Валентность олова (sn), формулы и примеры

Валентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примеры

Sn 50  Олово

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

118,710(7)      1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2

Олово — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.

Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова

  • Изотопы и модификации олова
  • Свойства олова (таблица): температура, плотность, давление и пр.
  • Физические свойства олова

Химические свойства олова. Взаимодействие олова. Химические реакции с оловом

Получение олова

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Молярная масса бензола (c6h6), формула и примеры

Оценим за полчаса!

Применение олова

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Атом и молекула олова. Формула олова. Строение атома олова:

Олово (лат. Stannum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Sn и атомным номером 50. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), пятом периоде периодической системы.

Олово – металл. Относится к группе легких металлов.

  1. Как простое вещество олово при нормальных условиях представляет собой пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета.
  2. Молекула олова одноатомна.
  3. Химическая формула олова Sn.

Электронная конфигурация атома олова 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2. Потенциал ионизации атома олова равен 7,34 эВ (708,2 кДж/моль).

Строение атома олова. Атом олова состоит из положительно заряженного ядра (+50), вокруг которого по пяти оболочкам движутся 50 электронов. При этом 46 электронов находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем.

Поскольку олово расположен в пятом периоде, оболочек всего пять. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлены s- и р-орбиталями. Третья и четвертая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями.

Пятая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома олова на 5s-орбитали находятся два спаренных электрона, на 5p-орбитали – два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома олова состоит из 50 протонов и 69 нейтронов.

Олово относится к элементам p-семейства.

Радиус атома олова составляет 162 пм.

Атомная масса атома олова составляет 118,710(7) а. е. м.

Изотопы и модификации олова:

Свойства олова (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Общие сведения
Название Олово/ Stannum
Символ Sn
Номер в таблице 50
Тип Металл
Открыт Известен с древних времен
Внешний вид и пр. Серебристо-белый мягкий, пластичный металл (белое олово, β-олово) либо серый порошок (серое олово, α-олово)
Содержание в земной коре 0,00022 %
Содержание в океане 1,0×10-9 %
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса) 118,710(7) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p2
Радиус атома 162 пм
Химические свойства
Степени окисления +4, +2
Валентность +4, +2
Ковалентный радиус 141 пм
Радиус иона (+4e) 71 (+2) 93 пм
Электроотрицательность 1,96 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 708,2 кДж/моль (7,34 эВ)
Электродный потенциал -0,136 В
Физические свойства*
Плотность белого олова, β-олова (при  нормальных условиях) 7,265 г/см3
Плотность серого олова, α-олова (при  нормальных условиях) 5,769 г/см3
Температура плавления 231,93 °C (505,08 K)
Температура кипения 2602 °C (2875 K)
Уд. теплота плавления 7,19 кДж/моль
Уд. теплота испарения 296 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 27,11 Дж/(K·моль)
Молярный объём 16,3 см³/моль
Теплопроводность (при 300 K) 66,8 Вт/(м·К)
Электропроводность в твердой фазе 9,1х106 См/м
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость 1,5 по шкале Мооса
Структура решётки белого олова, β-олова тетрагональная
Параметры решётки белого олова, β-олова = 5,8197 Å, = 3,175 Å
Отношение c/a белого олова, β-олова 0,546
Структура решётки серого олова, α-олова кубическая
Параметры решётки серого олова, α-олова = 6,46 Å
Температура Дебая 170 K

* для белого олова (β-олово), если не указано иное.

Физические свойства олова:

Химические свойства олова. Взаимодействие олова. Химические реакции с оловом:

Получение олова:

Применение олова:

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

  • Валентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примерыВалентность олова (sn), формулы и примеры
  • карта сайта
  • олово атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
    атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
    электронные формулы сколько атомов в молекуле олова олово
    сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 
Читайте также:  Формула метана в химии

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/olovo-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

Примеры определения валентности

Определение валентности по химическим формулам соединений

Для бинарных соединений, т. е. образованных двумя элементами типа (где а, b — индексы; х, у — валентности), произведение индекса на валентность одного элемента равно произведению индекса на валентность другого элемента. Здесь соблюдается равенство ах = by. Поэтому, если три величины (скажем, а, b, х) известны, то можно найти четвертую: у = ах/b.

