Kalaj

Kalaj je hemijski element koji se označava hemijskim simbolom Sn (od latinski: stannum) i ima atomski broj 50. U periodnom sistemu nalazi se u 5. periodi i 4. glavnoj grupi (14. grupa, tj. grupa ugljika). Spada u teške metale. Ima srebreno-bijelu boju i metalni sjaj, izrazito je mehak, toliko da se čak može i noktom zagrebati. U poređenju sa drugim metalima, kalaj ima veoma nisko talište.

Kalaj,  50Sn
Metal cube tin
Kalaj u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Kalaj, Sn, 50
Serija Metali
Grupa, Perioda, Blok 14, 5, p
Izgled srebreno sivi metal
Zastupljenost 3,5 · 10-3[1] %
Atomske osobine
Atomska masa 118,710 u
Atomski radijus (izračunat) 145 (145) pm
Kovalentni radijus 139 pm
Van der Waalsov radijus 217 pm
Elektronska konfiguracija [Kr] 4d105s25p2
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 18, 4
Izlazni rad 4,42[2] 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
Kristalna struktura tetragonalna
Gustoća 5769 (α-kalaj)
7265 (β-kalaj) kg/m3
Magnetizam

(α-kalaj) dijamagnetičan
( = −2,3 · 10−5)

(β-kalaj) paramagnetičan
( = 2,4 · 10−6)[3]
Tačka topljenja 505,08 K (231,93 °C)
Tačka ključanja 2893 K (2620[4] °C)
Molarni volumen 16,29 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja 290[4] kJ/mol
Toplota topljenja 7,0 kJ/mol
Pritisak pare 5,78 · 10-21 Pa pri 505 K
Brzina zvuka 2500 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota 228 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost 8,69 · 106 S/m
Toplotna provodljivost 67 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj (-4) 4, 2
Elektrodni potencijal -0,137 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

Simbol nepoznat
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: nema oznaka upozorenja R
S: nema oznake upozorenja S
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Historija

Metal kalaj je poznat najkasnije iz perioda 3500 p.n.e. na šta ukazuju predmeti od bronze nađeni u južnom Kavkazu, a potiču iz Kuro-arakske kulture. U planinskom masivu Taurus u današnjoj južnoj Turskoj postoje dokazi da se tamo kopala ruda kalaja, a otkriveni su i antički rudnik Kestel i mjesto Göltepe gdje se ruda prerađivala, oba datirana oko 3000 p.n.e. Međutim, ostaje neistraženo da li se tamo radi o najvećem izvoru trgovine i potrošnje kalaja u antičkom dobu.

Pronalaskom načina izrade legure bronze, čiji su sastojci kalaj i bakar, značaj kalaja je izuzetno porastao (bronzano doba). Od 2. milenija p.n.e. kalaj se kopao u rudnicima u velikim količinama širom Male Azije, a najviše duž puta koji je kasnije postao poznat kao Put svile. Od oko 1800 p.n.e. (dinastija Shang) kalaj je poznat i u drevnoj Kini. Međutim, kalaj je vjerovatno bio poznati i ranije, a dokazi o njegovom korištenju su pronađeni u mnogim nalazištima u Aziji, u Yunnanu i na Malajskom poluostrvu. I u jednoj egipatskoj grobnici iz 18. dinastije (oko 1500 p.n.e.) pronađeni su predmeti od kalaja.

Rimski pisac Plinije Stariji dao je kalaju naziv plumbum album (bijelo olovo); dok je metal olovo bio plumbum nigrum (crno olovo). Velika potražnja za kalajem, koji je u alhemiji bio povezan za Jupiterom,[5] bila je jedan od uzroka rimske okupacije Britanije. U jugozapadnom području Cornwalla pronađene su, za to vrijeme, velika nalazišta rude kalaja. U latinskom jeziku, kalaj se zvao stannum, te se iz njega danas izvodi njegov hemijski simbol Sn.

Nakon dugog vremena, nakon što je željezo zamijenilo bronzu (željezno doba), tek od sredine 19. vijeka kalaj je zbog industrijske proizvodnje bijelog lima ponovo dobio na značaju.

Etimologija

Riječ kalaj je u slavenske jezike, a tako i u bosanski, došla preko turskog kalay, dok se u baltičkim jezicima koristi naziv alavas, u ruskom Олово (olovo), dok je njegov naziv u romanskim jezicima uglavnom izveden iz latinskog stannum odnosno stagnum. U grčkom jeziku naziva se Κασσιτερος (Kassiteros), naziv koji se koristi još od Homerovog doba, u značenju metal iz zemlje Kassi (ili Kasseterides). Iz ovog naziva izvedeno je i ime kositar, kako se i danas naziva u hrvatskom jeziku. Arapski naziv قصدير (kasdir) je zapravo posuđenica iz grčkog naziva.[6]

Osobine

Sn-Alpha-Beta
(lijevo) β- i (desno) α-kalaj

Kalaj se može javiti u tri alotropske modifikacije sa različitom kristalnom strukturom i gustoćom. To su:

  • α-kalaj (kubična dijamantna rešetka), (sivi kalaj) gustoće 5,75 g/cm3, koji je stabilan na temperaturi ispod 13,2 °C i ima razmak vrpci EG = 0,1 eV
  • β-kalaj (pokidana oktaedarska rešetka, gustoće 7,31 g/cm3, bijeli kalaj) postojan do 162 °C
  • γ-kalaj (romboedarska rešetka, gustoće 6,54 g/cm3) javlja se na temperaturi iznad 162 °C ili pri visokom pritisku.

