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Zinn

Chemie und Physik des chemischen Elements Zinn.



Zinn Chemie

Zinn - chemisches Symbol Sn (lateinisch: Stannum), Ordnungszahl 50 - ist ein in drei verschiedenen Modifikationen auftretendes, zur Kohlenstoff-Gruppe und zu den Schwermetallen zählendes chemisches Element, das bei Zimmertemperatur als silberweißes, metallisches, tetragonal kristallisierendes β-Zinn vorliegt.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Zinn

Bezeichnung:Zinn Andere Namen:Stannum (lateinisch). Symbol:Sn Ordnungszahl:50 Atommasse:118,710(7) u Periodensystem-Stellung:14. Gruppe, 4. Hauptgruppe, 5. Periode, p-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Kohlenstoff-Gruppe. Entdeckung:Bekannt seit der Bronzezeit (etwa 3500 v. Chr.). Bedeutung des Namens:Vermutlich aus dem Alt-/Mittelhochdeutschen: Zain, auch Zein (Stab, Stäbchen, Zweig) = barren- oder stangenförmiger Metallrohling. Das Smybol Sn leitet sich von Stannum ab. Englischer Name:Tin CAS-Nummer:7440-31-5 InChI-Key:ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N

 

Das Zinn-Atom

Das Sn-Atom - und damit das chemische Element Zinn - ist eindeutig durch die 50 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Zinn-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Zinn-Isotope bzw. Zinn-Nuklide zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Zinn-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch zehn verschiedener und stabiler Nuklide; die relative Atommasse wird daher mit 118,710(7) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f
Sn50[Kr] 4d10 5s2 5p2 2262610261022

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Sn-Atom zu trennen.

1. IE: 7,34392 eV2. IE: 14,6322 eV3. IE: 30,50260 eV4. IE: 40,73502 eV5. IE: 72,28 eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Zinn-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
29200446541563929

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
884,7756,5714,6493,2484,9

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
137,183,683,624,923,9

 

Weitere Daten

Atomradius:145 pm (berechnet)
145 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:139(4) pm (nach Cordero et al.)
140 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
130 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
132 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:217 pm Molvolumen:16,29 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,860; ωL1: 0,037; ωL2: 0,065; ωL3: 0,064 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,17; F13: 0,3; F23: 0,148 Austrittsarbeit:4,42 eV Termsymbol:3P0

 

Ionenradius

Ionenradien des Sn(IV)-Kations in Abhängigkeit von der Koordinationszahl in Picometern pm:

IonKoZIeffektivIkristallAnmerkungen
Sn4+
Sn4+
Sn4+
4
6
8
55
69
81
 
83
 

 

Spektrallinien des Zinns

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Zinns mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Zinn-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,96 nach Pauling
1,72 nach Allred-Rochow
1,824 nach Allen
1,8 nach Mulliken
2,02 nach Sanderson
4,672 eV nach Gosh-Gupta
4,30 eV nach Pearson
Elektronaffinität:1,112 070(2) eV bzw. 107,298 4(3) kJ mol-1Oxidationsstufen:+4, +2 (-4)

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Zinns:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-1,070ZinnSn (s) + 4 H++ 4 e-SnH4 (g)Stannan- IV
-0,1375+ IIZinn(II)-KationSn2++ 2 e-Sn (s)Zinn0
-0,1+ IIZinnoxidSnO (s) + 2 H++ 2 e-Sn (s) + H2OZinn0
-0,09+ IVZinndioxidSnO2 (s) + 2 H++ 2 e-SnO (s) + H2OZinnoxid+ II
0,151+ IVZinn(IV)-KationSn4++ 2 e-Sn2+Zinn(II)-Kation+ II

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Zinns

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen metallischen Zinns in der β-Modifikation auf.

Schmelzpunkt:231,928 °C Schmelzenthalpie (molar):7,03 kJ mol-1 Siedepunkt:2586 °C Verdampfungsenthalpie:290,4 kJ mol-1 Wärmekapazität:27,112 J mol-1 K-1 (molar)
0,217 J g-1 K-1 (spezifisch) (grau)
Debye-Temperatur:199 K Thermische Leitfähigkeit:66,8 W m-1 K-1 Temperaturleitzahl:40,8 mm2 s-1 bei 20°C (Temperaturleitfähigkeit) Wärmeausdehnung:22,0 μm m-1 K-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:8,69 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:115 nΩ m bei 0 °C Dichte:7,265 g cm-3; β-Sn bei 20 °C
5,769 g cm-3; α-Sn
6,99 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:49,9 GPa, weißes Zinn (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):111 GPa 300 K, graues Zinn Kompressibilität (isotherm):0,00901 GPa-1 300 K, graues Zinn Poisson-Zahl:0,36 (Querdehnzahl, dimensionslos) Härte:nach Mohs: 2,5
nach Brinell: 0,0051 GPa
nach Brinell (neu): 0,292 - 0,441 GPa (gegossen)
Magnetismus:paramagnetisch Schallgeschwindigkeit:2730 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol-1 (Feststoff, Kristall)
301,2 kJ mol-1 (gasförmig)
Gibbs Freie Enthalpie:266,2 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:51,2 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
168,5 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

Eine graue, diamagnetische, α-Modifikation des Zinns bildet sich unterhalb von 13.2 Grad Celsius und kristallisiert im kubischen Diamantgitter.

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Elementstrukturen der IV. Hauptgruppe
Vortragsskript. Universität Bayreuth

Kohlenstoffgruppe
Vorlesungsmaterialien: Anorganische Chemie. ETH Zürich, Schweiz

Strukturchemie: Elemente der IV. Hauptgruppe (Tetrele)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg

Tetrele (4. Hauptgruppe, Kohlenstoff-Gruppe: Si, Ge, Sn, Pb)
Vorlesungsmaterialien. Universität Freiburg



Einzelne Verbindungen

Chirale Zinnverbindungen
Synthese chiraler Zinnverbindungen und deren Einsatz in enantioselektiven Radikalreaktionen; Dissertation, (2003). Universität Oldenburg

Ringförmige und kettenförmige Zinnverbindungen
Synthese und Strukturen ketten- und ringförmiger Silicium-Zinn-Verbindungen. Dissertation, 2000

Zinn und Zinnverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Analyse und Bestimmung

Bestimmung von Organozinnverbindungen in Sedimenten mittels GC-AED
Entwicklung von Extraktion- und Derivatisierungsmethoden. Dissertation. TU Berlin

Nachweis von Zinn in Legierungen etc., die kein Kupfer enthalten
Kurzanleitung

Trennungsgang
Schwefelwasserstoff-Gruppe. Universität Freiburg

Zinn Bestimmung
Praktikumsskript: Qualitative Analysen, Trennungsgang. Universität Freiburg - Format: PDF



Metallorganische Chemie und Reagenzien

Zinnorganyle
Vorlesungsskript zur Metallorganischen Chemie. Universität Marburg - Format: PDF



Mineralogie

Zinn Mineralien
Zur Mineralogie des Zinns. Mineralienatlas



Umweltchemie

Organozinnverbindungen
Datenblatt. Umweltbundesamt Österreich - Format: PDF

Organozinnverbindungen in der aquatischen Umwelt
Bericht. Umweltbundesamt Österreich - Format: PDF



Newsarchiv

Zinn-100: Zerfallsschema entschlüsselt
Sudoku für das Kernmodell - Wissenschaftler entschlüsseln das Zerfallsschema des doppelt magischen Zinn-100.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 14.05.2020.



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