Валентность олова (sn), формулы и примеры Валентность олова (sn), формулы и примеры

Определение возможной валентности элемента по его положению в таблице Менделеева

1. Максимальная или высшая валентность элемента часто равна номеру группы таблицы Менделеева, в которой расположен элемент. (Группы элементов — это вертикальные столбцы в таблице.) Например, высшие валентности некоторых элементов следующие: Si(IV), P(V), S(VI), Cl(VII).

2. У элементов V—VII групп в дополнение к высшей валентности, равной номеру группы, бывает другая валентность, представляющая разность: 8 — № группы, т. е. у фосфора Р(III), у серы S(II), у хлора Сl(I). Как правило, это низшая валентность.

  • Чтобы составить химическую формулу бинарного соединения, надо знать последовательность элементов в формуле (какой элемент первый) и их валентность.
  • Правила очередности элементов в формуле и проявляемая валентность следующие.
  • · 1) Первым записывают металл, за ним — неметалл: FeO, AI2O3, Cu2S.
  • · 2) Если в формуле одни неметаллы, то сначала пишут символ элемента, расположенного в таблице Менделеева левее и ниже: NO2, РСl5, CS2, НСl, SiF4, PBr3.
  • · 3) Обычно 1-й элемент в формуле бинарного соединения проявляет свою высшую (или большую) валентность, а 2-й элемент проявляет низшую валентность

Валентность олова (sn), формулы и примеры

Примеры определения валентности

Пример 1. Составьте формулу соединения (т.е. вещества) алюминия с кислородом (оксида алюминия).

Решение. Алюминий — металл, поэтому он 1-й в формуле: АlаОb. Валентности кислорода (II) и алюминия (III) — постоянные, следовательно, вид формулы:

Минимальные целые числа, удовлетворяющие равенству а • III = b • II, это а = 2, b = 3. Здесь валентность одного элемента равна индексу при другом элементе, х = b, у = а. Следовательно, искомая формула: Аl2O3.

Пример 2. Составьте формулу соединения серы с кислородом при условии, что сера проявляет свою высшую валентность.

Решение. Сера и кислород — неметаллы. В таблице Менделеева сера находится ниже кислорода, она 1-я в формуле SaOb. Высшая валентность серы равна номеру ее группы (VI) в таблице Менделеева:

Минимальные целые числа, удовлетворяющие равенству а • VI = b • II, это а = 1, b = 3. Здесь валентность одного элемента не равна индексу при другом элементе, х ≠ b, у ≠ а. Искомая формула: SO3.

Пример 3. Составьте формулу соединения серы с фосфором, в котором валентность фосфора — V.

Решение. Оба элемента S и Р — неметаллы. Первым в формуле записываем фосфор, так как он находится левее, чем сера, в таблице Менделеева: PaSb.

Валентность фосфора P(V) указана в задании. Сера (2-й элемент в формуле) проявляет свою низшую валентность S(II). Чтобы удовлетворялось равенство ах = by для соединения , индексы должны быть а = 2, b = 5. Искомая формула: P2S5.

Пример 4. Составьте химические формулы бинарных соединений с кислородом (оксидов) следующих элементов: a) Li; б) Са; в) Sn(IV); г) С(II); д) Р(III); е) P(V).

Решение. Во всех этих формулах кислород — 2-й в формуле. Там, где валентности элементов нечетные, индекс при кислороде равен валентности соответствующего элемента, а индекс при элементе равен двум — валентности кислорода.

В формулах оксидов веществ б) и г) индексов нет, т.к. валентности элементов одинаковые и равны II. В формуле оксида олова, чтобы суммарная валентность кислорода равнялась валентности олова, пишем при кислороде индекс «2». Формулы оксидов: Валентность олова (sn), формулы и примеры

Конспект урока «Определение валентности на примерах».

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s26296t18.html

Олово Sn

Олово в таблице менделеева занимает 50 место, в 5 периоде.

