القَصْدِير هوعنصر كيميائي له الرمزSnوالعدد الذرّي 50؛ ويقع فيالجدول الدوري فيمجموعة الكربون (مجموعة العناصر الرابعة عشرة؛ أو المجموعة الرابعة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية)، ويُصنَّف منالفلزات بعد الانتقالية. يتواجد بالطَّبيعة في الحالة الصّلبة، ويتشابهُ كيميائياً مع العنصرين المجاورَيْن لهُ في مجموعته، وهماالرصاصوالجرمانيوم. يُستخلَص معظم القصدير الذي يستهلكه الإنسانُ منمعدنالكاسيتريت، وذلك لاحتوائه على مُركَّبثنائي أكسيد القصدير الذي يسهلُ فصلُ القصدير عنه. يحتل القصدير المرتبة التاسعة والأربعين من حيثُ وفرة انتشاره فيقشرة الأرض، وبما أنَّ لهُ عشرةنظائر كيميائيَّة مستقرَّة بها أعدادٌ متفاوتة من النيوترونات، فهو يُعَدّ العنصر الذي يحظى بأكبر عددٍ من النظائر من بين جميع العناصر الكيميائية، وذلك بفضلالعدد السحريّ لبروتوناته. ثمَّةهيئتان مختلفتان للقصدير في درجة حرارة الغرفة، الأولى منهما هي الهيئة المُسمَّاة بيتّا، حيث يكونُ عبارةً عن معدنٍمرنٍ ذي لونٍ فضيّ، وأمّا الثانية (التي تتكوَّنُ في درجات الحرارة المنخفضة) فهي الهيئة ألفا، والتي يكتسبُ فيها القصدير لوناً رماديًّا ويصبح أقلَّ كثافةً، كما يتغيَّرُ فيها بناؤه الجزيئيّ. ومن سمات القصدير في هيئته المعدنيَّة - بيتّا - أنَّه لايتأكسَدُ بسهولة.
كانت أوّلسبيكة يدخلُ في صنعها القصدير بالعالم القديم هيالبرونز، إذ بدأ الإنسان بصناعة هذا المعدن من خليطٍ منالنحاس والقصدير منذ ثلاث آلاف سنة قبل الميلاد. ومنذ عام 600 قبل الميلاد فصاعداً أصبحَ البشرُ قادرين على إنتاج القصدير بصورته الخام. كما شاعت منذالعصر البرونزي وحتى القرن العشرين صناعةالأواني المنزلية من سبيكةٍ أخرى تُسمَّى البُويْتَر، والتي تتألَّفُ بنسبة 85 إلى 90% من القصدير (بينما الباقي من النحاس والرصاصوالإثمد). وأمّا في الزمن الحاضرِ، فإنَّ القصدير يدخلُ في صناعة الكثير من السَّبائِك، من أهمِّهاسبيكة لحام القصدير (السولدر)، التي تتألَّفُ عادةً بنسبة 60% على الأقلّ من القصدير وأيضاً من الرَّصاص. ومن أهمِّ التطبيقات الصناعية لهذا العنصر هي عمليَّةالقَصْدَرَة، التي يُغطَّى فيهاالصلب بطبقةٍ رقيقةٍ من القصدير ليُصبِحَ مقاوماًللتآكل. وتعتبر مركَّبات القصدير غير العضويَّة آمنةً للإنسان وغير سامَّة، ولهذا السَّببِ فقد كانت الأغطية القصديريَّة تستخدمُ في تغليف الأطعمة وتخزينها داخلعلب الصَّفِيح، حيث تكونُ معظم العبوة مصنوعةً من الفولاذ أو الألومنيوم، ولكنَّها مُغطَّاة بطبقةٍ قصديرية. إلّا أنَّ العلماء وجدوا أنَّ التعرّض الزائد عن اللّزوم للمواد المُصنَّعة من القصدير قد يؤثّر على صحة الإنسان، حيثُ يؤدّي إلى صعوباتٍ في امتصاصالعناصر الغذائية مثلالنحاسوالزنك. إضافةً إلى ذلك، فإنَّ مزجَ القصدير مع مُركَّباتٍ عضويَّة (هيدروكربونية) قد يجعلهُ شديدَ السُميَّة، بل وقاتلاً للإنسان مثلالسيانيد.
