Kalaj

Kalaj
[Kr] 4d105s25p2 50Sn                                                                                                                                                                                                                                 ↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →                                                             Periodni sistem elemenata
Općenito
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Kalaj, Sn, 50
Serija	Metali
Grupa, Perioda, Blok	14, 5, p
Izgled	srebreno sivi metal
Zastupljenost	3 · 10-3 %
Atomske osobine
Atomska masa	118,710 u
Atomski radijus (izračunat)	145 (145) pm
Kovalentni radijus	141 pm
Van der Waalsov radijus	213 pm
Elektronska konfiguracija	[Kr] 4d105s25p2
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 18, 18, 4
Izlazna energija	4,38 eV
1. energija ionizacije	708,6 kJ/mol
2. energija ionizacije	1411,8 kJ/mol
3. energija ionizacije	2943,0 kJ/mol
4. energija ionizacije	3930,3 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	1,5
Struktura kristala	tetragonalna
Gustoća	7310 kg/m3
Tačka topljenja	505,08 K (231,93 °C)
Tačka ključanja	2875 K (2601,85 °C)
Molarni volumen	16,29 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja	295,8 kJ/mol
Toplota topljenja	7,029 kJ/mol
Pritisak pare	5,78 · 10-21 Pa kod 505 K
Brzina zvuka	2500 m/s kod 293,15 K
Specifična toplota	228 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	9,17 · 106 S/m
Toplotna provodljivost	66,6 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	(-4) 4, 2
Elektrodni potencijal	-0,138 V (Sn2+ + 2e- → Sn)
Elektronegativnost	1,96 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 112Sn 0,97 % Stabilan 113Sn sin 115,09 d ε 1,036 113In 114Sn 0,65 % Stabilan 115Sn 0,34 % Stabilan 116Sn 14,54 % Stabilan 117Sn 7,68 % Stabilan 118Sn 24,23 % Stabilan 119Sn 8,59 % Stabilan 120Sn 32,59 % Stabilan 121Sn sin 27,06 h β- 0,388 121Sb 122Sn 4,63 % Stabilan 123Sn sin 129,2 d β- 1,404 123Sb 124Sn 5,6 % Stabilan 125Sn sin 9,64 d β- 2,364 125Sb 126Sn sin ~230.000 god β- 0,380 126Sb
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja prah Xn Štetno
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: 40 S: 36/37
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Kalaj (Sn, latinski stannum) - je metal IVA grupe. U prirodi se javlja u obliku jedinjenja.

Alotropske modifikacije

Kalaj gradi dvije alotropske modifikacije. Pri normalnim uslovima kalaj se javlja u modifikaciji β (beta) poznatoj pod nazivom bijeli kalaj, koja je postojana samo iznad 13,2 °C; ima kristalnu rešetku tetragonalnog sastava, gustine 7,3 g/cm³.

Na temperaturi nižoj od 13° C prelazi u nemetalnu modifikaciju α (alfa) gustine 5,85 g/cm³. - sivi kalaj koji se već laganim dodirom pretvara u prah. Ovo svojstvo kalaja naziva se kalajna kuga ili muzejska bolest jer se javlja na kalajnim predmetima koji se zimi čuvaju u muzejima. Brzina prelaska u nemetalnu modifikaciju povećava se sniženjem temperature kao i neposrednim dodirom metalnog kalaja sa sivom modifikacijom.

Osobine

Kalaj je metal srebrnobijele boje, male tvrdoće. Čist kalaj (bijeli kalaj) je rastegljiv, vrlo kovan. Pri sobnoj temperaturi kalaj je otporan na dejstvo vode i vazduha, slabih kiselina i baza. Valjanjem se izvlači u tanke listiće- staniol. Zbog dostupnosti, niske temperature topljenja, lakoću livenja, dobrih mehaničkih osobina, a također i zbog niske cijene, kalajni predmeti su bili veoma popularni. Predmeti od kalaja su najviše korišteni između 14. i 16. vijeka.

Primjena

Kalaj se koristi za prevlačenje drugih metala tankim slojem, poboljšavajući njihovu otpornost na koroziju. Ovaj proces se koristi za osiguravanje čeličnih sudova koji se koriste u prehrambenoj industriji kao što su npr. limenke koje se prave od bijelog lima koji je ustvari kalajisani gvozdeni lim.

Velike količine kalaja upotrebljavaju se za izradu legura: bronze (legura sa bakrom), metala za lemljenje (legura sa olovom), tipografskog metala (sa antimonom i olovom), britanija metala (sa antimonom i bakrom), a koristi se i za izradu pribora za jelo i za klizne ležajeve. Legura kalaja i olova ima nisku temperaturu topljenja (npr. pri 60% kalaja ta temperatura iznosi 180 °C) koristi se u elektrotehničkoj industriji.

Jedinjenja

Najvažnija ruda je kasterit (SnO₂) čijom se redukcijom dobija elementarni kalaj. Halogeni elementi se lako jedine sa kalajem, tako sa suhim hlorom gradi kalaj (IV) hlorid SnCl₄, kovalentno jedinjenje sa tetraedarskom strukturom. Upotrebljava se kao močilo pri bojenju.

  Jedinjenja kalaja