Символ Sn
Номер 50
Атомный вес 118.7100000
Латинское название Stannum
Русское название Олово

Как самостоятельно построить электронную конфигурацию? Ответ здесь Sn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p2 Короткая запись:

Sn: [Kr] 5s2 4d10 5p2

  • Одинаковую электронную конфигурацию имеют атом олова и Te+2, I+3, Xe+4
  • Порядок заполнения оболочек атома олова (Sn) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
  • На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14
  • Олово имеет 50 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
  • 2 электрона на 1s-подуровне
  • 2 электрона на 2s-подуровне
  • 6 электронов на 2p-подуровне
  • 2 электрона на 3s-подуровне
  • 6 электронов на 3p-подуровне
  • 2 электрона на 4s-подуровне
  • 10 электронов на 3d-подуровне
  • 6 электронов на 4p-подуровне
  • 2 электрона на 5s-подуровне
  • 10 электронов на 4d-подуровне
  • 2 электрона на 5p-подуровне

Степень окисления олова

Атомы олова в соединениях имеют степени окисления 4, 2, -4.

Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.

Ионы олова

Валентность Sn

Атомы олова в соединениях проявляют валентность IV, II.

Валентность олова характеризует способность атома Sn к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Sn

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для атома Sn эти числа имеют значение N = 5, L = 1, Ml = 0, Ms = ½

Видео заполнения электронной конфигурации (gif): Валентность олова (sn), формулы и примеры Валентность олова (sn), формулы и примеры

Источник: https://k-tree.ru/tools/chemistry/periodic.php?element=Sn

Sn — Олово

Валентность олова (sn), формулы и примеры

ОЛОВО (лат. Stannum), Sn, химический элемент с атомным номером 50, атомная масса 118,710. О происхождении слов «stannum» и «олово» существуют различные догадки. Латинское «stannum», которое иногда производят от саксонского «ста» — прочный, твердый, первоначально означало сплав серебра и свинца. «Оловом» в ряде славянских языков называли свинец. Возможно, русское название связано со словами «ол», «оловина» — пиво, брага, мед: сосуды из олова использовались для их хранения. В англоязычной литературе для названия олова используется слово tin. Химический символ олова Sn читается «станнум».

Природное олово состоит из девяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96% по массе), 114 (0,66%), 115 (0,35%), 116 (14,30%), 117 (7,61%), 118 (24,03%), 119 (8,58%), 120 (32,85%), 122 (4,72%), и одного слабо радиоактивного олова-124 (5,94%).

124Sn — b-излучатель, его период полураспада очень велик и составляет T1/2 = 1016–1017 лет. Олово расположено в пятом периоде в IVА группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Конфигурация внешнего электронного слоя 5s25p2.

В своих соединениях олово проявляет степени окисления +2 и +4 (соответственно валентности II и IV).

Металлический радиус нейтрального атома олова 0,158 нм, радиусы иона Sn2+ 0,118 нм и иона Sn4+ 0,069 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома олова равны 7,344 эВ, 14,632, 30,502, 40,73 и 721,3 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность олова 1,96, то есть олово находится на условной границе между металлами и неметаллами.

Физические и химические свойства: простое вещество олово полиморфно. В обычных условиях оно существует в виде b-модификации (белое олово), устойчивой выше 13,2°C.

Белое олово — это серебристо-белый, мягкий, пластичный металл, обладающий тетрагональной элементарной ячейкой, параметры a = 0.5831, c = 0.3181 нм. Координационное окружение каждого атома олова в нем — октаэдр.

Плотность b-Sn 7,228 г/см3. Температура плавления 231,9°C, температура кипения 2270°C.

При охлаждении, например, при морозе на улице, белое олово переходит в a-модификацию (серое олово). Серое олово имеет структуру алмаза (кубическая кристаллическая решетка с параметром а = 0,6491 нм). В сером олове координационный полиэдр каждого атома — тетраэдр, координационное число 4.

Фазовый переход b-Sn a-Sn сопровождается увеличением удельного объема на 25,6% (плотность a-Sn составляет 5,75 г/см3), что приводит к рассыпанию олова в порошок. В старые времена наблюдавшееся во время сильных холодов рассыпание оловянных изделий называли «оловянной чумой».