Rekristalizacija od β-kalaja u α-kalaj pri nižim temperaturama se naziva i kalajna kuga ili muzejska bolest jer se javlja na kalajnim predmetima koji se zimi čuvaju u muzejima. Brzina prelaska u alfa modifikaciju povećava se sniženjem temperature kao i neposrednim dodirom metalnog kalaja sa sivom modifikacijom. Lomljenjem, savijanjem relativno mehkog kalaja, naprimjer kod kalajnih šipki, dolazi do karakterističnog škripavog zvuka, takozvanog kalajnog vriska. Zvuk nastaje trenjem β-kristalita jedan o drugi. Međutim, zvuk se javlja samo kod čistog kalaja, dok već legure kalaja sa i najmanjim primjesama drugih elemenata nemaju ovu osobinu, naprimjer manje količine olova i antimona onemogućavaju nastanak ovog zvuka. Beta kalaj ima spljoštenu tetraedarsku strukturu kao prostornu strukturu ćelije, iz kojeg se dodatno grade dva spoja.

Kalaj se presvlači slojem oksida, koji ga štiti od vanjskih uticaja, pa je on vrlo otporan. Koncentrirane kiseline i baze ga ipak napadaju dajući otpuštajući gas vodik. Ipak kalaj(IV)-oksid je inertan poput titanij(IV)-oksida. Neplemeniti metali, poput cinka, reduciraju kalaj, te se pri tom elementarni kalaj oslobađa u vidu spužvaste supstance ili se zalijepi na cink.

Izotopi

Kalaj ima ukupno 10 prirodnih stabilnih izotopa. Ti izotopi su: 112Sn, 114Sn, 115Sn, 116Sn, 117Sn, 118Sn, 119Sn, 120Sn, 122Sn i 124Sn. Izotop 120Sn ima udio od 32,4% u prirodnoj izotopskoj smjesi kalaja i najčešći je. Među nestabilnim izotopima izotop 126Sn ima najduže vrijeme poluraspada od 230.000 godina.[7] Svi ostali izotopi imaju vrijeme poluraspada od najviše 129 dana, mada postoji nuklearni izomer 121mSn koji ima vrijeme poluraspada od 44 godine.[7] Kao trejser u nuklearnoj medicini se najčešće koriste izotopi 113Sn, 121Sn, 123Sn i 125Sn. Kalaj je jedini element koji ima tri stabilna izotopa sa neparnim masenim brojem i jedini sa 10 stabilnih izotopa, najviše među svim poznatim elementima.

Rasprostranjenost

Fotothek df n-11 0000078
Kopanje rude kalaja u Altenbergu 1976.
Cassiterite
Oktaedarska struktura kristala kasiterita iz Sečuana, Kina

Primarna nalazišta kalaja obuhvataju nalazišta unutar greisena, hidrotermalnih žila i rijetkih skarnova i VHMS nalazišta. Pošto je industrijski najvažniji mineral kalaja kasiterit (poznat i kao kalajni kamen, SnO2) jedan vrlo stabilan i težak mineral, veći dio proizvodnje kalaja dolazi iz sekundarnih pjeskovitih nalazišta. U nekim primarnim nalazištima moguće je pronaći i sulfidni mineral stanit (Cu2FeSnS4) koji također ima određeni značaj u proizvodnji kalaja. U primarnim nalazištima kalaja zajedno s njim mogu se pojaviti i arsen, volfram, bizmut, srebro, cink, bakar i litij.

U kontinentalnoj Zemljinoj kori, kalaj je zastupljen u količini od oko 2,3 ppm.[8]

Trenutne rezerve kalaja u svijetu se procjenjuju na 5,6 miliona tona, a godišnja proizvodnja u 2011. godini iznosila je 263.000 tona.[9] Preko 80% kalaja se trenutno dobija iz sekundarnih nalazišta, iz pjeskovitih naslaga u rijekama i obalnim područjima, naročito su bogata područja od centralne Kine, preko Tajlanda južno do Indonezije. Najveća nalazišta kalaja na Zemlji pronađena su 1876. godine u dolini rijeke Kinta u Maleziji. Tamo se i danas godišnje iskopa oko 2 miliona tona rude.[10] Ruda u naslagama iz tog nalazišta ima udio kalaja od oko 5%. Nakon nekoliko faza obrade i koncentriranja do nivoa od 75%, slijedi proces topljenja.

U Njemačkoj ruda kalaja ima u rudnom gorju Erzgebirge gdje se ruda kopala od 13. vijeka do 1990. godine. Određena istraživanja pokazala su da se u mjestašcu Geyer nalaze rude kalaja u količinama oko 160 hiljada tona, što se po nekim izvorima smatra najvećim, do danas neiskorištenim, rudnim nalazištem kalaja u svijetu.[11] Iako je udio kalaja u toj rudi relativno mali (0,27% u nalazištu Gottesberg, a 0,37% u nalazištu Geyer), a sa druge strane postoje tehničke poteškoće izdvojiti metal iz takve rude, ipak se smatra da ukoliko dođe do eksploatacije, bit će ekonomski isplativo. Osim kalaja, na tim nalazištima procjenjuje se da bi se kao sporedni proizvodi moglo dobiti i dosta cinka, bakra i indija.[11]

Među najvažnije države proizvođače kalaja spadaju Kina, nakon koje slijede Indonezija i Peru. U Evropi najveći proizvođač je Portugal, gdje se on javlja kao sporedni proizvod VHMS nalazišta u rudniku Neves Corvo.

