قلع

شرح تصویر:

یکی از نمادهای کیمیاگری متداول برای قلع، روی یک قوطی حلبی نقش شده است. قوطی‌های حلبی به‌طور سنتی از فولاد با روکش قلع ساخته می‌شود.

شکل ظاهری:

قلع فلزی نرم و انعطاف‌پذیر است و در دمای کمتر از ۱۳ درجه سا‌نتی‌گراد به‌آهستگی به شکل پودر درمی‌آید.

کاربردها:

قلع کاربردهای زیادی دارد. به‌دلیل جلای زیادی که دارد برای روکش کردن فلزات دیگر و جلوگیری از خوردگی به‌کار می‌رود، مانند قوطی‌های حلبی که از فولاد با روکش قلع ساخته می‌شود. از قلع آلیاژهای مهمی مانند لحیم نرم، مفرغ، برنز و فسفر برنز به‌دست می‌آید. آلیاژی از نئوبیم با قلع در آهنرباهای ابررسانا به‌کار می‌رود.

شیشه‌های پنجره معمولاً با جاری کردن شیشه مذاب روی قلع مذاب و ایجاد یک سطح صاف ساخته می‌شود. نمک‌های قلع روی شیشه اسپری می‌شود تا پوشش‌های رسانای برق ایجاد شود.

مهم‌ترین نمک قلع که به‌عنوان ماده ثابت‌کنندۀ رنگ پارچه‌های کتان و ابریشم کاربرد دارد، قلع(II) کلرید است. از قلع(IV) اکسید در سرامیک‌ها و سنسورهای گاز استفاده می‌شود. روی استانات (Zn₂SnO₄) یک بازدارندۀ آتش است که در پلاستیک‌ها به‌کار می‌رود.

برخی ترکیبات قلع به‌عنوان رنگ‌های ضدرسوب برای نچسبیدن صدف‌ها به بدنۀ کشتی‌ها و قایق‌ها استفاده می شود. با این حال این ترکیبات حتی در مقادیر کم برای حیات دریایی، به‌ویژه صدف‌های خوراکی کشنده است و در حال حاضر در بیشتر کشورها استفاده از آن‌ها ممنوع شده است.

نقش زیست‌شناختی:

قلع نقش زیست‌شناختی مشخصی در انسان‌ها ندارد، اما برای برخی گونه‌های ممکن است حیاتی باشد. قلعِ فلزی غیرسمّی است، اما ترکیبات آلی قلع‌دار ممکن است سمّی باشند و باید با احتیاط با آن‌ها کار کرد. گیاهان به‌آسانی قلع را جذب می‌کنند.

فراوانی طبیعی:

قلع عمدتاً در سنگ معدن کاسیتریت (قلع(IV) اکسید) پیدا می‌شود که محل اصلی آن «کمربند قلع» است که از چین، تایلند و اندونزی می‌گذرد. در پرو، بولیوی و برزیل نیز معادن آن وجود دارد. در صنعت، قلع را با احیای سنگ‌ معدن با زغال سنگ در کوره به‌دست می‌آورند.

قلع تأثیری مستقیم بر تاریخ زندگی انسان داشته است که دلیل اصلی آن برنز است، اما خودِ قلع نیز کاربرد داشته، که شاهدش حلقه‌ و بطری‌ای از جنس قلع است که در یک مقبره مصری مربوط به سلسله هجدهم مصر (۱۵۸۰ تا ۱۳۵۰ پیش از میلاد مسیح) پیدا شده است. چینی‌ها ۷۰۰ سال پیش از میلاد مسیح قلع را در استان یوننان استخراج می‌کردند. قلع خالص در دژ کوهستانی ماچو پیچو در کشور پرو نیز پیدا شده است.

هنگامی‌که مس با حدودِ ۵ درصد قلع آلیاژ شود، برنز به‌دست می‌آید که نه تنها در دمای پایین‌تری ذوب می‌شود (و کار کردن با آن را ساده‌تر می‌کند)، بلکه فلزی با سختی بسیار بیشتر به‌دست می‌آید که برای ساخت ابزار و سلاح ایده‌آل است. عصر برنز امروزه دوره شناخته‌شده‌ای در توسعه تمدن به‌شمار می‌رود. اینکه برنز چگونه کشف شد برای ما روشن نیست، اما مردم مصر، بین‌النهرین و درۀ ایندوس (در پاکستان و شمال غربی هند کنونی) ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد شروع به استفاده از آن کردند.

 

شعاع اتمی ناپیوندی (Å): ۲/۱۷	شعاع کووالانسی (Å): ۱/۴۰
الکترون‌خواهی (kJ/mol): ۱۰۷/۲۹۸	الکترونِگاتیویته (مقیاس پاولینگ): ۱/۹۶

انرژی‌های یونش	اول	دوم	سوم	چهارم	پنجم	ششم	هفتم	هشتم
kJ/mol	۷۰۸/۵۸۱	۱۴۱۱/۷۹۳	۲۹۴۳/۰۵۴	۳۹۳۰/۳۳۲	۶۹۷۳/۹۶	-	-	-

 

حالت‌های اُکسایش معمول: ۴ ، ۲

ایزوتوپ‌ها:

ایزوتوپ	جرم اتمی	فراوانی طبیعی (٪)	نیمه‌عمر	شیوه واپاشی
112Sn	۱۱۱/۹۰۵	۰/۹۷	-	-
114Sn	۱۱۳/۹۰۳	۰/۶۶	-	-
115Sn	۱۱۴/۹۰۳	۰/۳۴	-	-
116Sn	۱۱۵/۹۰۲	۱۴/۵۴	-	-
117Sn	۱۱۶/۹۰۳	۷/۶۸	-	-
118Sn	۱۱۷/۹۰۲	۲۴/۲۲	-	-
119Sn	۱۱۸/۹۰۳	۸/۵۹	-	-
120Sn	۱۱۹/۹۰۲	۳۲/۵۸	-	-
122Sn	۱۲۱/۹۰۳	۴/۶۳	-	-
124Sn	۱۲۳/۹۰۵	۵/۷۹	۱۰۱۸×۲/۲ < سال	-β-β

داده‌ها:

W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014

Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016

خواص و کاربردها:

John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011

Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014

تاریخچه:

Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017