В результате этой «чумы» пуговицы на обмундировании солдат, их пряжки, кружки, ложки рассыпались, и армия могла потерять боеспособность. (Подробнее об «оловянной чуме» см. интересные факты об олове, ссылка внизу этой страницы).

Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, b-Sn — металл, а a-Sn относится к числу полупроводников. Ниже 3,72 К a-Sn переходит в сверхпроводящее состояние. Стандартный электродный потенциал E °Sn2+/Sn равен –0.136 В, а E пары °Sn4+/Sn2+ 0.151 В.

При комнатной температуре олово, подобно соседу по группе германию, устойчиво к воздействию воздуха или воды. Такая инертность объясняется образованием поверхностной пленки оксидов. Заметное окисление олова на воздухе начинается при температурах выше 150°C:

Sn + O2 = SnO2.

При нагревании олово реагирует с большинством неметаллов. При этом образуются соединения в степени окисления +4, которая более характерна для олова, чем +2. Например:

  • Sn + 2Cl2 = SnCl4
  • С концентрированной соляной кислотой олово медленно реагирует:
  • Sn + 4HCl = SnCl4 + H2
  • Возможно также образование хлороловянных кислот составов HSnCl3, H2SnCl4 и других, например:
  • Sn + 3HCl = HSnCl3 + 2H2
  • В разбавленной серной кислоте олово не растворяется, а с концентрированной — реагирует очень медленно.

Состав продукта реакции олова с азотной кислотой зависит от концентрации кислоты. В концентрированной азотной кислоте образуется оловянная кислота b-SnO2·nH2O (иногда ее формулу записывают как H2SnO3). При этом олово ведет себя как неметалл:

Sn + 4HNO3 конц. = b-SnO2·H2O + 4NO2 + H2O

При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль нитрат олова (II):

3Sn + 8HNO3 разб. = 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

  1. При нагревании олово, подобно свинцу, может реагировать с водными растворами щелочей. При этом выделяется водород и образуется гидроксокомплекс Sn (II), например:
  2. Sn + 2KOH +2H2O = K2[Sn(OH)4] + H2
  3. Гидрид олова — станнан SnH4 — можно получить по реакции:
  4. SnCl4 + Li[AlH4] = SnH4 + LiCl + AlCl3.
  5. Этот гидрид весьма нестоек и медленно разлагается уже при температуре 0°C.
  6. Олову отвечают два оксида SnO2 (образующийся при обезвоживании оловянных кислот) и SnO. Последний можно получить при слабом нагревании гидроксида олова (II) Sn(OH)2 в вакууме:
  7. Sn(OH)2 = SnO + H2O
  8. При сильном нагреве оксид олова (II) диспропорционирует:
  9. 2SnO = Sn + SnO2
  10. При хранении на воздухе монооксид SnO постепенно окисляется:
  11. 2SnO + O2 = 2SnO2.
  12. При гидролизе растворов солей олова (IV) образуется белый осадок — так называемая a-оловянная кислота:
  13. SnCl4 + 4NH3 + 6H2O = H2[Sn(OH)6] + 4NH4Cl.
  14. H2[Sn(OH)6] = a-SnO2·nH2O + 3H2O.
  15. Свежеполученная a-оловянная кислота растворяется в кислотах и щелочах:
  16. a-SnO2·nH2O + KOH = K2[Sn(OH)6],
  17. a-SnO2·nH2O + HNO3 = Sn(NO3)4 + H2O.

При хранении a-оловянная кислота стареет, теряет воду и переходит в b-оловянную кислоту, которая отличается большей химической инертностью. Данное изменение свойств связывают с уменьшением числа активных HO–Sn группировок при стоянии и замене их на более инертные мостиковые –Sn–O–Sn– связи.

  • При действии на раствор соли Sn (II) растворами сульфидов выпадает осадок сульфида олова (II):
  • Sn2+ + S2– = SnS
  • Этот сульфид может быть легко окислен до SnS2 раствором полисульфида аммония:
  • SnS + (NH4)2S2 = SnS2 + (NH4)2S
  • Образующийся дисульфид SnS2 растворяется в растворе сульфида аммония (NH4)2S:
  • SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3.
  • Четырехвалентное олово образует обширный класс оловоорганических соединений, используемых в органическом синтезе, в качестве пестицидов и других.
Читайте также:  Логарифмические уравнения, формулы и примеры

История открытия: когда человек впервые познакомился с оловом точно сказать нельзя. Олово и его сплавы известны человечеству с древнейших времен. Упоминание об олове есть в ранних книгах Ветхого Завета.

