Պարբերական համակարգի յուրաքանչյուր քիմիական տարր և նրանից առաջացած պարզ ու բարդ նյութերը եզակի են։ Նրանք ունեն յուրահատուկ հատկություններ, և շատերն անհերքելիորեն նշանակալի ներդրում ունեն մարդու կյանքում և ընդհանրապես գոյության մեջ: Քիմիական տարրը անագը բացառություն չէ։
Մարդկանց ծանոթությունն այս մետաղի հետ գալիս է հին ժամանակներից։ Այս քիմիական տարրը որոշիչ դեր է խաղացել մարդկային քաղաքակրթության զարգացման գործում, և մինչ օրս անագի հատկությունները լայնորեն կիրառվում են։
Tin պատմության մեջ
Այս մետաղի մասին առաջին հիշատակումը, որը, ինչպես նախկինում մարդիկ հավատում էին, նույնիսկ որոշ կախարդական հատկություններ ուներ, կարելի է գտնել աստվածաշնչյան տեքստերում: Անագը որոշիչ դեր է խաղացել բրոնզի դարաշրջանում կյանքի բարելավման գործում։ Այն ժամանակ մարդու ունեցած ամենադիմացկուն մետաղի համաձուլվածքը բրոնզն էր, որը կարելի էր ստանալ՝ պղնձի մեջ անագ քիմիական տարրը ավելացնելով։ Մի քանի դար շարունակ այս նյութից պատրաստվել է ամեն ինչ՝ գործիքներից մինչև զարդեր։
Երկաթի հատկությունների հայտնաբերումից հետո անագի համաձուլվածքը չի դադարել օգտագործել, իհարկե, այն նույն մասշտաբով չի օգտագործվում, բայց բրոնզը, ինչպես նաև նրա շատ այլ համաձուլվածքներ ակտիվորեն օգտագործվում են. ներգրավվածԱյսօր արդյունաբերության, տեխնոլոգիայի և բժշկության մեջ մարդն այս մետաղի աղերի հետ միասին, օրինակ՝ անագի քլորիդը, որը ստացվում է անագի և քլորի փոխազդեցությամբ, այս հեղուկը եռում է 112 աստիճան Ցելսիուսում, լավ լուծվում է ջրի մեջ, ձևավորում է բյուրեղային հիդրատներ և ծխում է օդում։
Տարրի դիրքը պարբերական աղյուսակում
Քիմիական տարրը tin (լատիներեն անունը stannum - «stannum», գրված է Sn նշանով) Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը իրավամբ տեղավորվել է հինգերորդ շրջանում հիսունի համար: Այն ունի մի շարք իզոտոպներ՝ ամենատարածված 120 իզոտոպը։ Այս մետաղը նույնպես վեցերորդ խմբի հիմնական ենթախմբում է՝ ածխածնի, սիլիցիումի, գերմանիումի և ֆլերովիումի հետ միասին։ Նրա գտնվելու վայրը կանխատեսում է ամֆոտերային հատկություններ, թիթեղն ունի հավասարապես թթվային և հիմնային բնութագրեր, որոնք ավելի մանրամասն կներկայացվեն ստորև։
Պարբերական աղյուսակը ցույց է տալիս նաև անագի ատոմային զանգվածը, որը 118,69 է: Էլեկտրոնային կազմաձևը 5s25p2 է, որը բարդ նյութերը մետաղին թույլ են տալիս դրսևորել օքսիդացման +2 և +4 վիճակներ՝ երկու էլեկտրոններ թողնելով միայն p-ենթամակարդակից, կամ չորսը s-ից և p-ից՝ ամբողջությամբ դատարկելով ամբողջ արտաքին մակարդակը։
տարրի էլեկտրոնային բնութագիրը
Ատոմային թվին համապատասխան՝ անագի ատոմի շրջանաձև միջուկային տարածությունը պարունակում է մինչև հիսուն էլեկտրոն, դրանք գտնվում են հինգ մակարդակների վրա, որոնք, իր հերթին, բաժանվում են մի շարք ենթամակարդակների։ Առաջին երկուսն ունեն միայն s- և p-ենթամակարդակներ, իսկ երրորդից սկսած՝ տեղի է ունենում եռակի բաժանումդեպի s-, p-, d-.