اسمه بالعربية القَصْدِيْر أوالرصاص القلعي (أي «شديد البياض»[2]) حسبابن البيطار، وهو عالم نبات وصيدلي عاش في الأندلس، والذي يصفهُ بأنّه ضربٌ من ضربينللرصاص (إذ يرى أن الآخر هوالزنك أو الرصاص الأسود).[3] (باللاتينية:Stannum) وبحسبمعجم الدوحة التاريخي فإنَّ أوّل ذكرٍ للكلمة في اللغة العربية جاء في عام 114 هـ أو 732م.[4]
والكلمة اللاتينية للقصدير هي «stannum»، وكان معناها تاريخياًسبيكة من خليط الفضّة والرصاص، واكتسبت معنى القصدير في القرن الرابع الميلادي،[5] وأمّا قبل ذلك فسُمِّي القصدير بـ«الرصاص الأبيض»(باللاتينية:plumbum candidum)،[6] وهو نفس معنى مصطلح «الرصاص القلعي» بالعربية بحسب ما اقتُبِسَ عن ابن البيطار أعلاه. ولكلمة القصدير باللاتينية نفسُ جذر الكلمةباللغات الرومنسية الحديثة (مثل الفرنسية والإيطالية)والكلتية كذلك،[6][7] على أنّ تاريخ الجذر نفسهُ غير معروف فربّما يعود إلىلغة هندو أوروبية قديمة.[8] وأمّا فياللغات الجرمانية (وأشهرها الإنكليزية "tin" والألمانية "Zinn") فإنَّ الجذرٌ هنا مختلف، ولعلَّه نشأ منالجرمانية البدائية.[9][10]وقد ورد فيلسان العرب تحت مادة «الآنُك» (الأُسْرُبُّ وهو الرَّصاصُ القَلْعِيُّ، وقال كراع: هوالقزدير).
نصلٌ من البرونز لخنجرالديرك المعروف بقيمته في المراسم الاحتفالية، وهو مكتشفٌ في فرنسا ويعود إلى ما بين عامي 1,500 إلى 1,300 قبل الميلاد.
بدأ استعمال القصدير في العالم منذ بدءالعصر البرونزي في نحو عام 3,000 قبل الميلاد، إذ لاحظ البعضُ أنّالنحاس المُصنَّع منخاممتعدد المعادن (أي فيه أنواع عدة من المعادن) لهُ خصائص فيزيائية متفرّدة،[11] ولو أنّ أولى المُصنَّعات القصديرية احتوت نسبةً من القصدير أوالزرنيخ لا تتجاوزُ 2%، لذا يُظَنُّ أنّها سُبِكَت عَرَضاً من خامٍ نحاسيِّ غيرِ نقيّ، وليس بقصد سبكِ القصدير.[12] ويكتسبُ النحاس مزايا عدّة من خلطهِ بمعدنٍ ثانٍ مثل القصدير، ومن ذلك أن تزداد صلابته وتنخفض درجة انصهاره وتتحسنصبّته لأن صهارتهُ تُمْسي أكثر ميوعةً وتتصلَّبُ إلى معدنٍ كثيف مُركَّز،[12] ولذا ساعدَ ابتكارُ القصدير علىصبِّه في صورٍ وأشكالٍ مُعقَّدة منذ العصر البرونزي. اكتُشفت أولى المُصنَّعات من خليط البرونز والزرنيخ في منطقةالشرق الأدنى، وهي بلادٌ تكثرُ فيها خامات النحاس (وهو من مكوِّنات البرونز) المختلطة بالزرنيخ، لكن صانعيها أدركوا بسرعة خطورةالتسمّم بالزرنيخ، فأخذوا يبحثون عن مصادر آمنة لخام القصدير.[13] ونجح القدماء في سباكة القصدير النقي نحو عام 600 قبل الميلاد.[14]
من الغالب على الظنّ أنّ مصدر القصدير في العصور القديمة كان من معدنالكاسيتريت (SnO2 ثنائي أكسيد القصدير)، وكانت لهُ مصادر أخرى أكثر نُدْرة، منهاكبريتيدات (مثلالستانيت) والتي يصعبُصهرها. ويشيعُ أن يتراكم الكاسيتريت في قنواتالطمي فتُكوِّنرواسب مكيثة لأنها أقسى وأثقلُ وأمنعُ للتفاعل الكيميائي منالجرانيت المحيطِ بها،[12] ويتّسم الكاستيريت بلونٍ أسود أو لونٍ قاتم، لذا من السهل رؤيته علىضفاف الأنهار. ويحدثُ أن يساهم البشر بجمع أو تفريق هذه الرواسب المكيثة عرضاً بطريقة تشبهُ «غسلالذهب» (وهي وسيلة تقليدية للتنقيب عن الذهب بتصفيته في وعاء).[15]
