Fakta Om Tin

{h1}

Egenskaber, kilder og anvendelser af elementet tin.

Tin er et element, der måske er bedst kendt for dets anvendelse i dåse dåser - som i disse dage næsten altid er aluminium. Selv de originale dåse dåser, der først blev introduceret i 1800'erne, var for det meste stål, belagt med tin.

Så tin kan være beskeden, men det er ikke ubetydeligt. Dette metal bruges til at forhindre korrosion og til fremstilling af glas. Det er oftest fundet blandet eller legeret med andre metaller. Tin, for eksempel, er for det meste tin.

Tinkilder

Tin er forholdsvis sjælden og udgør kun ca. 2 dele pr. Million af jordskorpen, ifølge U.S. Geological Survey. Tin ekstraheres fra forskellige malmer, hovedsagelig fra cassiterit (SnO2). Metalet fremstilles ved at reducere oxidmalmen med kul i en ovn.

Meget lidt tin er blevet fundet i USA, meget af det i Alaska og Californien. Ifølge Los Alamos National Laboratory fremstilles metaller hovedsagelig i Malaya, Bolivia, Indonesien, Zaire, Thailand og Nigeria.

Anvendelse af tin

Måske har den vigtigste brug af tin historisk set været at lave bronze - en legering af kobber og tin eller andre metaller - som ændrede civilisationen ved at indvie bronzealderen. Folk begyndte at lave eller handle for bronzeværktøjer og våben på forskellige tidspunkter afhængigt af geografi, men bronzealderen er almindeligt accepteret til at have startet omkring 3300 B.C. i det nære øst.

Bare fakta

Ifølge Jefferson National Linear Accelerator Laboratory er egenskaberne af tin:

  • Atomtal (antal protoner i kernen): 50
  • Atom symbol (på elementets periodiske tabel): Sn
  • Atomvægt (gennemsnitsmasse af atom): 118.710
  • Tæthed: 7.287 gram pr. Kubikcentimeter
  • Fase ved stuetemperatur: Fast
  • Smeltepunkt: 449,47 grader Fahrenheit (231,93 grader Celsius)
  • Kogepunkt: 4.715 F (2.602 C)
  • Antal isotoper (atomer af samme element med et andet antal neutroner): 51, 8 stabile
  • Mest almindelige isotoper: Sn-112 (naturlig overflod 0,97 procent), Sn-114 (0,66 procent), Sn-115 (0,34 procent), Sn-116 (14,54 procent), Sn-117 (7,68 procent), Sn-118 24,22 procent), Sn-119 (8,59 procent), Sn-120 (32,58 procent), Sn-122 (4,63 procent) og Sn-124 (5,79 procent)

Elektronkonfiguration og elementære egenskaber af tin.

Elektronkonfiguration og elementære egenskaber af tin.

Kredit: Greg Robson / Creative Commons, Andrei Marincas Shutterstock

Et gammelt metal

Tin brug i bronze strækker sig tilbage omkring 5.000 år. Det har også forekommet lejlighedsvis i den arkæologiske rekord på egen hånd. For eksempel opdagede forskere udgravning ved det jødiske tempel i Jerusalem i 2011 et knapstørret stykke tin stemplet med de arameiske ord for "ren for Gud". Denne segl kan have været brugt til at markere ceremonielt rene genstande til ritualer, ifølge en rapport i Haaretz Newspaper.

Ud over bronze var tins største bidrag til menneskeheden sandsynligvis den ydmyge tinbeholder. Kanen har sin oprindelse i det flerårige problem med, hvordan man fodrer en on-the-move hær. Ifølge Can Manufacturers Institute (ja, selv dåser har en handelsorganisation) tilbød Napoleon Bonaparte en belønning i 1795 til alle, der kunne komme med en måde at bevare mad til militær brug. I 1810 vandt den franske kok Nicolas Appert prisen på 12.000 franc ved at opfatte konserves - processen med at forsegle mad eller drikke i en krukke eller flaske ved brug af kogende vand.

Denne opdagelse rydde vejen for opfindelsen af ​​dåseburken kun et år senere. I 1810 fik den britiske købmand Peter Durand et patent om brug af tinplated stål til dåseføde. Tin modstår korrosion, hvilket gør det til et ideelt dække til relativt billigt stål.

Blæsten kan ankomme på amerikanske kyster i 1818, og Thomas Kensett & Co, et produktionsselskab, patenterede blikburken i Amerika i 1825. Borgerkrigen gav anledning til den øgede popularitet af blikbeholderen, da generaler igen søgte en vej til fodre deres soldater.