Američka komisija za vrijednosne papire (SEC) je kasiterit proglasila konfliktnim mineralom[12], tako da se njegova upotreba i trgovina od strane kompanija i firmi mora prijavljivati ovoj instituciji. Razlog za to je što se on često uvozi iz Demokratske Republike Kongo, gdje na istoku te zemlje pobunjenici koriste novac zarađen prodajom rude kalaja za naoružavanje i finansiranje oružanih sukoba.[13]

Države sa najvećom proizvodnjom kalaja u svijetu
(2009. i 2011.) kao i procijenjene rezerve (2011.)[14][9]
Rang
2011.
Država Količina
2009. (u t)
Količina
udio 2009
Količina
2011. (u t)
Količina
udio 2011.
Rezerve 2011.
(u t)
1 Kina 115.000 37% 120.000 46% 1.500.000
2 Indonezija 100.000 33% 51.000 19% 800.000
3 Peru 38.000 12% 34.600 13% 310.000
4 Bolivija 16.000 5,2% 20.700 7,9% 400.000
5 Brazil 12.000 3,9% 12.000 4,6% 590.000
6 Australija 2.000 0,7% 8.000 3,0% 180.000
7 Vijetnam 3.500 1,1% 6.000 2,3% /
8 Demokratska Republika Kongo 12.000 2,2% 5.700 2,2% /
9 Malezija 2.000 0,7% 2.000 0,8% 250.000
10 Rusija 2.000 0,7% 1.000 0,4% 350.000
11 Portugal 100 0,03% 100 0,04% 70.000
12 Tajland 100 0,03% 100 0,04% 170.000
Drugi 4.000 1,3% 2.000 0,8% 180.000
Ukupno 306.700 100% 263.200 100% 5.570.000

Dobijanje

Za dobijanje metalnog kalaja, ruda se najprije isitni, te se obogaćuje različitim postupcima (prosijavanjem, električnim i magnetskim izdvajanjem). Nakon hemijske redukcije ugljikom, kalaj se zagrijava neznatno iznad tačke topljenja, tako da se može odvojiti od nečistoća, bez mogućnosti da se i nečistoće otope zajedno s njim. Danas se veći dio kalaja dobija recikliranjem ili putem elektrolize.

Upotreba

U 2006. godini, oko polovine proizvedenog kalaja u svijetu se potrošilo za lemljenje. Ostatak je potrošen za kalajisanje (premaz predmeta tankim slojem kalaja), pravljenje kalajnih hemikalija, pravljenje legura bronze i slično.[15]

Lem

Ex Lead freesolder
Namotaj bezolovne lem žice

Kalaj se dugo vremena koristi za lemljenja, u obliku legura sa olovom u kojoj kalaja ima od 5 do 70% (po težini). Kalaj formira eutektičnu smjesu sa olovom koja sadrži 63% kalaja i 37% olova. Takvi lemovi se prvenstveno koriste za lemljenje cijevi ili električnih sklopova. Legura kalaja i olova ima nisku temperaturu topljenja, npr. pri 60% kalaja ta temperatura iznosi oko 180 °C. Od kako je od 1. jula 2006. godine na snagu stupila direktiva EU o zbrinjavanju elektronskog i električkog otpada, korištenje olova u ovakvim legurama je značajno smanjeno. Zamjena olova ima dosta prepreka, uključujući višu tačku topljenja i stvaranje dlačica od kalaja što može izazvati probleme. Kalajna kuga se također može javiti u bezolovnim lemovima, što dovodi do gubitka spoja između lemljenih površina. Međutim, već su pronađene brojne zamjenske legure, ali i dalje ostaje problem integriteta spoja.[16]

Kalajisanje

Kalaj se vrlo dobro spaja sa željezom i koristi se za prevlačenje olova, cinka, čelika i drugih metala tankim slojem poboljšavajući njihovu otpornost na koroziju. Kalajisani čelični kontejneri su se dosta koristili za čuvanje hrane u prehrambenoj industriji, što predstavlja veliki dio svjetske potražnje za metalnim kalajem. Limenke obložene kalajem za čuvanje hrane prvi put su proizvedene u Londonu 1812. godine.[17] Govornici britanskog engleskog i danas takve posude nazivaju "kalajnim konzervama" (tin cans).

Velike količine kalaja upotrebljavaju se za izradu legura: bronze (legura sa bakrom), 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.

Spojevi

Spojevi kalaja se javljaju u oksidacijskim stanjima +II i IV. Spojevi kalaja(IV) su nešto stabilniji, a pošto je kalaj element 4. glavne grupe periodnog sistema, stoga efekt inertnog elektronskog para još uvijek nije tako snažno izražen kao kod težih elemenata ove grupe, naprimjer kod olova. Spojevi kalaja(II) se zbog toga mogu lakše prevesti u spojeve kalaja(IV). Mnogi spojevi kalaja su neorganske prirode, ali postoji i jedna grupa kalajno-organskih spojeva (zvanih kalaj-organili)

Oksidi i hidroksidi

  • Kalaj(II)-oksid SnO
  • Kalaj(II,IV)-oksid Sn2O3
  • Kalaj(IV)-oksid SnO2
  • Kalaj(II)-hidroksid Sn(OH)2
  • Kalaj(IV)-hidroksid Sn(OH)4, CAS: 12054-72-7

Halogenidi

  • Kalaj(II)-fluorid SnF2
  • Kalaj(II)-hlorid SnCl2
  • Kalaj(IV)-hlorid SnCl4
  • Kalaj(IV)-bromid SnBr4, CAS: 7789-67-5
  • Kalaj(II)-jodid SnI2, CAS: 10294-70-9
  • Kalaj(IV)-jodid SnI4, CAS: 7790-47-8

Soli

  • Kalaj(II)-sulfat SnSO4
  • Kalaj(IV)-sulfat Sn(SO4)2, CAS: 19307-28-9
  • Kalaj(II)-nitrat Sn(NO3)2
  • Kalaj(IV)-nitrat Sn(NO3)4
  • Kalaj(II)-oksalat Sn(COO)2
  • Kalaj(II)-pirofosfat Sn2P2O7, CAS: 15578-26-4

