في الكيمياء يعد عنصر القصدير عنصر كيميائي برمز Sn والرقم الذري 50 في الجدول الدوري، حيث يصنف القصدير على أنه معدن ما بعد الانتقال، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر القصدير
اسم القصدير مشتق من القصدير الأنجلو ساكسوني من أصل غير معروف، كما وأن الرمز Sn مشتق من ستانوم اللاتيني للسبائك المحتوية على الرصاص، حيث كان العنصر معروفًا في عصور ما قبل التاريخ.
تشير الأدلة الأثرية إلى أن الناس كانوا يستخدمون القصدير منذ حوالي 5500 عام على الأقل، حيث يتم الحصول على القصدير بشكل أساسي عن طريق معدن القصدير (SnO2)، كما ويتم استخراجه عن طريق تحميص حجر القصدير في فرن بالكربون.
يشكل القصدير حوالي 0.001٪ فقط من قشرة الأرض، كما ويتم استخراجها بشكل رئيسي في ماليزيا، كما أنه يظهر تآصلان من القصدير بالقرب من درجة حرارة الغرفة، كما أنه يُطلق على الشكل الأول من القصدير اسم القصدير الرمادي، وهو يكون مستقر في درجات حرارة أقل من 13.2 درجة مئوية، أي ما مقداره 55.76 درجة فهرنهايت، كما أنه هناك القليل من الاستخدامات إن وجدت للقصدير الرمادي.
عند درجات حرارة أعلى من 13.2 درجة مئوية، يتحول القصدير الرمادي ببطء إلى الشكل الثاني للقصدير وهو القصدير الأبيض، حيث أن القصدير الأبيض هو عبارة عن الشكل الطبيعي للمعدن وله استخدامات عديدة، ولكن لسوء الحظ فإنه سيتحول القصدير الأبيض إلى قصدير رمادي إذا انخفضت درجة حرارته عن 13.2 درجة مئوية، لكن يمكن منع هذا التغيير إذا قمنا بإضافة كميات صغيرة من الأنتيمون أو البزموت إلى القصدير الأبيض.
كما ويتكون القصدير العادي من تسعة نظائر مستقرة بالإضافة إلى 18 نظيرًا غير مستقر معروف أيضًا، حيث أن القصدير العادي هو عبارة عن معدن فضي-أبيض ومرن ومطيل إلى حد ما، كما وأن له هيكل بلوري للغاية، وبسبب كسر هذه البلورات نستطيع أن نسمع “صرخة القصدير” عند ثنيه.
يقاوم القصدير التآكل كما ويستخدم كطلاء واقي للمعادن الأخرى، حيث أنه ربما تكون علب الصفيح هي المثال الأكثر شيوعًا لهذا التطبيق، حيث أن علبة الصفيح مصنوعة بالفعل من الفولاذ، حيث يتم وضع طبقة رقيقة من القصدير داخل وخارج العلبة؛ وذلك لمنع الفولاذ من الصدأ، كما أنه بمجرد استخدامها على نطاق واسع تم استبدال علب الصفيح إلى حد كبير بأوعية بلاستيكية وألومنيوم.
يستخدم القصدير في عملية بيلكنجتون لإنتاج زجاج النوافذ، حيث أنه في هذه العملية يُسكب الزجاج المنصهر في بركة من القصدير المصهور، فيطفو الزجاج على سطح القصدير ثم يبرد مكونًا زجاجًا صلبًا بأسطح مستوية ومتوازية، كما ويتم تصنيع معظم زجاج النوافذ المنتج اليوم بهذه الطريقة، كما ويمكن أن يتم رش أملاح القصدير على الزجاج لعمل طلاءات موصلة للكهرباء، كما أنه يمكن بعد ذلك أن يتم استخدامها لصنع إضاءة لوحة وزجاج أمامي خالٍ من الصقيع، كما ويتم ايستخدام فلوريد الستانوس (SnF2) في بعض أنواع معجون الأسنان.
يستخدم القصدير لتشكيل العديد من السبائك المفيدة، حيث أن البرونز عبارة عن سبيكة مكونة من القصدير والنحاس، كما أن القصدير والرصاص المخلوطان يستخدمان لصنع القصدير واللحام، كما ويمكن أن يتم استخدام سبيكة من القصدير والنيوبيوم في صناعة الأسلاك فائقة التوصيل، كما أنه من الأمثلة الأخرى لسبائك القصدير النوع المعدني والمعدن القابل للانصهار والمعدن الجرس ومعدن بابيت.
لقد تم العثور على القصدير بشكل رئيسي في حجر القصدير (SnO2)، حيث تأتي معظم إمدادات العالم من مالايا وبوليفيا وإندونيسيا وزائير وتايلاند ونيجيريا، حيث أنه لا تنتج الولايات المتحدة أي شيء تقريبًا، وعلى الرغم من العثور على حالات في ألاسكا وكاليفورنيا، فإنه يتم الحصول على القصدير عن طريق اختزال الخام بالفحم في فرن عاكس.
يحتوي عنصر القصدير على شكلين متآصلين عند الضغط العادي، عند الاحترار أو الرمادي أو قصدير ألفا بهيكل مكعب، حيث يتغير عند 13.2 درجة مئوية إلى اللون الأبيض أو قصدير بيتا وهو الشكل العادي للمعدن، القصدير الأبيض يمتلك هيكل رباعي الزوايا، حيث أنه عندما يتم تبريد القصدير إلى درجة حرارة أقل من 13.2 درجة مئوية، فإنه يتغير ببطء من الأبيض إلى الرمادي، يتأثر هذا التغيير بالشوائب مثل الألمنيوم والزنك، ويمكن منعه بإضافات صغيرة من الأنتيمون أو البزموت، حيث أن هذا التغيير من شكل ألفا إلى بيتا يسمى آفة القصدير.