Tinens blomstrende sluttede i midten af ​​20th århundrede, da Coors Brewery introducerede den første aluminiumskande. Billigere, lettere og genanvendelige, aluminium overtog hurtigt tin og stål.

Men tin har stadig sine anvendelser. Tin plus elementet niob gør et superledende metal til brug for ledninger. En tin / blylegering bruges til at lave loddemetal. Kobber og andre metaller blandes med tin til fremstilling af tin, som engang var et almindeligt metal til service. Og vinduesglas får sin silkebløde overflade fra en form af smeltet tin, en metode kaldet Pilkington-processen.

Der kan man bare se?

  • Disse guld Oscar statuetter er ikke solid guld. De er faktisk Britannia metal belagt med guld. Og Britannia metal er lavet af ca. 92 procent tin (resten er kobber og antimon).
  • Sn? Skal ikke tins atomsymbol være Tn i stedet? Faktisk er Sn kort for det latinske ord for tin, Stannum.
  • Når tin er bøjet ved stuetemperatur, gør det en højkrydsende knusende lyd kendt som "tin cry", der skyldes deformation af tin krystaller.
  • Under 13 grader Celsius bliver tin til en form kaldet "alfa-tin". Denne pulverformige grå tin er en allotrop, en anden form for elementet. Alfa tin er en halvleder, men er svært at lave, ifølge kemiker Andrea Sella fra University College London.

Nuværende forskning

For nylig har techforskere været begejstrede for graphen, et enkeltatomslag af kulstof, der er både sværere end diamanter og strækbar som gummi. Det er helt muligt, at næste højteknologiske fremskridt som grafen kommer fra ydmyg tin.

Forskere er Stanford University og Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory har opfundet et one-atom-tykt lag af tin, de kalder stanene.

Stanene er specielt, fordi det er det første materiale, der kan føre elektricitet med 100 procent effektivitet ved stuetemperatur. Tilsætningen af ​​nogle få fluoratomer opretholder denne effektivitet op til og uden for de temperaturer, hvor computerchips virker - op til ca. 212 F (100 C).

"Ifølge Moores lov er antallet af transistorer i et tæt integreret kredsløb fordoblet cirka hvert andet år," fortæller forsker Yong Xu, nu fysiker ved Tsinghua University i Beijing, WordsSideKick.com. "Som følge heraf øges strømstyrken af ​​integrerede kredsløb eksponentielt, hvilket medfører alvorlige problemer med strømforbrug og varmeafledning."

Xu og hans team, herunder fysiker Shoucheng Zhang i Stanford, vidste, at de havde brug for et tungt element med egenskaberne af en såkaldt "topologisk isolator". En topologisk isolator er et materiale, der fører elektricitet langs overfladen, men fører ikke elektricitet i sit indre.

"Mange topologiske isolatorer er blevet fremstillet af tunge elementer, herunder kviksølv, vismut, antimon, tellur og selen," sagde Xu. "Ingen af ​​dem var perfekte ledere af elektricitet ved stuetemperatur."

Tin var ikke blevet undersøgt til dette formål før. Men Xu og hans kolleger fandt ud af, at når tinatomer er arrangeret i et enkelt honeycomb-lag, ændres elementernes egenskaber. Det bliver en perfekt leder af elektricitet ved stuetemperatur, uden at der er tale om en enkelt fjernet elektron, der er gået tabt, rapporterede forskerne i november 2014.

Elektronik fremstillet med stanene bør således producere mindre varme og trække mindre strøm end deres siliciummodstykker.

Xu og hans samarbejdspartnere lavede enkeltlaget tin med en proces kaldet molekylær stråle epitaxy, som kondenserer gasformige versioner af elementet i et tyndt lag i et vakuum. Det er en udfordrende proces, sagde Xu, der kræver præcise temperaturer og væksthastighed for laget for at sikre at atomstrukturen er helt korrekt. Holdet håber at udvikle billigere og nemmere måder at lave stanene i fremtiden på.

"Det næste skridt er at vokse stanene af høj kvalitet i stor skala og derefter bruge materialet til grundlæggende forskning og praktiske anvendelser," sagde Xu.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook og Google+.

Yderligere ressourcer

  • Jefferson Lab: Element Tin
  • Los Alamos National Laboratory: Tin
  • Royal Society of Chemistry: Tin


Video Supplement: Spotlite Trans 7 FAKTA FAKTA TENTANG TIN TIN.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com