Halkogenidi

  • Kalaj(II)-sulfid SnS
  • Kalaj(IV)-sulfid SnS2
  • Kalaj(II)-selenid SnSe, CAS: 1315-06-0

Organski spojevi

  • Dibutil kalaj-laurat (DBTDL) C32H64O4Sn, CAS: 77-58-7
  • Dibutil kalaj-oksid (DBTO) (H9C4)2SnO, CAS: 818-08-6
  • Dibutil kalaj-diacetat C12H24O4Sn, CAS: 1067-33-0
  • Difenil kalaj-dihlorid C12H10Cl2Sn, CAS: 1135-99-5
  • Tributil kalaj-hidrid C12H28Sn
  • Tributil kalaj-hlorid (TBTCL) (C4H9)2SnCl2
  • Tributil kalaj-fluorid (TBTF) C12H27FSn, CAS: 1983-10-4
  • Tributil kalaj-sulfid (TBTS) C24H54SSn2, CAS: 4808-30-4
  • Tributil kalaj-oksid (TBTO) C24H54OSn2
  • Trifenil kalaj-hidrid C18H16Sn, CAS: 892-20-6
  • Trifenil kalaj-hidroksid C18H16OSn, CAS: 76-87-9
  • Trifenil kalaj-hlorid C18H15ClSn, CAS: 639-58-7
  • Tetrametil-kalaj C4H12Sn
  • Tetraetil-kalaj C8H20Sn
  • Tetrabutil-kalaj C16H36Sn
  • Tetrafenil-kalaj (H5C6)4Sn, CAS: 595-90-4
  • Cink hidroksi-stanat ZnSnO3 3H2O, CAS: 12027-96-2

Biološki značaj

Metalni kalaj je neškodljiv za ljudsko zdravlje čak i u većim količinama. Otrovno djelovanje jednostavnijih spojeva kalaja i soli je slabo. Međutim, postoje neki organski spojevi kalaja koji su izuzetno otrovni. Neki od primjera su trialkil spojevi kalaja (naročito TBT od engleski: Tributyltin, tributil-kalaj) i trifenil-kalaj koji su se desetljećima koristili u sastavu boja kojim su se premazivali trupovi brodova da bi njihov metal zaštitio od školjki i mikroorganizama. Na taj način u okolinu velikih lučkih gradova dospjele su velike količine TBT u morsku vodu, a koje i danas znatno utječu na brojnost i raznolikost morskih životinja i biljaka. Otrovno djelovanje ovih spojeva manifestira se u denaturiranju nekih bjelančevina putem naizmjeničnog djelovanja sa sumporom iz nekih aminokiselina poput cisteina.

Reference

  1. ^ Harry H. Binder (1999). Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag. ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ^ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing (2005). Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper (2 iz.). Berlin: Walter de Gruyter. str. 361. ISBN 978-3-11-017485-4.
  3. ^ David R. Lide (ur.). "Properties of the Elements and Inorganic Compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (90 iz.). Boca Raton, FL: CRC Press/Taylor and Francis. str. 4–142 – 4–147. ISBN 9781420090840.
  4. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, str. 328–337, doi:10.1021/je1011086
  5. ^ Jörg Barke: Die Sprache der Chymie: am Beispiel von vier Drucken aus der Zeit zwischen 1574-1761, Tübingen 1991 (= Germanistische Linguistik, 111), str. 385.
  6. ^ History & Etymology na vanderkrogt.net
  7. ^ a b G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A.H. Wapstra: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties (PDF), u: Nuclear Physics. Bd. A 729, 2003, str. 3–128.
  8. ^ K.H. Wedepohl: The composition of the continental crust. Geochimica et Cosmoschimica Acta (1995) 59/7, str. 1217–1232; doi:10.1016/0016-7037(95)00038-2.
  9. ^ a b USGS – Tin Statistics and Information – Mineral Commodity Summaries 2012 (PDF)
  10. ^ Tin chapter Archived 7 April 2014 at the Wayback Machine. (PDF), str. 112
  11. ^ a b Christoph Seidler: Probebohrung bestätigt riesiges Zinnvorkommen. Spiegel Online, 30. august 2012. (de)
  12. ^ SEC, Conflict Minerals - Final Rule (2012), str. 34f. (PDF, (en))
  13. ^ SEC Adopts Rule fpr Disclosing Use of Conflict Minerals, (en) pristupljeno 3.9.2012.
  14. ^ USGS – Tin Statistics and Information – Mineral Commodity Summaries 2010 (PDF)
  15. ^ "Tin Use Survey 2007". ITRI. Pristupljeno 21.11.2008.
  16. ^ Black, Harvey (2005). "Getting the Lead Out of Electronics". Environmental Health Perspectives 113 (10): A682–5. doi:10.1289/ehp.113-a682
  17. ^ "A CANNED HISTORY OF TINNED FOOD".
14. grupa hemijskih elemenata

Elementi 14. grupe periodnog sistema elemenata su ugljik, silicij, germanijum, kalaj i olovo. Dosta su različiti, od nemetala (ugljika) do metala (kalaja i olova), pored prelaznih elemenata koji pokazuju polumetalne osobine. Ugljik je bio poznat od prethistorijskih vremena kao ugalj koji je nastao djelimičnim sagorijevanjem organskih materija. U pisanoj historiji, dijamanti su uvijek bili cijenjeni kao dragulji hiljadama godina. Međutim, ugljik nije bio okarakterisan kao hemijski elemenat sve do kraja 18. vijeka.

