Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение олово среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 140 pm — это 0,14 нм, поэтому около 3,57 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Олово находится в жидком состоянии в диапазоне 2370 K — от 505 K до 2875 K.
История
Вторая половина бронзы: олово превратило каменный век в бронзовый.
Открытие олова произошло до появления письменной истории, во время первых экспериментов человечества с металлургией. Археологические свидетельства из Турции, Ирана и Балкан показывают наличие артефактов из оловянной бронзы, датируемых 3200 годом до н. э., что отмечает переход человечества от каменного века к бронзовому.
Древние металлурги обнаружили, что добавление 10–12% олова к меди создаёт бронзу — более твёрдую, прочную и удобную для литья, чем чистая медь. Это открытие оказалось настолько преобразующим, что определило целую эпоху человеческой цивилизации, продолжавшуюся более 2 000 лет.
«Он первым смешал олово с медью и таким образом изобрёл бронзу, которая превзошла оба металла по полезности». — Древнегреческие сочинения о ранней металлургии
Финикийцы стали искусными торговцами оловом примерно в 1200 году до н. э., проложив торговые маршруты от Корнуолла в Англии («Касситериды», или «Оловянные острова») до Средиземноморья. Их корабли с пурпурными парусами перевозили драгоценное олово, стоившее столько же, сколько серебро того же веса.
Римляне называли олово «plumbum album» (белый свинец) и активно разрабатывали британские оловянные рудники. Корнуолл стал главным источником олова для Римской империи; здесь применялись сложные методы добычи, включая гидравлическую разработку, и передовые технологии выплавки.
Антуан Лавуазье (1789) впервые правильно определил олово как химический элемент в своей новаторской работе «Элементы химии». Он отличил его от других металлов и определил его место в формировавшемся представлении о химических элементах.
Промышленная революция превратила олово из предмета роскоши в промышленную необходимость:
Крупные открытия олова повлияли на мировую экономику:
Применение
Революция лужёной стали: Самое известное применение олова — лужёная сталь для пищевых банок, защищающая более 300 миллиардов банок по всему миру ежегодно. Тонкое оловянное покрытие предотвращает коррозию и сохраняет безопасность продуктов в течение многих лет, революционизируя хранение продуктов и мировую торговлю.
Современная электроника зависит от припоев на основе олова, особенно от сплавов SAC (олово-серебро-медь), используемых при пайке без свинца. Каждый смартфон, компьютер и электронное устройство содержит сотни паяных соединений на основе олова, соединяющих компоненты с печатными платами.
Оловоорганические соединения: Используются как катализаторы при производстве пенополиуретана, стабилизаторы ПВХ, а ранее — как противообрастающие средства для морских конструкций (теперь ограничены из-за экологических проблем).
Процесс производства флоат-стекла: Расплавленное стекло плавает на ваннах с расплавленным оловом, образуя идеально плоские листы для окон и зеркал; таким способом производится более 95% плоского стекла в мире.
Оловянные покрытия обеспечивают устойчивость стали к коррозии в суровых условиях — от оборудования для пищевой промышленности до морских конструкций. Основные методы нанесения — горячее лужение и гальваническое покрытие.
Откуда он происходит
2,3 мг/кг земной коры · более распространён, чем 58% элементов
Касситерит (SnO₂) — практически единственный промышленный источник олова, содержащий до 78,8% олова по массе. Этот тяжёлый блестящий минерал образует характерные кристаллы от коричневого до чёрного цвета и часто встречается в средах, связанных с гранитом.
Месторождения олова формируются в результате гидротермальных процессов, когда содержащие олово флюиды из остывающих гранитных интрузий откладывают касситерит в окружающих породах. Такие месторождения часто встречаются в:
Значительная часть мирового олова добывается из аллювиальных месторождений, где выветривание сконцентрировало касситерит в речной гальке и прибрежных отложениях. Историческая оловянная промышленность Малайзии была основана на таких месторождениях.
Олово занимает 47-е место по распространённости среди элементов в земной коре — около 2,3 ppm, поэтому встречается реже свинца, но чаще серебра. Концентрация олова в экономически значимых месторождениях требует особых геологических условий, поэтому оловянные рудники сравнительно редки в мире.
Космическая перспектива: Олово образуется в результате звёздного нуклеосинтеза в массивных звёздах и рассеивается в космосе во время взрывов сверхновых, со временем входя в состав новых планетных систем.Обращение
Металлическое олово считается нетоксичным и безопасным для контакта с пищевыми продуктами. FDA одобряет оловянные контейнеры для хранения продуктов, а олово безопасно используется в кухонной посуде на протяжении веков.
Органические соединения олова значительно токсичнее металлического олова и требуют осторожного обращения:
Краткие ответы
Олово (символ Sn) — элемент 50 в периодической таблице, представитель семейства Постпереходный металл в 5 периоде, 14 группе. Вторая половина бронзы: олово превратило каменный век в бронзовый. При комнатной температуре это твёрдое вещество.
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p²; она включает 5 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 18, 4. На внешней оболочке находится 4 электрона, что определяет характер химических связей.Олово плавится при 505.1 K (231.9 °C) и кипит при 2875 K (2601.9 °C).
Стандартная атомная масса Олово составляет 118.71 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Плотность Олово составляет 7.265 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Олово примерно в 7.3× тяжелее.
Электроотрицательность Олово по шкале Полинга составляет 1.96. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.
Олово известен с древности — он встречается в форме, пригодной для использования без выплавки, поэтому нельзя приписать его открытие какому-либо одному человеку. Название происходит от англосаксонское tin; символ происходит от латинского stannum.
На долю Олово приходится около 2.3 мг/кг земной коры — он встречается нечасто, но не является редким.