Çdo element kimik i sistemit periodik dhe substancat e thjeshta dhe komplekse të formuara prej tij janë unike. Ata kanë veti unike dhe shumë prej tyre japin një kontribut të pamohueshëm të rëndësishëm në jetën dhe ekzistencën njerëzore në përgjithësi. Elementi kimik kallaj nuk bën përjashtim.
Njohja e njerëzve me këtë metal shkon në kohët e lashta. Ky element kimik luajti një rol vendimtar në zhvillimin e qytetërimit njerëzor dhe deri më sot, vetitë e kallajit përdoren gjerësisht.
Tin në histori
Përmendja e parë e këtij metali, i cili, siç besonin njerëzit më parë, madje kishte disa veti magjike, mund të gjendet në tekstet biblike. Kallaji luajti një rol vendimtar në përmirësimin e jetës gjatë epokës së bronzit. Në atë kohë, aliazhi metalik më i qëndrueshëm që zotëronte një person ishte bronzi, i cili mund të përftohej duke shtuar elementin kimik kallaj në bakër. Për disa shekuj, çdo gjë është bërë nga ky material, nga veglat e punës deri te bizhuteritë.
Pas zbulimit të vetive të hekurit, aliazhi i kallajit nuk pushoi së përdoruri, natyrisht, nuk përdoret në të njëjtën shkallë, por bronzi, si dhe shumë lidhje të tjera të tij, janë aktivisht. përfshirësot një person në industri, teknologji dhe mjekësi, së bashku me kripërat e këtij metali, si kloruri i kallajit, i cili përftohet nga ndërveprimi i kallajit me klorin, ky lëng vlon në 112 gradë Celsius, tretet mirë në ujë, formon hidrate kristalore dhe pi duhan në ajër.
Pozicioni i elementit në tabelën periodike
Elementi kimik kallaj (emri latin stannum - "stannum", i shkruar me simbolin Sn) Dmitry Ivanovich Mendeleev u vendos me të drejtë në numrin pesëdhjetë, në periudhën e pestë. Ka një numër izotopësh, izotopi më i zakonshëm 120. Ky metal është gjithashtu në nëngrupin kryesor të grupit të gjashtë, së bashku me karbonin, silicin, germaniumin dhe fleroviumin. Vendndodhja e tij parashikon veti amfoterike, kallaji ka karakteristika të barabarta acidike dhe bazike, të cilat do të përshkruhen më në detaje më poshtë.
Tabela periodike tregon gjithashtu masën atomike të kallajit, e cila është 118,69. Konfigurimi elektronik është 5s25p2, i cili substancat komplekse lejojnë që metali të shfaqë gjendje oksidimi +2 dhe +4, duke hequr dorë nga dy elektrone vetëm nga nënniveli p, ose katër nga s- dhe p-, duke zbrazur plotësisht të gjithë nivelin e jashtëm.
Karakteristika elektronike e elementit
Në përputhje me numrin atomik, hapësira rreth bërthamore e atomit të kallajit përmban deri në pesëdhjetë elektrone, ato janë të vendosura në pesë nivele, të cilat, nga ana tjetër, ndahen në një numër nënnivele. Dy të parat kanë vetëm nënnivele s dhe p, dhe duke filluar nga i treti, ka një ndarje të trefishtënë s-, p-, d-.
Le të shqyrtojmë nivelin e jashtëm elektronik, pasi është struktura dhe mbushja e tij me elektrone që përcaktojnë aktivitetin kimik të atomit. Në gjendjen e pangacmuar, elementi shfaq një valencë të barabartë me dy; pas ngacmimit, një elektron kalon nga nënniveli s në një vend të lirë në nënnivelin p (mund të përmbajë maksimum tre elektrone të paçiftuar). Në këtë rast, kallaji shfaq valencë dhe gjendje oksidimi - 4, pasi nuk ka elektrone të çiftëzuar, që do të thotë se asgjë nuk i mban ato në nënnivelet në procesin e ndërveprimit kimik.
Substancë e thjeshtë metali dhe vetitë e tij
Substancë e thjeshtë kallaji është një metal me ngjyrë argjendi, i përket grupit të shkrishëm. Metali është i butë dhe relativisht i lehtë për t'u deformuar. Një numër karakteristikash janë të natyrshme në një metal të tillë si kallaji. Një temperaturë nën 13.2 gradë Celsius është kufiri i kalimit të modifikimit metalik të kallajit në pluhur, i cili shoqërohet me një ndryshim të ngjyrës nga e bardha argjend në gri dhe një rënie në densitetin e substancës. Kallaji shkrihet në 231,9 gradë dhe vlon në 2270 gradë Celsius. Struktura kristalore tetragonale e kallajit të bardhë shpjegon kërcitjen karakteristike të metalit kur përkulet dhe nxehet në pikën e përkuljes duke fërkuar kristalet e lëndës me njëri-tjetrin. Kallaji gri ka një singoni kubike.
Vetitë kimike të kallajit kanë një thelb të dyfishtë, ai hyn në reaksione acidike dhe bazike, duke treguar amfoterizëm. Metali ndërvepron me alkalet, si dhe me acide, si sulfurik dhenitrik, është aktiv kur reagon me halogjenet.
Lidhjet e kallajit
Pse aliazhet e tyre me një përqindje të caktuar përbërësish përdoren më shpesh në vend të metaleve të pastra? Fakti është se aliazhi ka veti që një metal individual nuk i ka, ose këto veti janë shumë më të forta (për shembull, përçueshmëria elektrike, rezistenca ndaj korrozionit, pasivimi ose aktivizimi i karakteristikave fizike dhe kimike të metaleve, nëse është e nevojshme, etj.). Kallaji (foto tregon një mostër të metalit të pastër) është pjesë e shumë lidhjeve. Mund të përdoret si një aditiv ose substancë bazë.