Oruđa napravljena od kvarca (SiO2) bila su u upotrebi tokom cijelog Kamenog doba. Međutim, slično kao i s ugljikom, čisti silicij nije izoliran sve do 1823. godine kada je Berzelius dobio silicij redukcijom K2SiF6 sa kalijom. Kalaj i olovo su također poznati od najstarijih godina. Najvažnija upotreba kalaja dugo vremena bila je njegova legura s bakrom (bronza). Oruđe i oružje načinjeno od bronze koristilo se preko 5000 godina. Olovo su koristili stari Egipćani pri pravljenju grnčarije, a Rimljani su ga koristili za pečate i u druge svrhe. U nekoliko posljednih decenija, otkrivena su brojna toksična svojstva olova te je narasla ekološka svijest o smanjenju zagađivanja olovom, prvenstveno zbog sadržaja olova u pogonskim gorivima (u vidu tetraetil-olova (C2H5)4Pb) te kao sastojka nekih obojenih pigmenata.

Germanijum se dugo vremena smatrao kao "nedostajuća" karika, sve dok Mendeljejev nije predvidio njegove osobine 1871. godine. Tek 1886. godine otkrio ga je C.A. Winkler.

Neka svojstva elemenata 14. grupe (IVa elementi)

Benjámin Kállay

Benjámin Kállay (Benjamin von Kállay) (22. decembar 1839 - 13. juli 1903) bio je generalni konzul Austrougarske u Beogradu, dugogodišnji ministar finansija i guverner Bosne i Hercegovine od 1882-1903. godine. Njegovom se idejom smatra pokušaj centralizacije Bosne i Hercegovine uvođenjem bošnjaštva kao zajedničkog identiteta, koji je trebao prerasti u projekat zajedničkog upravljanja, te time spriječiti nacionalno buđenje triju najvećih nacionalnih grupa u Bosni i Hercegovini.

Blok periodnog sistema elemenata

Blok periodnog sistema elemenata je grupa hemijskih elemenata čiji elektroni najvišeg nivoa popunjavaju isti tip atomske orbitale:

Elementi s-bloka

Elementi p-bloka

Elementi d-bloka

Elementi f-bloka

Bolivija

Republika Bolivija je kopnena država u Južnoj Americi. Graniči sa Brazilom na sjeveru i istoku, Paragvajem na jugoistoku, Argentinom na jugu, Čileom na jugozapadu i Peruom na sjeverozapadu. Zapadni dio zemlje je planinsko područje Anda i obuhvata oko jedne trećine površine zemlje, a istočni nizijski dio pripada amazonskom slivu pokrivenom prašumama.

Najveća je i pri tome jedna od dvije kopnene države (druga je Paragvaj) koje leže izvan Afroevroazije.

Prostire se na površini od 1.098.581 km2 a prema procjeni iz 2015. godine, broji nešto više od 11 miliona stanovnika. Rjeđe je naseljena država sa gustinom od oko 10 stanovnika/km2.

Rasna i socijalna segregacija, nastala još za vrijeme španske kolonizacije ovog prostora, se u velikoj mjeri zadržala i danas. Španski jezik je službeni jezik i prema tome i dominantni jezik u upotrebi iako se u Boliviji koristi još 36 jezika urođenika, od kojih su najčešće u upotrebi jezici Guarani, Aymara i Quechua.

Moderna Bolivija je ustavna, demokratska republika, administrativno podjeljena na 9 departmana. U geografskom smislu je raznolika, od visokih vrhova Anda na zapadu do istočne nizije unutar Amazonskog bazena.

Država je u razvoja sa srednjom vrijednošću indeksa ljudskog razvoja. Glavne privredne aktivnosti uključuju poljoprivredu, šumarstvo, ribolov, rudarstvo, drvnu i tekstilnu industriju.

Burundi

Republika Burundi je kontinentalna država u istočnoj Africi. Smješten je u regiji afričkih velikih jezera, Burundi graniči s Ruandom na sjeveru, Tanzanijom na istoku i jugu i Demokratskom Republikom Kongom na zapadu.

Površina 27.834 km2, približno osam miliona stanovnika. Glavni grad je Gitega. Reljef je uglavnom planinski. Klima je ekvatorijalna, ali na planinama je umjerena. Gustina naseljenosti iznosi približno 163 st/km2. Jezici: glavni su francuski, kikindu, bantu. Slabo razvijena država s ostastkom kolonizacije. Najviše je zaposleno u poljoprivredi. Poljoprivreda; kukuruz, kikiriki, kafa, čaj, krompir, duhan. Industrija; obuća, prehrambena, farmaceutska. Rude: nikl, zlato, kalaj. Teritorijalna podjela: osam okruga, vrijeme UTC+2.

Hemijski simbol

Hemijski simbol je oznaka za odgovarajući hemijski element. Sastoji se od jednog ili dva slova, s tim da je prvo slovo uvijek veliko. Neki od hemijskih simbola potiču od latinskih naziva:

Željezo – Ferrum –Fe

Bakar – Cuprum – Cu

Srebro – Argentum – Ag

Zlato – Aurum – Au

Živa – Hydrargyrum – Hg

Antimon – Stibium – Sb

Kalaj – Stannum – Sn

Olovo – Plumbum – Pb

Indij

Indij je hemijski element sa simbolom In i atomskim brojem 49. U periodnom sistemu nalazi se u 5. periodi i četvrti je element 3. glavne grupe, odnosno 13. grupe po IUPAC-u, zvane grupa bora. Indij je jedan veoma rijetki, srebreno-bijeli i mehki teški metal. Njegova rasprostranjenost u Zemljinoj kori može se mjeriti rasprostranjenošću srebra. Za ljudski organizam, indij nije esencijalan element, ali isto tako vrlo malo je poznato njegovih toksičnih osobina. Metal se danas u najvećoj mjeri prerađuje u indij-kalaj-oksid, koji služi kao transparentni provodnik za ravne računarske i TV ekrane i touchscreene. Od početka 21. vijeka porasla je potražnja za indijem, što je dovelo i do povećanja njegove cijene na tržištu kao i diskusija o skorom nestanku njegovih zaliha u svijetu.

