錫

錫
50Sn
鍺 ↑ 錫 ↓ 鉛 元素週期表 銦 ← 錫 → 銻
外觀
銀白色金屬
概況
名稱 · 符號 · 序數	錫 · Sn · 50
元素類別	貧金屬
族 · 週期 · 區	14 · 5 · p
標準原子質量	118.710
電子排布	[氪] 4d10 5s2 5p2 2, 8, 18, 18, 4
歷史
發現	約在西元前3500年
物理性質
狀態	固態
密度（接近室溫）	(白錫) 7.365 g·cm−3
密度（接近室溫）	(灰錫) 5.769 g·cm−3
熔點時液體密度	6.99 g·cm−3
熔點	505.08 K，231.93 °C，449.47 °F
沸點	2875 K，2602 °C，4716 °F
熔化熱	(白錫) 7.03 kJ·mol−1
汽化熱	(白錫) 296.1 kJ·mol−1
比熱容	(白錫) 27.112 J·mol−1·K−1
蒸汽壓
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 於 T (K) 1497 1657 1855 2107 2438 2893
原子性質
氧化態	4, 3, 2, 1, -4 (兩性)
電負性	1.96（鮑林標度）
電離能	第一：708.6 kJ·mol−1
	第二：1411.8 kJ·mol−1
	第三：2943.0 kJ·mol−1
原子半徑	140 pm
共價半徑	139±4 pm
范德華半徑	217 pm
雜項
晶體結構	四方晶系 白錫
	鑽石結構 灰錫
磁序	(灰錫) 抗磁性, (白錫) 順磁性
電阻率	（(0 °C）115 nΩ·m
熱導率	66.8 W·m−1·K−1
膨脹係數	（25 °C）22.0 µm·m−1·K−1
聲速（細棒）	（室溫）(rolled) 2730 m·s−1
楊氏模量	50 GPa
剪切模量	18 GPa
體積模量	58 GPa
泊松比	0.36
莫氏硬度	1.5
布氏硬度	~350 MPa
CAS號	7440-31-5
最穩定同位素
主條目：錫的同位素
同位素 豐度 半衰期 DM DE（MeV） DP 112Sn 0.97% 112Sn帶62個中子穩定 114Sn 0.66% 114Sn帶64個中子穩定 115Sn 0.34% 115Sn帶65個中子穩定 116Sn 14.54% 116Sn帶66個中子穩定 117Sn 7.68% 117Sn帶67個中子穩定 118Sn 24.22% 118Sn帶68個中子穩定 119Sn 8.59% 119Sn帶69個中子穩定 120Sn 32.58% 120Sn帶70個中子穩定 122Sn 4.63% 122Sn帶72個中子穩定 124Sn 5.79% >1×1017 年 β−β− 2.2870 124Te 126Sn 微量 2.3×105 y β− 0.380 126Sb

錫是一種化學元素，其化學符號是Sn（拉丁語Stannum的縮寫），它的原子序數是50。它是一種主族金屬。純的錫有銀灰色的金屬光澤，它擁有良好的伸展性能，它在空氣中不易氧化，它的多種合金有防腐蝕的性能，因此它常被用來作為其它金屬的防腐層。錫的主要來源是它的一種氧化物礦物錫石（SnO₂），盛產於中國雲南、馬來西亞等地。

主要特徵

馬來西亞皇家雪蘭莪製作的錫制燭台

錫是一種可延展的、柔軟的、高晶體的、銀白色的金屬。它的晶體在被彎曲折斷時會發出響聲。在無菌的海水和自來水中錫不腐蝕，但在酸、鹼和酸的鹽中它可能腐蝕。它可以催化溶液中的氧的對金屬的攻擊。

在空氣中加熱後錫可以形成SnO₂。SnO₂是弱酸性的。與熔融鹼反應可以形成錫酸鹽。錫可以被擦亮，往往被用來作為其它金屬的防腐層。它可以直接與氯和氧反應。在稀酸中它可以取代氫離子。在室溫下它有延展性，但冷卻後它變脆。

同素異形體

左為銀色的β錫，右為灰色的α錫

在常壓下錫有3種同素異形體。以灰錫(α錫)、白錫(β錫)或脆錫的狀態存在。

在室溫，是常見的銀白色金屬白錫，富有展性，在這個正方晶結構下它呈金屬性，比重較灰錫重。當溫度回降到低於13.2°C的話，它會慢慢變為粉末狀的灰錫。這個狀態的立方體晶體結構是與矽和鍺類似的鑽石型半導體結構，是暗灰色的粉狀物，沒有金屬性質，用途不大。這個過程的轉化溫度會因存在雜質如鋁和鋅而降低。在錫中加入銻或鉍可以防止錫的退化。這個現象最早由亞里士多德發現，稱錫疫。未染上「錫疫」的錫板，一旦和有「錫疫」的錫板接觸，也會產生灰色的斑點而逐漸「腐爛」掉。

