als PVC-Stabilisatoren und früher als Antifoulingmittel für Schiffe verwendet (heute aufgrund von Umweltbedenken eingeschränkt).

Glasindustrie

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.

Schutzbeschichtungen

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.

Anwendungen im Alltag

Lebensmittel und Küche

  • Lebensmitteldosen: Schutz von Milliarden von Lebensmitteln weltweit – von Suppe bis Tierfutter
  • Backformen: Mit Zinn ausgekleidete Kupferformen für professionelles Backen und die Herstellung von Süßwaren
  • 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
  • Anschlussdrähte: Zinnbeschichtung elektronischer Bauteilanschlüsse für einfaches Löten

Bauwesen und Werkzeuge

  • Dachmaterialien: Mit Terne beschichteter Stahl für langlebige, witterungsbeständige Dächer
  • Sanitärlot: Bleifreie zinnbasierte Lote für Wasserrohrverbindungen
  • Dekorative Gegenstände: Zinnschilder, Vintage-Werbung und volkskundliche Kunstobjekte

Automobilbereich

  • Motorlager: Zinnbasiertes Babbittmetall für einen ruhigen Betrieb mit geringer Reibung
  • Kraftstofftankbeschichtungen: Korrosionsschutz für die Lagerung von Benzin und Diesel
  • Elektronische Systeme: Lötverbindungen in Fahrzeugelektronik und Sensoren

Kunst und Handwerk

  • Zinngestaltung: Handgefertigter Schmuck, dekorative Gegenstände und Sammlerstücke
  • Bleiverglasung: Zinn-Blei-Profile zum Verbinden von Glasstücken in künstlerischen Fenstern
  • Modellbau: Zinnsoldaten, Miniaturen und Hobbyguss
Schon gewusst? Die Redewendung „tin ear“ 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 of Earth's crust · more abundant than 58% of elements

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 Lagerstätten weltweit

  • China: Produziert 40 % des weltweiten Zinns, hauptsächlich im Gejiu-Gebiet der Provinz Yunnan – bekannt als „Zinnhauptstadt der Welt“
  • Indonesien: Die Inseln Bangka und Belitung enthalten ausgedehnte alluviale Zinnlagerstätten
  • Myanmar (Burma): Historische Quelle mit reichen Kassiterit-Lagerstätten in Granitformationen
  • Bolivien: Hoch gelegene Bergwerke im Andengebirge, insbesondere im Gebiet um Oruro
  • Peru: Bedeutende Zinnproduktion in der Andenregion
  • Brasilien: Der Bundesstaat Rondônia gewinnt Zinn sowohl aus Hartgesteins- als auch aus Seifenlagerstätten

Geologische Bildung

Zinnlagerstätten entstehen durch hydrothermale Prozesse, wenn zinnhaltige Flüssigkeiten aus abkühlenden Graniteinlagerungen Kassiterit im umgebenden Gestein ablagern. Diese Lagerstätten kommen häufig vor in:

  • Greisen: Verändertem Granit mit Quarz, Glimmer und Kassiterit
  • Skarnlagerstätten: Kontaktmetamorphen Zonen um Graniteinlagerungen
  • Seifenlagerstätten: Verwittertem Kassiterit, der sich in Flusskiesen angereichert hat
  • Gangsystemen: 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 beruhte auf solchen Lagerstätten.

Häufigkeit und Seltenheit

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

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 aus Lebensmitteldosen (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 giftiger 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

Sicherheit am Arbeitsplatz

  • 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 Hautreizung oder Sensibilisierung

Physikalische Gefahren

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

Umweltaspekte

  • Recycelbar: Zinn ist ohne Qualitätsverlust vollständig recycelbar
  • Geringe Umweltbelastung: Metallisches Zinn stellt eine minimale Umweltgefahr dar
  • Nachhaltige Verwendung: Zinnbeschichtungen von Dosen sind äußerst dünn und minimieren den Ressourcenverbrauch
Sicherheitstipp: Obwohl metallisches Zinn sehr sicher ist, sollten Sie beim Löten stets für ausreichende Belüftung sorgen und den Kontakt mit industriellen organischen Zinnchemikalien vermeiden.

Schnelle Antworten

Zinn: häufige Fragen

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.

What is the electron configuration of Zinn?

Zinn'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 Zinn?

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

What is the atomic mass of Zinn?

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.

How dense is Zinn?

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.

What is the electronegativity of Zinn?

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.

Who discovered Zinn, and when?

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.

How common is Zinn on Earth?

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