50 Sn スズ 118.71
ポスト遷移金属 p-block Period 5 Group 14

スズ

Sn · Element 50 · Carbon group

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

20°Cでの状態 固体
原子量 118.71 u
ELECTRON CONFIGURATION [Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²
49In All 118 51Sb

構造

スズ原子

環の上の点を示す図ではありません。占有された各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。

軌道雲

測定値

性質一覧

各バーは、その性質についてスズが118元素の中でどこに位置するかを示しています。

物理的

密度 7.265 g/cm³ 47%
融点 505.1 K 25%
沸点 2875 K 57%
比熱 0.228 J/g·K
熱伝導率 66.8 W/m·K 72%

原子

原子半径 140 pm 33%
共有結合半径 139 pm
ファンデルワールス半径 217 pm

電子

電気陰性度 1.96 67%
イオン化エネルギー 708.2 kJ/mol 51%
電子親和力 107.1 kJ/mol 72%

存在

地殻中の存在度 2.3 mg/kg 58%

同定

元素記号Sn
原子番号50
原子量118.71 u
分類ポスト遷移金属
ブロックp
結晶構造正方晶系
酸化数-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
発見年ancient
発見者Known since antiquity

出典：IUPAC 2021標準原子量 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST。~が付いた値は、測定値ではなく予測値です。

縮尺どおりの大きさ

How big is a スズ atom?

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

熱範囲

Solid, liquid, gas — and when

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

位置

表での位置

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

OTHER ポスト遷移金属

13Al 31Ga 49In 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 113Nh 114Fl 115Mc 116Lv
All ポスト遷移金属

物語

スズとは何か、そしてどのように発見されたか

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

The discovery of スズ

古代の発見―冶金の夜明け

先史時代の始まり（紀元前3200年）

スズの発見は記録された歴史よりも前にさかのぼり、人類が冶金を初めて試みた時代に現れました。トルコ、イラン、バルカン半島の考古学的証拠からは、紀元前3200年にさかのぼるスズ青銅製品が見つかっており、人類が石器時代から青銅器時代へ移行したことを示しています。

青銅器時代の革新

古代の冶金技術者は、銅に10～12%のスズを加えると、純銅より硬く、耐久性があり、鋳造しやすい青銅ができることを発見しました。この発見は非常に大きな変革をもたらし、2,000年以上続いた人類文明の一時代全体を定義しました。

「彼は初めてスズと銅を混ぜ、それによって両方の金属を実用性で上回る青銅を発明した。」―初期冶金に関する古代ギリシャの文献

フェニキア人のスズ貿易

フェニキア人は紀元前1200年頃に熟練したスズ商人となり、イングランドのコーンウォール（「カッシテリデス」または「スズの島々」）から地中海まで交易路を築きました。紫色に染めた船で、銀と同じ重さの価値を持つ貴重なスズを運びました。

ローマ帝国とスズ

ローマ人はスズを「plumbum album」（白い鉛）と呼び、イギリスのスズ鉱山を大規模に開発しました。コーンウォールはローマ帝国の主要なスズ供給源となり、水力採鉱や高度な製錬技術を含む複雑な採鉱事業が行われました。

科学的理解

アントワーヌ・ラヴォアジエ（1789年）は、画期的な著作「化学原論」でスズを化学元素として初めて正しく同定しました。彼はスズを他の金属と区別し、発展しつつあった化学元素の理解の中でその位置を確立しました。

産業革命の影響

産業革命によって、スズはぜいたく品から産業上不可欠な材料へと変わりました。

  • 1810年：ピーター・デュランドが食品保存用のスズ缶を発明しました
  • 1820年代：大規模なスズめっき用の溶融スズめっき法が開発されました
  • 1876年：最初のスズ缶製造機が食品包装に革新をもたらしました

鉱床の現代的な発見

主要なスズの発見は世界経済を形作りました。

  • 1850年代：マレーシアとインドネシアで巨大なスズ鉱床が発見されました
  • 1870年代：高地でボリビアのスズ鉱山が発見されました
  • 1980年代：中国のスズ埋蔵量が世界最大であることが確認されました
歴史的影響：スズの発見と利用技術の確立は、エジプトの青銅製工具からローマの軍装備まで、古代文明の発展を直接可能にしました。他のどの金属の発見も、人類の技術発展にこれほど深い影響を与えたものはありません！