元素鉍一般被科學家應用為防止「錫疫」的物質。這是由於鉍原子中有多餘的電子可供錫的結晶點陣，使錫的晶體結構穩定化，完全消除「錫疫」的可能性。

當溫度在160 °C以上時，白錫開始轉變為脆錫。

用途

錫很容易與鐵結合，它被用來做鉛、鋅和鋼的防腐層。塗錫的鋼罐多用於貯藏食物，這是金屬錫的一個重要市場。

其它用途：

• 錫是一些重要合金如青銅、巴氏合金等的組成部分。
• 氯化錫在印刷術中被用作一種還原劑和媒染劑。錫鹽噴在玻璃上可以形成導電的塗層。這些塗層被用在防凍玻璃上。
• 一般玻璃板是將熔化的玻璃澆在錫板上形成的，來保證玻璃面的平坦和光滑。
• 焊錫含錫用來連接管道和電子線路。此外錫還被用在多種化學反應中。
• 錫紙常用來包裝食物或藥品。
• 可鍍於銅和鐵上，鍍錫的鐵片稱為馬口鐵；可防鏽、製作罐頭容器。
• 有機錫可作為有機化合物的合成的試劑，作用包括還原官能團，造成自由基，令有機份子重新排列。
• 自1992年美國立法禁止包裝產品中使用鉛,汞,鎘及六價鉻這四種有毒金屬,全球著名的紅酒封套的生產商拉蒙丁(RAMONDIN)公司便開始使用錫作為以上有毒金屬的替代品.此種封套製造技術是當今紅酒封套製造業中的領先技術,而此種封套具有無法複製的特性,因此成為保護紅酒品牌及產品的一種有效途徑.

在3.75K的低溫下錫成為超導體。錫是最早被發現的超導體之一。超導體的一個特別特徵，邁斯納效應，就是首先在錫晶體中被發現的。由於鈮-錫-混合物Nb₃Sn擁有較高的臨界溫度（18K）和較高的臨界磁場（25特斯拉），它被用來製作商業的超導電磁鐵的線。一個數千克重的超導電磁鐵的可以產生與一個數噸重的普通電磁鐵產生的磁場相比。

全球年錫用量約為30萬噸。其中約35%用為焊錫，30%用為錫片和30%用為化學原料或顏色。由於越來越多的錫-鉛-焊錫被無鉛焊錫（含95%以上的錫）代替，全球的錫用量每年約提高10%。2003年在倫敦金屬交易所上錫的價格為每噸五千美元左右，2004年的價格達每噸八千到一萬美元。2003年世界上最大的十個用錫國為中國、美國、日本、德國、其它歐洲國家總計、韓國、其它亞洲國家總計、台灣、英國和法國。

歷史

錫是人類知道最早的金屬之一，從古代開始它就是青銅的組成部分之一。早在前36世紀錫就被用來硬化銅。約從前7世紀開始人類認識到純的錫。於戰國時期就開始用來作武器的主要材料，無錫即以此命名，相傳無錫於戰國時期盛產錫，到了錫礦用盡之時，人們就以無錫來命名這地方，作為天下沒有戰爭的寄望。

今天有時錫這個詞也被用在沒有錫或只有很少錫的物體上。比如許多「錫紙」實際上是鋁紙。大多數錫罐實際上是鋼罐，上面塗有一層非常薄的錫。

來源

全世界約有35個國家產錫。幾乎每個洲都有重要的產錫國。

在地殼中錫比較稀少，只佔地殼的百萬分之二，今天的錫礦的產量可能還可以維持約35年。80%錫礦是沉積岩，至少半數的錫來自東南亞（從中國中部經泰國到印度尼西亞）。

最重要得錫礦石是錫石（SnO₂），錫礦中的原礦石含約5%的錫，首先礦石要被粉碎和用不同的方式提純，提純後的錫礦含75%的錫。在精鍊爐中錫從其礦物中由碳還原出來。精鍊爐中的溫度稍低於錫的熔點，而雜質的熔點比這個溫度要高，因此還原的錫可以從爐中流出。少量錫來自它的硫化物如圓柱錫石、硫銀錫礦和硫錫鉛礦等。越來越多的錫是回收來的。

中國的錫產量佔全世界的30%，其它東南亞國家一起佔30%，南美洲佔20%。

同位素

錫有10種穩定的同位素，是所有化學元素中穩定同位素最多的。此外錫還有28種不穩定同位素。

化學性質

由於處於金屬和非金屬中間，同時具有兩者的特性。 作為金屬，可氧化至二價錫和較穩定的四價錫。二價錫是兩性的，在酸中，可形成 [SnX₃]⁻離子，X為F⁻,Cl⁻等；在鹼中，會形成[Sn(OH)₃]⁻電漿。四價錫也是兩性的，在酸中，可形成 [SnX₆]²⁻離子，X為F⁻,Cl⁻等；在鹼中，會形成[Sn(OH)₆]²⁻, [SnO₃]²⁻電漿。四價錫的溶液都傾向水解出SnO₂沉澱。 作為非金屬，錫可和碳，氧等非金屬組成份子。尤其是碳，可和錫形成很多有機錫化合物，應用很廣泛。

生理作用

金屬錫即使大量也是無毒的，簡單的錫化合物和錫鹽的毒性相當低，但一些有機錫化物的毒性非常高。尤其錫的三烴基化合物被用作船的漆來殺死付在船身上的微生物和貝殼。這些化合物可以摧毀含硫的蛋白質。

外部連結

• 洛斯阿拉莫斯國家實驗室
• EnvironmentalChemistry.com —— 錫（英文）