Сплавы олова с медью, так называемые оловянные бронзы, по-видимому, стали использоваться более чем за 4000 лет до нашей эры.

А с самим металлическим оловом человек познакомился значительно позже, примерно около 800 года до нашей эры.

Из чистого олова в древности изготовляли посуду и украшения, очень широко применяли изделия из бронзы.

Нахождение в природе: олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место.

Содержание олова в земной коре составляет, по разным данным, от 2·10–4 до 8·10–3 % по массе. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень) SnO2, содержащий до 78,8 % олова.

Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан) — Cu2FeSnS4 (27,5 % Sn).

для добычи олова в настоящее время используют руды, в которых его содержание равно или немного выше 0,1%. На первом этапе руду обогащают (методом гравитационной флотации или магнитной сепарации).

Таким образом удается повысить содержание олова в руде до 40-70%. Далее проводят обжиг концентрата в кислороде для удаления примесей серы и мышьяка.

Затем полученный таким образом оксид SnO2 восстанавливают углем или алюминием (цинком) в электропечах:

SnO2 + C = Sn + CO2.

Особо чистое олово полупроводниковой чистоты готовят электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Применение: важное применение олова — лужение железа и получение белой жести, которая используется в консервной промышленности. Для этих целей расходуется около 33% всего добываемого олова.

До 60% производимого олова используется в виде сплавов с медью, медью и цинком, медью и сурьмой (подшипниковый сплав, или баббит), с цинком (упаковочная фольга) и в виде оловянно-свинцовых и оловянно-цинковых припоев.

Олово способно прокатываться в тонкую фольгу — станиоль, такая фольга находит применение при производстве конденсаторов, органных труб, посуды, художественных изделий.

Олово применяют для нанесения защитных покрытий на железо и другие металлы, а также на металлические изделия (лужение). Дисульфид олова SnS2 применяют в составе красок, имитирующих позолоту («сусальное золото»).

Искусственный радионуклид олова 119Sn — источник v-излучения в мессбауэровской спектроскопии.

Физиологическое действие: о роли олова в живых организмах практически ничего не известно. В теле человека содержится примерно (1-2)·10–4 % олова, а его ежедневное поступление с пищей составляет 0,2-3,5 мг. Олово представляет опасность для человека в виде паров и различных аэрозольных частиц, пыли.

При воздействии паров или пыли олова может развиться станноз — поражение легких. Очень токсичны некоторые оловоорганические соединения. Временно допустимая концентрация соединений олова в атмосферном воздухе 0,05 мг/м3, ПДК олова в пищевых продуктах 200 мг/кг, в молочных продуктах и соках — 100 мг/кг.

Токсическая доза олова для человека — 2 г.

А знаете ли Вы, что…

Источник: http://WebElements.narod.ru/elements/Sn.htm

Олово: степени окисления и реакции с ним

[Deposit Photos]

Олово – это легкий металл с атомным номером 50, который находится в 14-й группе периодической системы элементов. Этот элемент был известен еще в древности и считался одним из самых редких и дорогих металлов, поэтому изделия из олова могли позволить себе самые богатые жители Римской Империи и Древней Греции. Из олова изготавливали специальную бронзу, которой пользовались еще в третьем тысячелетии до нашей эры. Тогда бронза была самым прочным и популярным сплавом, а олово служило одной из примесей и использовалось более двух тысяч лет.

На латыни этот металл называли словом «stan­num», что означает стойкость и прочность, однако таким названием ранее обозначался сплав свинца и серебра. Только в IV веке этим словом начали называть само олово.

Само же название «олово» имеет множество версий происхождения. В Древнем Риме сосуды для вина делались из свинца.

Можно предположить, что оловом называли материал свинец, из которого изготавливали сосуды для хранения напитка оловина, употребляемого древними славянами.