用途

スズの用途

産業用途

スズめっきの革新：スズの最も有名な用途は、食品缶用のスズめっき鋼板です。世界中で年間3,000億個を超える缶を保護しています。薄いスズ coatingは腐食を防ぎ、長年にわたって食品の安全性を保つことで、食品保存と世界貿易に革新をもたらしました。

電子機器とはんだ付け

現代の電子機器はスズを基材とするはんだに依存しており、特に鉛フリーはんだ付けで使用されるSAC合金（スズ・銀・銅）が重要です。すべてのスマートフォン、コンピューター、電子機器には、部品を回路基板に接続するスズ製のはんだ接合部が数百個含まれています。

合金製造

  • 青銅の製造：スズによって銅が青銅（スズ8～12%）に変わり、人類文明の一時代全体を定義した合金が作られます
  • ピューター加工：装飾品や歴史的工芸品に使われる高スズ含有ピューター（スズ85～99%）
  • 軸受合金：低摩擦のエンジン軸受に使われるスズ80～90%含有のバビットメタル
  • 活字合金：活字やライノタイプ機に使われるスズ・鉛合金

化学用途

有機スズ化合物：ポリウレタンフォーム製造の触媒、PVC安定剤、かつては船舶用防汚剤として使用されていました（現在は環境上の懸念から規制されています）。

ガラス産業

フロートガラス製法：溶融ガラスを溶融スズ浴に浮かべ、窓や鏡用の完全に平らな板ガラスを作ります。世界の板ガラスの95%以上がこの方法で製造されています。

保護コーティング

スズのコーティングは、食品加工設備から船舶用途まで、過酷な環境における鋼の耐食性を高めます。溶融スズめっきと電気めっきが主な施工方法です。

日常生活での用途

食品とキッチン

  • スズ缶：スープからペットフードまで、世界中で数十億個の食品を保護します
  • 焼き型：プロの製菓や製パンに使われるスズ張り銅製の型
  • 食品用コーティング：金属臭や汚染を防ぐ缶の内面コーティング
  • ピューター食器：特別な機会に使われる皿、カップ、給仕用食器

電子機器

  • はんだ接合部：電話、コンピューター、家電製品の電子部品を接続します
  • 回路基板：酸化を防ぐ銅配線上のスズめっき
  • 部品リード：はんだ付けを容易にする電子部品端子のスズコーティング

建設と工具

  • 屋根材：耐久性と耐候性に優れたテルネめっき鋼板製の屋根材
  • 配管用はんだ：水道管の接続に使われる鉛フリーのスズ系はんだ
  • 装飾品：スズ製看板、ヴィンテージ広告、民芸品

自動車

  • エンジン軸受：滑らかで低摩擦の動作を実現するスズ系バビットメタル
  • 燃料タンクコーティング：ガソリンやディーゼル燃料の貯蔵における腐食防止
  • 電子システム：自動車用電子機器やセンサーのはんだ接続

芸術と工芸

  • ピューター加工：手作りのアクセサリー、装飾品、収集品
  • ステンドグラス：芸術的な窓でガラス片を接合するスズ・鉛製のケーム
  • 模型製作：スズ製の兵士、人形模型、趣味の鋳造
知っていましたか？「tin ear」という表現は実際のスズを指していません。高品質な陶器や銀器と比べた、安価なスズ製容器の金属的で平坦な音に由来します！

由来

天然での存在

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

世界的な分布

主な鉱物：錫石

錫石（SnO₂）は事実上唯一の商業的なスズ供給源で、質量比で最大78.8%のスズを含みます。この重く光沢のある鉱物は、特徴的な褐色から黒色の結晶を形成し、花こう岩に関連する環境でよく見られます。