Դիտարկենք արտաքին էլեկտրոնային մակարդակը, քանի որ հենց դրա կառուցվածքն ու էլեկտրոններով լցվածությունն է որոշում ատոմի քիմիական ակտիվությունը։ Չգրգռված վիճակում տարրը դրսևորում է երկուսի հավասար վալենտություն, գրգռման ժամանակ մեկ էլեկտրոն s-ենթամակարդակից անցնում է p-ի ենթամակարդակի թափուր տեղ (այն կարող է պարունակել առավելագույնը երեք չզույգված էլեկտրոն): Այս դեպքում անագը ցուցադրում է վալենտություն և օքսիդացման աստիճան՝ 4, քանի որ չկան զույգ էլեկտրոններ, ինչը նշանակում է, որ քիմիական փոխազդեցության գործընթացում դրանք ոչինչ չեն պահում ենթամակարդակներում։
Պարզ նյութ մետաղ և դրա հատկությունները
Պարզ նյութ անագը արծաթագույն մետաղ է, պատկանում է ձուլվողների խմբին։ Մետաղը փափուկ է և համեմատաբար հեշտ դեֆորմացվող: Մի շարք առանձնահատկություններ բնորոշ են այնպիսի մետաղին, ինչպիսին անագն է: Ցելսիուսի 13,2 աստիճանից ցածր ջերմաստիճանը անագի մետաղական մոդիֆիկացիայի փոշու անցման սահմանն է, որն ուղեկցվում է գույնի փոփոխությամբ՝ արծաթ-սպիտակից մոխրագույնի և նյութի խտության նվազմամբ։ Անագը հալվում է 231,9 աստիճանում և եռում 2270 աստիճան Ցելսիուսում։ Սպիտակ թիթեղի բյուրեղային քառանկյուն կառուցվածքը բացատրում է մետաղի բնորոշ ճռճռոցը, երբ այն թեքվում և տաքացվում է թեքման կետում՝ նյութի բյուրեղները միմյանց դեմ քսելու միջոցով: Մոխրագույն թիթեղն ունի խորանարդ սինգոնիա։
Անգի քիմիական հատկությունները երկակի էություն ունեն, այն մտնում է ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային ռեակցիաների մեջ՝ դրսևորելով ամֆոտերիզմ։ Մետաղը փոխազդում է ալկալիների, ինչպես նաև թթուների հետ, ինչպիսիք են ծծմբային ևազոտային, ակտիվ է հալոգենների հետ արձագանքելիս։
Անագի համաձուլվածքներ
Ինչու՞ են դրանց համաձուլվածքները բաղադրիչ բաղադրիչների որոշակի տոկոսով ավելի հաճախ օգտագործվում մաքուր մետաղների փոխարեն: Փաստն այն է, որ համաձուլվածքն ունի հատկություններ, որոնք չունի առանձին մետաղը, կամ այդ հատկությունները շատ ավելի ուժեղ են (օրինակ՝ էլեկտրական հաղորդունակություն, կոռոզիոն դիմադրություն, մետաղների ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերի պասիվացում կամ ակտիվացում, անհրաժեշտության դեպքում և այլն):. Անագը (լուսանկարում երևում է մաքուր մետաղի նմուշ) շատ համաձուլվածքների մի մասն է։ Այն կարող է օգտագործվել որպես հավելանյութ կամ հիմքային նյութ։
Այսօր հայտնի է անագի նման մետաղի մեծ քանակությամբ համաձուլվածքներ (դրանց համար գինը շատ տարբեր է), եկեք դիտարկենք ամենատարածված և օգտագործվածները (որոշ համաձուլվածքների օգտագործումը կքննարկվի համապատասխան բաժնում:): Ընդհանուր առմամբ, պղնձի համաձուլվածքներն ունեն հետևյալ բնութագրերը՝ բարձր ճկունություն, ցածր հալման կետ, ցածր կարծրություն և ամրություն։
Հալվածքների որոշ օրինակներ
- Անի և կապարի համաձուլվածքը որոշ համաձուլման հավելումներով (անտիմոն, պղինձ, կադմիում, ցինկ, արծաթ, ինդիում) այսպես կոչված անագն է զոդման համար, որի մեջ ստանումի տոկոսը պետք է լինի 49-51 կամ 59: -61 տոկոս. Կապի ամրությունը ապահովում է, որ թիթեղը կպած մետաղական մակերեսների հետ պինդ լուծույթ է կազմում:
- Գարտը անագի, կապարի ևանտիմոնը տպագրական թանաքի հիմքն է (այդ պատճառով էլ խորհուրդ չի տրվում սնունդը թերթերով փաթաթել՝ այդ մետաղների անցանկալի կոնցենտրացիաներից խուսափելու համար):
- Բաբբիթ՝ անագի, կապարի, պղնձի և անտիմոնի համաձուլվածք, որը բնութագրվում է ցածր շփման և մաշվածության բարձր դիմադրությամբ։
- Ինդիում-անագ համաձուլվածքը ցածր հալվող նյութ է, որը բնութագրվում է հրակայունությամբ, կոռոզիոն դիմադրությամբ և նշանակալի ուժով:
Ամենակարևոր բնական միացությունները
Անագը առաջացնում է մի շարք բնական միացություններ՝ հանքաքարեր։ Մետաղը կազմում է 24 հանքային միացություններ, որոնցից արդյունաբերության համար ամենակարևորը անագի օքսիդ-կազիտրիտն է, ինչպես նաև շրջանակը՝ Cu2FeSnS4: Անագը ցրված է երկրակեղևում, և նրա կողմից առաջացած միացությունները մագնիսական ծագում ունեն։ Արդյունաբերությունն օգտագործում է նաև պոլիոլի աղեր և անագ սիլիկատներ։
Անագը և մարդու մարմինը
Քիմիական անագ տարրը մարդու օրգանիզմում իր քանակական պարունակությամբ միկրոտարր է։ Դրա հիմնական կուտակումը ոսկրային հյուսվածքում է, որտեղ մետաղի նորմալ պարունակությունը նպաստում է դրա ժամանակին զարգացմանը և հենաշարժիչ համակարգի ընդհանուր աշխատանքին։ Բացի ոսկորներից, անագը կենտրոնացած է աղեստամոքսային տրակտում, թոքերում, երիկամներում և սրտում։
Կարևոր է նշել, որ այս մետաղի չափից ավելի կուտակումը կարող է հանգեցնել օրգանիզմի ընդհանուր թունավորման, իսկ ավելի երկար ազդեցությունը կարող է հանգեցնել նույնիսկ անբարենպաստ գենային մուտացիաների: Վերջերս այս խնդիրը բավականին արդիական է, քանի որ շրջակա միջավայրի էկոլոգիական վիճակըՇրջակա միջավայրը շատ ցանկալի բան է թողնում։ Թիթեղից թունավորվելու մեծ հավանականություն կա մեգապոլիսների և արդյունաբերական գոտիներին հարող տարածքների բնակիչների շրջանում։ Ամենից հաճախ թունավորումը տեղի է ունենում թոքերում անագի աղերի կուտակման միջոցով, օրինակ՝ անագ քլորիդը և այլն։ Միևնույն ժամանակ, միկրոտարրերի պակասը կարող է առաջացնել աճի դանդաղում, լսողության կորուստ և մազաթափություն։
Դիմում
Մետաղը կոմերցիոնորեն հասանելի է բազմաթիվ ձուլարաններից և ընկերություններից: Այն արտադրվում է ձուլակտորների, ձողերի, մետաղալարերի, բալոնների, անոդների տեսքով՝ պատրաստված մաքուր պարզ նյութից, ինչպիսին է թիթեղը։ Գինը տատանվում է 900-ից մինչև 3000 ռուբլի մեկ կգ-ի համար:
Մաքուր թիթեղը հազվադեպ է օգտագործվում: Հիմնականում օգտագործվում են դրա համաձուլվածքները և միացությունները՝ աղերը։ Զոդման թիթեղն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանների և ուժեղ մեխանիկական բեռների ազդեցության տակ չհայտնված մասերի ամրացման դեպքում, որոնք պատրաստված են պղնձի համաձուլվածքներից, պողպատից, պղնձից, սակայն խորհուրդ չի տրվում օգտագործել ալյումինից կամ դրա համաձուլվածքներից պատրաստված մասերը: Անագի համաձուլվածքների հատկությունները և բնութագրերը նկարագրված են համապատասխան բաժնում:
Զոդիչները օգտագործվում են միկրոսխեմաների զոդման համար, այս իրավիճակում մետաղի վրա հիմնված համաձուլվածքները, ինչպիսին է անագը, նույնպես իդեալական են: Լուսանկարում պատկերված է անագի-կապարի համաձուլվածքի կիրառման գործընթացը։ Դրանով դուք կարող եք բավականին նուրբ աշխատանք կատարել։
Կոռոզիայի նկատմամբ անագի բարձր դիմադրության շնորհիվ այն օգտագործվում է թիթեղյա երկաթի (թիթեղ)՝ սննդամթերքի պահածոներ պատրաստելու համար։ Բժշկության մեջ, մասնավորապես՝ ատամնաբուժության մեջ, թիթեղը օգտագործվում էատամնաբուժական լցոնումների կատարում. Տան խողովակաշարերը ծածկված են թիթեղով, առանցքակալները պատրաստված են դրա համաձուլվածքներից։ Այս նյութի ներդրումը էլեկտրատեխնիկայում նույնպես անգնահատելի է։
Անագի աղերի ջրային լուծույթները, ինչպիսիք են ֆտորոբորատները, սուլֆատները և քլորիդները, օգտագործվում են որպես էլեկտրոլիտներ: Անագի օքսիդը կերամիկայի ջնարակ է։ Պլաստիկ և սինթետիկ նյութերի մեջ ներդնելով անագի տարբեր ածանցյալներ՝ հնարավոր է թվում նվազեցնել դրանց դյուրավառությունը և վնասակար գոլորշիների արտանետումը։