Sot njihen një numër i madh lidhjesh të një metali të tillë si kallaji (çmimi për to ndryshon shumë), le të shqyrtojmë më të njohurat dhe më të përdorurat (përdorimi i lidhjeve të caktuara do të diskutohet në seksionin përkatës). Në përgjithësi, lidhjet e stanumit kanë këto karakteristika: duktilitet të lartë, pikë shkrirjeje të ulët, fortësi dhe forcë të ulët.
Disa shembuj të lidhjeve
- Një aliazh kallaji dhe plumbi me disa aditivë aliazh (antimon, bakër, kadmium, zink, argjend, indium) është i ashtuquajturi kallaj për saldim, përqindja e stanumit në të duhet të jetë 49-51 ose 59 -61 për qind. Forca e lidhjes siguron që kallaji të formojë një zgjidhje të fortë me sipërfaqet metalike të lidhura.
- Garth është një aliazh kallaji, plumbi dheantimoni është baza e bojës së printimit (kjo është arsyeja pse nuk rekomandohet mbështjellja e ushqimit me gazeta për të shmangur përqendrimet e padëshirueshme të këtyre metaleve).
- Babbit - një aliazh kallaji, plumbi, bakri dhe antimoni - karakterizohet nga fërkim i ulët, rezistencë e lartë ndaj konsumit.
- Lidhja indium-kallaj është një material me shkrirje të ulët, i cili karakterizohet nga refraktariteti, rezistenca ndaj korrozionit dhe forca e konsiderueshme.
Përbërjet më të rëndësishme natyrore
Kallaji formon një sërë përbërjesh natyrore - xehe. Metali formon 24 komponime minerale, më i rëndësishmi për industrinë është oksidi i kallajit - kasitriti, si dhe korniza - Cu2FeSnS4. Kallaji shpërndahet në koren e tokës dhe komponimet e formuara prej tij janë me origjinë magnetike. Industria përdor gjithashtu kripëra poliol dhe silikate kallaji.
Kallaji dhe trupi i njeriut
Elementi kimik kallaj është një mikroelement për sa i përket përmbajtjes sasiore në trupin e njeriut. Akumulimi i tij kryesor është në indin kockor, ku përmbajtja normale e metalit kontribuon në zhvillimin e tij në kohë dhe funksionimin e përgjithshëm të sistemit muskuloskeletor. Përveç kockave, kallaji është i përqendruar në traktin gastrointestinal, mushkëri, veshka dhe zemër.
Është e rëndësishme të theksohet se akumulimi i tepërt i këtij metali mund të çojë në helmim të përgjithshëm të trupit, dhe ekspozimi më i gjatë mund të çojë edhe në mutacione të pafavorshme të gjeneve. Kohët e fundit, ky problem është mjaft i rëndësishëm, pasi gjendja ekologjike e mjedisitAmbienti lë për të dëshiruar. Ekziston një probabilitet i lartë i intoksikimit të kallajit midis banorëve të megaqyteteve dhe zonave afër zonave industriale. Më shpesh, helmimi ndodh përmes akumulimit të kripërave të kallajit në mushkëri, për shembull, të tilla si kloruri i kallajit dhe të tjerët. Në të njëjtën kohë, mungesa e mikronutrientëve mund të shkaktojë vonesë të rritjes, humbje të dëgjimit dhe rënie të flokëve.
Aplikacion
Metali disponohet komercialisht nga shumë shkritore dhe kompani. Prodhohet në formën e shufrave, shufrave, telave, cilindrave, anodave të bëra nga një substancë e pastër e thjeshtë si kallaji. Çmimi varion nga 900 në 3000 rubla për kg.
Kallaji i pastër përdoret rrallë. Përdoren kryesisht lidhjet dhe përbërjet e tij - kripërat. Kallaji për saldim përdoret në rastin e pjesëve të fiksimit që nuk janë të ekspozuara ndaj temperaturave të larta dhe ngarkesave të forta mekanike, të prodhuara nga lidhje bakri, çeliku, bakri, por nuk rekomandohet për ato të bëra nga alumini ose lidhjet e tij. Vetitë dhe karakteristikat e lidhjeve të kallajit janë përshkruar në seksionin përkatës.
Kalimet përdoren për bashkimin e mikroqarqeve, në këtë situatë janë ideale edhe lidhjet e bazuara në një metal si kallaji. Fotografia përshkruan procesin e aplikimit të një aliazh kallaji-plumb. Me të, ju mund të kryeni punë mjaft delikate.
Për shkak të rezistencës së lartë të kallajit ndaj korrozionit, përdoret për të bërë hekur të konservuar (llamarine) - kanaçe për produkte ushqimore. Në mjekësi, veçanërisht në stomatologji, kallaji përdoret përkryerja e mbushjeve dentare. Tubacionet e shtëpisë janë të mbuluara me kallaj, kushinetat janë bërë nga lidhjet e tij. Kontributi i kësaj substance në inxhinierinë elektrike është gjithashtu i paçmuar.
Tlucionet ujore të kripërave të kallajit si fluoroboratet, sulfatet dhe kloruret përdoren si elektrolite. Oksidi i kallajit është një lustër për qeramikë. Duke futur derivate të ndryshëm kallaji në materiale plastike dhe sintetike, duket e mundur të reduktohet ndezshmëria e tyre dhe emetimi i tymit të dëmshëm.