Indonezija

Indonezija (indonezijski: Republik Indonesia), službeno Republika Indonezija je transkontinentalna unitarna suverena država, koja se većim dijelom nalazi u Jugoistočnoj Aziji a manjim u Okeaniji. Smještena između Indijskog i Tihog okeana, Indonezija je najveća svjetska ostrvska država sa preko 17.000 ostrva. Površinom od 1.904.569 km2 14. je najveća država svijeta u smislu kopnene površine i 7. najveća ako se pored kopnene u obzir uzme i površina mora koje joj pripada. Sa preko 261 miliona stanovnika Indonezija je 4. najmnogoljudnija država svijeta, najbrojnija austronezijska nacija i najmnogoljudnija država sa muslimanskom većinom. Java je najnaseljenije svjetsko ostrvo i zauzima više od polovine površine Indonezije.

Predsjednička je i ustavna republika sa izabranim parlamentom. Administrativno se sastoji od 34 pokrajine od kojih je 5 sa specijalnim statusom. Glavni i najveći grad Indonezije je Jakarta, drugo najmnogoljudnije urbano područje na svijetu i jedno od najgušće naseljenih mjesta na Zemlji.

Dijeli kopnenu granicu sa Papu Novom Gvinejom, Istočnim Timorom i istočnim dijelom Malezije. Ostale susjedne zemlje su: Singapur, Vijetnam, Filipini, Australija, Palau i indijska ostrva Andamani i Nikobari. Uprkos velikom broju stanovnika i gusto naseljenim regijama, Indonezija posjeduje ogromna prostranstva divljine koja su poznata po visokom stepenu biodiverziteta. Indonezija je bogata prirodnim resursima kao što su; nafta i prirodni gas, kalaj, bakar i zlato. Poljoprivredna proizvodnja se uglavnom zasniva na proizvodnji riže, palminog ulja, čaja, kafe, kakaoa, ljekovito bilja, različitih vrsta začina i Kaučuka. Glavni trgovinski partneri Indonezije su Kina, SAD, Japan, Singapur i Indija.

Historija Indonezije obiluje uticajima različitih svjetskih sila koje su područje Indonezije smatrale zanimljivim uglavnom zbog njenih prirodnih resursa. Već tokom 7. vijeka bila je važno trgovačko područje kada je tokom perioda Šrividžaja a potom i Madžapahita bila raširena trgovina s kineskim dinastijama i indijskim kraljevstvima. Lokalni vladari su postepeno potpadali pod strane kulturne, vjerske i političke uticaje tokom procvata hindu i budistička kraljevstava. Sa muslimanskim trgovcima na područje Indonezije dolazi i islam, dok su evropske sile tokom perioda kolonizacije donijele kršćanstvo i borile se jedna protiv druge kako bi monopolizirale trgovinu na ostrvima začina Malukua u doba Velikih geografskih otkrića. Indonezija je iskusila dug period holandskog kolonijalizma koji je započeo sa područjem Amboine i Batavije, na kraju obuhvatajući čitav arhipelag uključujući i Timor i Zapadnu Novu Gvineju, uz prekide i povremenu portugalsku, francusku i britansku vladavinu. Tokom dekolonizacije Azije nakon drugog svjetskog rata, Indonezija je pod vodstvom Sukarna objavila nezavisnost i postigla punu nezavisnost 1949. godine nakon oružanog i diplomatskog sukoba s Holandijom.

Južnoafrička Republika

Južnoafrička Republika (engleski: Republic of South Africa) je republika na jugu Afrike. Nalazi je na južnoj ivici Afrike i graniči se sa Namibijom, Bocvanom, Zimbabveom, Mozambikom i Svazilandom. Mala država Lesoto je u potpunosti obuhvaćena južnoafričkom teritorijom. Privreda Južne Afrike je najsnažnija na afričkom kontinentu sa modernom infrastrukturom. Površina Južne Afrike iznosi 1.221.000 km2.

Južnoafrička republika ima tri glavna grada: Dok vlada presjedava u Pretoriji, parlament se nalazi u Cape Townu, a glavni apelacijski sud u Bloemfonteinu. Prema broju stanovnika, najveći gradovi u JAR su Cape Town i Johannesburg. Kao lingua franca se koristi engleski. Pored njega, Afrikaans i još devet jezika Bantua nacija imaju status službenog jezika. Univerzitet u Cape Townu je prema britanskom magazinu THE najbolji u cijeloj Africi, dok je Tehnički univerzitet Tshwane u Pretoriji jedan od najvećih na kontinentu

JAR je jedina država Afrike koja je dio Grupe 20 najjačih ekonomija na svijetu, te je zahvaljujući svom dinamičnom privrednom razvoju svrstana u red BRICS-država. Južnoafrička republika je jedna od država osnivača Ujedinjenih nacija i sjedište parlamenta Afričke unije, koji je smješten u Johannesburg-Midrandu.

Kelti

Kelti skupni naziv za plemena i narode koji su živjeli na sadašnjim područjima Velike Britanije, Irske i Francuske. Jezično Kelti čine posebnu granu indoevropske etno-lingvističke porodice. Na evropskom kopnu bili su poznati pod imenom Gali, a područje njihovog naseljavanja Galija.