В природе этот металл встречается редко, по распространенности в земной коре олово занимает всего лишь 47-е место и добывается из касситерита, так называемого оловянного камня, который содержит около 80 процентов этого металла.

Касситерит [Deposit Photos]

Так как олово является нетоксичным и весьма прочным металлом, он применяется в сплавах с другими металлами. По большей части его используют для изготовления белой жести, которая применяется в производстве банок для консервов, припоев в электронике, а также для изготовления бронзы.

Физические свойства олова

Этот элемент представляет собой металл белого цвета с серебристым отблеском.

Серое и белое олово [Wikimedia]

Если нагреть олово, можно услышать потрескивание. Этот звук обусловлен трением кристалликов друг о друга. Также характерный хруст появится, если кусок олова просто согнуть.

Олово весьма пластично и ковко. В классических условиях этот элемент существует в виде «белого олова», которое может модифицироваться в зависимости от температуры.

Например, на морозе белое олово превратится в серое и будет иметь структуру, схожую со структурой алмаза. Кстати, серое олово очень хрупкое и буквально на глазах рассыпается в порошок.

В связи с этим в истории есть терминология «оловянная чума».

via GIPHY

Раньше люди не знали о таком свойстве олова, поэтому из него изготавливались пуговицы и кружки для солдат, а также прочие полезные вещи, которые после недолгого времени на морозе превращались в порошок. Некоторые историки считают, что именно из-за этого свойства олова снизилась боеспособность армии Наполеона.

Получение олова

  • Основным способом получения олова является восстановление металла из руды, содержащей оксид олова(IV) с помощью угля, алюминия или цинка.
  • SnO₂ + C = Sn + CO₂
  • Особо чистое олово получают электрохимическим рафинированием или методом зонной плавки.

Химические свойства олова

При комнатной температуре олово довольно устойчиво к воздействию воздуха или воды. Это объясняется тем, что на поверхности металла возникает тонкая оксидная пленка.

На воздухе олово начинает окисляться только при температуре свыше 150 °С:

Sn + O₂ → SnO₂

Волокна SnO₂ в оптическом микроскопе [Wikimedia]

  1. Если олово нагреть, этот элемент будет реагировать с большинством неметаллов, образуя соединения со степенью окисления +4 (она более характерна для этого элемента):
  2. Sn + 2Cl₂ → SnCl₄
  3. Взаимодействие олова и концентрированной соляной кислоты протекает довольно медленно:
  4. Sn + 4HCl → H₂[SnCl₄] + H₂
  5. С концентрированной серной кислотой олово реагирует очень медленно, тогда как с разбавленной в реакцию не вступает вообще.
  6. Очень интересна реакция олова с азотной кислотой, которая зависит от концентрации раствора. Реакция протекает с образованием оловянной кислоты, H₂S­nO₃, которая представляет собой белый аморфный порошок:
  7. 3Sn + 4H­NO₃ + nH₂O = 3H₂S­nO₃·nH₂O + 4NO
  8. Если же олово смешать с разбавленной азотной кислотой, этот элемент будет проявлять металлические свойства с образованием нитрата олова:
  9. 4Sn + 10H­NO₃ = 4Sn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
  10. Нагретое олово нагреть может реагировать со щелочами с выделением водорода:
  11. Sn + 2KOH + 4H₂O = K₂[Sn(OH)₆] + 2H₂
  12. Здесь вы найдете безопасные и очень красивые эксперименты с оловом.
  13. Степени окисления олова

В простом состоянии степень окисления олова равняется нулю.
Также Sn может иметь степень окисления +2: оксид олова(II) SnO, хлорид олова(II) SnCl₂, гидроксид олова(II) Sn(OH)₂.
Степень окисления +4 наиболее характерна для оксида олова(IV) SnO₂, галогенидах(IV), например хлорид SnCl₄, сульфид олова(IV) SnS₂, нитрид олова(IV) Sn₃N₄.