世界の主要鉱床

  • 中国：世界のスズの40%を生産しており、主に雲南省の個旧地区から産出します。この地域は「世界のスズの首都」として知られています
  • インドネシア：バンカ島とブリトゥン島には広大な漂砂スズ鉱床があります
  • ミャンマー（ビルマ）：花こう岩層に豊富な錫石鉱床を持つ歴史的な供給源です
  • ボリビア：アンデス山脈の高地鉱山、特にオルロ周辺で産出します
  • ペルー：アンデス地域で重要なスズ生産を行っています
  • ブラジル：ロンドニア州で硬岩鉱床と漂砂鉱床の両方からスズを生産しています

地質形成

スズ鉱床は、冷却する花こう岩の貫入岩体からスズを含む流体が周囲の岩石に錫石を沈殿させる熱水過程によって形成されます。これらの鉱床は次の場所でよく見られます。

  • グライゼン：石英、雲母、錫石を含む変質花こう岩
  • スカルン鉱床：花こう岩貫入岩体周辺の接触変成帯
  • 漂砂鉱床：風化した錫石が河川れきに濃集したもの
  • 鉱脈系：花こう岩を横切る石英脈中の錫石

沖積鉱業

世界のスズの多くは、風化によって錫石が河川れきや沿岸堆積物に濃集した漂砂鉱床から産出します。マレーシアの歴史的なスズ鉱業は、このような鉱床を基盤として発展しました。

存在度と希少性

スズは地殻中で存在度が47番目に高い元素で、約2.3 ppmです。そのため鉛より希少ですが、銀よりは一般的です。経済的な鉱床に濃集するには特定の地質条件が必要なため、世界的に見るとスズ鉱山は比較的まれです。

宇宙の視点：スズは大質量星の恒星内元素合成によって形成され、超新星爆発によって宇宙空間にまき散らされ、最終的に新しい惑星系に取り込まれます。

取り扱い

安全性

スズの安全性プロファイル

一般に安全な金属

金属スズは無毒と考えられており、食品接触用途で安全です。FDAは食品保存用のスズめっき容器を認可しており、スズは何世紀にもわたって調理器具に安全に使用されてきました。

食品の安全性

  • 安全な曝露量：食品缶からの1日のスズ摂取量（0.1～1.0 mg）は毒性レベルを大きく下回ります
  • 自然界での存在：スズは多くの食品に微量レベルで自然に含まれています
  • 生体蓄積なし：体は通常の代謝によって余分なスズを効率的に排出します

有機スズ化合物―注意

有機スズ化合物は金属スズよりも大幅に毒性が高く、慎重な取り扱いが必要です。

  • トリブチルスズ（TBT）：かつて船舶用塗料に使われていましたが、現在は環境毒性のため禁止されています
  • 産業用途：PVC安定剤や触媒の使用には保護具が必要です
  • 環境への影響：一部の有機スズ化合物は堆積物中に残留し、生体蓄積します

職場での安全性

  • スズ粉じん：長期間吸入すると、「スズ肺症」―良性の肺沈着物―を引き起こす可能性があります
  • 保護具：スズ合金を研削または機械加工するときは防じんマスクを使用してください
  • はんだ付けの安全性：フラックスヒュームの吸入を避けるため、十分な換気を確保してください
  • 皮膚接触：金属スズは皮膚刺激や感作を引き起こしません

物理的危険性

  • スズ鳴き：純粋なスズは曲げると特徴的な「鳴き」を発します。無害ですが、応力がかかっていることを示します
  • 融点：融点が低い（232°C）ため加工しやすい一方、熱い表面の取り扱いには注意が必要です

環境上の考慮事項

  • リサイクル可能：スズは品質を損なわず100%リサイクルできます
  • 環境影響が小さい：金属スズが環境に及ぼす脅威は最小限です
  • 持続可能な利用：スズ缶のコーティングは非常に薄く、資源消費を最小限に抑えます
安全のヒント：金属スズは非常に安全ですが、はんだ付けの際は必ず適切な換気を行い、有機スズ系の工業用化学物質への曝露を避けてください。

簡単な回答

スズ：よくある質問

What is スズ?

スズ (symbol Sn) is element 50 on the periodic table, a ポスト遷移金属 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 スズ?

スズ'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 スズ?

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

What is the atomic mass of スズ?

The standard atomic weight of スズ 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 スズ?

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

What is the electronegativity of スズ?

スズ 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 スズ, and when?

スズ 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 スズ on Earth?

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

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