Negdje oko 600. p. n. e., plemena koja su koristila željezo predvođena bogatim vođama, već su se bila učvrstila u centralnoj Evropi. Govorili su keltskim jezikom, pretkom ili davnim rođakom irskog jezika kakav danas postoji. Bila je to grupa različitih naroda povezanih zajedničkim jezikom i sličnim izgledom, načinom oblaćenja i života, koje su Grci poznavali pod nazivom Keltoi, odnosno Kelti. Dugo su vremena dominirali centralnom i zapadnom Evropom, a napadali su i Grčku i Rim. Proširili su se na zapad, do Španije, Portugal, na istok do Male Azije, i na sjever do Velike Britanije i Irske. Zapisi o Keltima mogu se naći zahvaljujući starim rimskim i grčkim dokumentima, te srednjevjekovnim piscima iz Irske.

Jedan od prvih zapisa o Keltima načinio je Tacit, rimski historičar i zet prvog rimskog namjesnika u Britaniji koji je napisao da je stanovništvo koje je živjelo u Britaniji "barbarsko", naglašavajući pri tome da je razjedinjeno. Strabon, rimski geograf i historičar napisao je da je stanovništvo Britanije proizvodilo pšenicu, stoku, zlato, srebro, željezo, kalaj, životinjske kože, robove i pse za lov. Važno je naglasiti da Rimljani nisu osvojili cijelu Britaniju pa stoga nisu imali uvid u sva keltska plemena. Gaj Julije Cezar smatrao je da "najciviliziraniji stanovnici" žive u obalnim područjima Kenta, gdje se on iskrcao. Cezar je vjerovao da najveći dio plemena u unutrašnjosti nije uzgajao pšenicu nego da je živio na mlijeku i mesu i odijevao se u životinjsku kožu. Najviše ga je dojmilo njihovo neustrašivo držanje u borbi. Nosili su duge keltske mačeve i borili se bez oklopa na tijelu. Cezar govori da svi Briti boje tijelo sačem koji im daje modru boju. Nose dugu kosu i briju cijelo tijelo osim glave i gornje usnice.

Rimljani su identificirali 12 plemena u dijelovima Britanije koje su osvojili. U svakom plemenu je na jednom kraju društvenog spektra bila "aristokratija" koja je vjerovatno bila oslobođena svakodnevnih poslova u polju, a na drugom kraju bili su robovi. Tu su također bili i druidi, "svećeničko društvo" mudraca ili proroka koji su, osim što su podučavali mlade, mogli donositi i presude u sporovima među odraslima. Oni su imali javnu ulogu u zajednici i za to su bili plaćeni u novcu ili naturi. Cezar je vjerovao da su imali svetišta u prirodi, u hrastovim šumama, gdje su Mjesec i hrastova stabla (i katkad imela) igrali važnu ulogu u njihovim obredima.

Cezar je bio prvi koji je opisao i tamošnje žene, te je ustvrdio da ih dijele grupe od 10 do 12 muškaraca, uglavnom očeva i sinova.

Legura

Legura je mješavina metala s jednim ili više drugih elemenata.

Čisti metali imaju uglavnom relativno loše mehaničke ili hemijske osobine. Miješanje metala s drugim elementima iz tog razloga omogućava poboljšanje mehaničkih ili hemijskih osobina metala kroz povećanje čvrstoće, obradivosti ili smanjenja podložnosti hrđanju.

Osnovni metal u leguri se naziva "bazni metal" ili "baza". Elementi koji se svjesno dodaju bazi u leguri u cilju poboljšanja mehaničkih ili hemijskih svojstava se nazivaju legurni ili dodatni elementi, dok se neželjeni elementi nazivaju onečišćenjima.

Legurni elementi su također uglavnom metali, ali se ponekad baznom metalu dodaji u drugi hemijski elementi, kao npr. ugljik u čeliku ili gusnom željezu, silicij u aluminiju itd. Ukoliko se metalu dodaje nemetal, uglavnom se radi o veoma maloj količini. Tako je npr. koncentracija ugljika u čeliku manja od 2% ukupne mase, dok se gusnom željezu dodaje manje od 6% ugljika. S druge strane se npr. mesing obično pravi od bakra i cinka u odnosu 50:50.

I u prirodi se daju naći legure, ali je to jako rijetko. U historiji je zabilježeno korištenje prirodne legure zlata i srebra pod imenom elektra.

Metal (hemija)

Metal je hemijski element koji dobro provodi električnu struju i toplotu, a sa nemetalima gradi katione i ionske veze.

U hemiji, metal (iz grč. "μέταλλον" - métallon, rudnik) je hemijski element, spoj ili legura koji ima osobinu velike električne provodljivosti. U metalima, atomi otpuštaju elektrone i grade pozitivne ione (katione). Ti ioni su okruženi delociranim elektronima, koji su odgovorni za osobinu provodljivosti. Čvrsto tijelo koje je građeno na taj način se održava elektrostatičnim međudjelovanjima između iona i oblaka elektrona, a takva veza među atomima se naziva metalna veza.

U astronomiji, pojam metala se definira sasvim drugačije.

Mineral

Mineral je prirodni homogeni kristal, nastao kao rezultat geoloških procesa, sa definisanim hemijskim sastavom, koji ne mora biti stalan. Minerali su osnovna komponenta od koje su izgrađene stijene čvrste Zemljine kore. Pojam mineral se ne odnosi samo na hemijski sastav, već i na strukturu minerala. Dva minerala mogu imati isti hemijski sastav, a različitu kristalnu strukturu. Pravilna unutrašnja građa uvjetuje i pravilnu vanjsku građu minerala. Prema hemijskom sastavu, minerali mogu biti čisti elementi (nazivaju se samorodni elementi), jednostavne soli, složeni silikati, itd. Nauka koja se bavi proučavanjem minerala se naziva mineralogija.

Minojska civilizacija

Minojani su bili predhelenska civlizacija bronzanog doba u Kreti u Egejskom moru, prije heledinske ili mikenske kulture. Živjeli su otprilike od 3000 do 1450. p. n. e. Ime je dao britanski arheolog Arthur Evans od imena mitskog "kralja" Minosa, povezan sa čuvenim labirintom, koji je Evans prepoznao kao nalazište Knossos. Moguće je da je Minos bio izraz za minojskog vladara. Kako su Minojani sami sebe zvali se ne zna.