Источник: https://melscience.com/RU-ru/articles/olovo-stepeni-okisleniya-i-reakcii-s-nim/

1.Химический элемент олово(Sn)

1.1. Электронная
формула данного химического элемента:

1S22S22P63S23P63D104S24P64D104F05S25P2

Сокращенная
электронная формула:4D105S25P2

В 5-м периоде
электроны заполняют сначала 5S-подуровень,
потом 4D-подуровень,
затем 5P-подуровень.
Начиная с 3-го периода, происходит
несоответствие между количеством
электронов на энергетическом уровне и
количеством электронов в данном периоде,
что можно объяснить принципом наименьшей
энергии.

В соответствии с данным
принципом, при заполнении энергетических
уровней наблюдается эффект запаздывания.
Электроны в таком состоянии заполняют
орбитали в порядке повышения уровня
энергии орбиталей.

В соответствии с
правилом Клечковского увеличение
энергии и соответственно заполнение
орбиталей происходит в порядке возрастания
суммы квантовых чисел (n+l),
а при равной сумме (n+l)
в порядке возрастания числа n.

4D(4+2)=6 5S(5+0)=5 5P(5+1)=6

4D-
и 5P-подуровни
имеют одинаковые значения (n+l),
но энергетически более выгоден
4D-подуровень,
т. к. у него меньшее значение n.
Поэтому данные подуровни заполняются
в следующем порядке: 5S,
4D,
5P.
5-й период заполняется аналогично 4-му.

1.2. I.
Sn
– олово. Порядковый номер 50, 5 период,
IV
группа, главная (А) подгруппа.

  1. Порядковый номер олова – 50, а относительная атомная масса Аr=119 (округленное значение). Соответственно, заряд ядра его атома +50 (число протонов). Следовательно, число нейтронов в ядре равно N=Аr-Z=69. Так как атом электронейтрален, то число электронов, содержащихся в атоме олова, тоже равно 50.

  2. Элемент олово находится в 5 периоде периодической таблицы Д. И. Менделеева, значит, все электроны атома располагаются на пяти энергетических уровнях. Так же по номеру периода устанавливается количество электронов, которые находятся в данном периоде. Их количество равно: Xe=2n2=2*52=50.

  3. Номер группы (IV) показывает на то, что максимальная степень окисления металла равна +4.

  4. Олово относится к IV группе главной (А) подгруппе, следовательно, олово – P-элемент.

I

5S 4D

I. Возможность
“эффекта провала электронов”:

  • 50Sn
  • Так как 4D-подуровень
    заполнен электронами полностью, то
    “эффект провала электронов” не
    наблюдается.

1.3. Валентные
подуровни в электронной формуле данного
химического элемента – 5S
и 5P:
5S25P2.
Олово относится к P-элементам,
т. к. у этого элемента в последнюю очередь
заполняется пятый электронный слой,
5P-подуровень.

1.4. Наборы
квантовых чисел для всех валентных
электронов:

S1:n=5,
l=0, ml=0,
ms=+1/2;

S2:n=5,
l=0, ml=0,
ms=-1/2;

P1:n=5, l=1, ml=-1, ms=+1/2; +50Sn

P2:n=5, l=1,ml=0,ms=+1/2.

1.5. Олово – металл, т.к. его атомы отдают электроны, превращаясь в положительные ионы. Т. к. олово расположено вблизи диагонали бор – астат, он обладает двойственными свойствами: в одних соединениях ведет себя как металл, в других – как неметалл (амфотерные оксиды и гидроксиды).

Так как атомы олово содержат на внешнем слое 4 электрона, они могут отдавать их, приобретая при этом степень окисления +4 (проявлять восстановительные свойства). Также олово может принимать степень окисления +2.

SnSn*

5S 5P 5S 5P

с.о.=+2 с.о.=+4

1.6.В соответствии с правилом Гунда суммарное спиновое число s должно быть максимальным. Расположим 2 электрона на P-атомной орбитали

Так как во втором варианте s=max, то два электрона располагаются наP-атомной орбитали в таком положении, как во втором варианте.

Согласно принципу наименьшей энергии электроны в основном состоянии заполняют орбитали в порядке повышения уровня энергии орбиталей. В одном и том же уровне энергия подуровней возрастает:Es

Источник: https://studfile.net/preview/862956/

Ссылка на основную публикацию