Minojani su bili uglavnom trgovački narod koji se je bavio sa prekomorskom trgovinom. Njihova kultura, od otprilike 1700. p. n. e. nadalje, prikazuje veliki stepen organizacije, bez ikakvog traga vojnog plemstva koje je karakteriziralo buduće civilizacije. Mnogi historičari i arheolozi vjeruju da su Minojani bili uključeni u važnoj trgovini kalaja bronzanog doba: kalaj, legiran sa bakrom iz Kipra, je bio upotrijebljen u proizvodnji bronze. Pad minojske civilizacije i pad u upotrebljavanju bronzanog alata za boljeg željeznog, izgledaju povezani.

Minojska trgovina šafrana, koje vodi porijeklo iz Egejskog zaljeva kao prirodna hromosomska mutacija, nije ostavila mnogo materijalnih ostataka: freska šafran sakupljača kod Santorinija je poznata. Ova naslijeđena trgovina je starija od minojske civilizacije: smisao prinosa ove trgovine se može dobiti sa uspoređivanjem njene vrijednosti sa trgovinom bibera.

Jezik Minojana, o kojem se vrlo malo zna, naziva se eteokrećanski. Vjerovatno je bio pisan u dosad neprotumačenom linearnom A pismu.

Minojani su vjerovatno bili politeisti, sa boginjom na čelu panteona.

Niobij

Niobij (latinski: niobium, ranije kolumbij) jeste hemijski element sa simbolom Nb (ranije Cb) i atomskim brojem 41. To je mehki prelazni metal, koji se često nalazi u mineralu pirohloru, najvažnijim komercijalnim izvorom niobija i kolumbitu. Ime je dobio po Tantalovoj kćerki Niobi, ličnosti iz grčke mitologije, zbog svoje sličnosti elementu tantalu.Fizičke i hemijske osobine niobija su dosta slične kao i osobine elementa tantala, pa je relativno teško razlikovati ova dva metala. Engleski hemičar Charles Hatchett objavio je otkriće novog elementa sličnog tantalu 1801. i dao mu ime kolumbij. Njegov sunarodnjak, hemičar William Hyde Wollaston pogrešno je zaključio da su tantal i kolumbij jednaki. Međutim, Nijemac Heinrich Rose je 1846. zapazio da rude tantala sadrže neki drugi element kojem je dao ime niobij. Nekoliko naučnih otkrića tokom 1864. i 1865. pokazala su da su niobij i ranije pronađeni kolumbij isti element (i da se razlikuje od tantala), a gotovo cijeli vijek ta dva naziva su se koristila uporedo. Tek 1949. zvanično je usvojen naziv niobij, ali je naziv kolumbij i dalje ostao u korištenju u metalurgiji, naročito u SAD.

Sve do početka 20. vijeka niobij se nije mnogo komercijalno koristio. Brazil je vodeći proizvođač niobija i feroniobija, legure niobija i željeza sa udjelom niobija od 60% do 70%. Niobij se uglavnom upotrebljava u legurama, najveći dio u posebnim čelicima koji se koriste za pravljenje gasovoda. Iako te legure sadrže najviše 0,1% ovog elementa, tako malehni udio niobija povećava čvrstoću čelika. Temperaturna stabilnost superlegura sa niobijem važna je zbog njihove primjene u raketnim i mlaznim motorima. Ovaj metal se koristi u raznim superprovodnim materijalima. Takve superprovodne legure, koje još naprimjer sadrže titanij i kalaj, široko se upotrebljavaju kao superprovodni magneti u MRI skenerima. Druge aplikacije niobija uključuju zavarivanje, nuklearnu industriju, elektroniku, optiku, numizmatiku i nakit. U posljednje dvije aplikacije do posebnog izražaja dolazi njegova slaba otrovnost i sposobnost obojenja pri anodizaciji.

Novi Meksiko

New Mexico (fon. Nju Meksiko) je američka savezna država u jugozapadnom dijelu SAD-a. Reljef planinski. Najvažnija rijeka Río Grande. Glavni grad Santa Fe, a najveći Albuquerque. Rudno blago, željezo, bakar, kalaj, nafta. Na jugu se uzgaja pamuk. Dobijena teritorija u Američko-meksičkom ratu.

Slabi metali

Slabi metali su hemijski elementi u p-bloku koji se nalaze između polumetala i prelaznih metala. Slabi metali su aluminij, galij, indij, kalaj, talij, olovo, bizmut, nihonij, flerovij, moskovij, livermorij.

Tanzanija

Savezna Republika Tanzanija (svahili: Jamhuri ya Muungano wa Tanzania) ili Tanzanija je država na istočnoj obali Afrike. Graniči s Kenijom i Ugandom na sjeveru, Ruandom, Burundijem i DR Kongo na zapadu te Zambijom, Malavijem i Mozambikom na jugu. Na istoku, Tanzaniju zapljuskuju vode Indijskog okeana.

Savezna Republika Tanganjika i Zanzibar je nastala 1964. godine, spajanjem Tanganjike i Zanzibara, koji su u godinama prije ujedinjenja stekli nezavisnost od Velike Britanije. Država je kasnije preimenovana u Tanzanija (Tanganjika + Zanzibar). Godine 1996. glavnim gradom je službeno postala Dodoma, umjesto dotadašnjeg Dar es Salaama (u kojem su još uvijek neke vladine institucije).

Tanzanija je od sticanja nezavisnosti član Commonwealtha.

Spojevi kalaja

Drugi jezici

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.