ويُصنَّف القصدير بالمرتبة التاسعة والأربعين بين العناصر الكيميائية بحسبالوفرة في القشرة الأرضية، فهو يُكوِّن جُزْئَيْن في المليون من كافّة العناصر فيها، وتقارنُ هذه النسبة مع معادن أخرى منها الرصاص (14 جزءاً في المليون) والنحاس (50 ج.ف.م) والزنك (75 ج.ف.م).[17] ولا يقعُ القصدير نقيّاً وإنَّما يلزمُ استخراجه من خاماتٍ يختلطُ فيها بمعادن أخرى، ومصدره الوحيد القيّم اقتصادياً هوالكاسيتريت (SnO2)، كما تتواجدُ منه كمّيات ضئيلة فيالكبريتيدات المعقّدة مثلالستانيتوالسيليندريتوالفرانكيتوالكانفيلديتوالتيليت. ولا تكادُ مركّبات القصدير تقعُ إلا في صخرالجرانيت، وعادةً ما تكون نسبة أكسيد القصدير فيها قريبةً من 1%.[18]
لثنائي أكسيد القصديركثافة نسبية عالية، لذا فإنَّ 80% من إنتاج القصدير يستخرج من رواسب ثانوية تنجرفُ مع تيارات الماء تحت سطح الأرض من رواسب أساسية، كما يستخرجُ القصدير أحياناًحبيبات انجرفت مع تيارات الماء في الماضي إلى قيعان الأودية أو البحر. والطرق الأجدى اقتصادياً في تعدينهالتجريفوالضغط المائي والحفرة المفتوحة، ويُعدَّن معظم القصدير في العالم بالطريقة الأخيرة وما يشابهها من حفر الرسوبيات القريبة من سطح الأرض، وتحتوي هذه الرسوبيات نسبةً ضئيلةٍ من القصدير ربما لا تتعدّى 0.015%.[19]
عُدِّنَ في العالم نحو 310,000 طناً من القصدير في عام 2019، صُدِّرَت معظمها منالصين (85,000 طن)وإندونيسيا (80,000 طن)وبورما (54,000 طن)وبيرو (18,500 طن)وبوليفيا (17,000 طن)والبرازيل (17,000 طن).[20] وتختلفُ تقديرات إنتاج القصدير تاريخياً بحسب جدواه الاقتصادية والتقنية المتوفرة للتعدين، على أنّ التقديرات تشيرُ إلى أنّ استهلاك العالم الحالي والتطوّر التقني ينذرُ بنفاد القصدير الصالح للتعدين عالمياً قبل عام 2050.[21] ويظنّ المحلل البيئيبراون أنّ مخزون العالم من القصدير سينفد خلال 20 عاماً إنِ استمرَّ استهلاكه بالنمو بمُعدَّل 2% سنوياً.[22]
ومن المصادر المهمّة للقصدير إعادة تدويرالخردة المستعملة، وهي طريقة إنتاج تنمو عالمياً بسرعة كبيرة، فالولايات المتحدة -مثلاً- لم تُعدِّن القصدير منذ عام 1993 ولم تُصنِّعهُ منذ سنة 1989، على أنّها كانت أكبرَ منتجٍ للقصدير المعاد تدويره في عام 2006 بإنتاجٍ يبلغ 14,000 طناً.[23] وقد اكتشفت احتياطيات جديدة للقصدير فيمنغوليا بالتسعينيات،[24] كما اكتُشِفت احتياطيات جديدة فيكولومبيا سنة 2009.[25]
احتياطيات القصدير الصالحة للتعدين عالمياً على مرّ التاريخ[18]
ثمَّة عشر شركات فقط أنتجت معظم صادرات العالم من القصدير لعام 2007. ومن غير الواضح أيّ من هذه الشركات هي التي تنتجُ القصدير المستخرج من منجم بيسي الواقع فيجمهورية الكونغو الديمقراطية، وهو منجم هائلٌ للقصدير تتحكَّمُ به ميليشيات مُتمرّدة على الحكومة، وتستخرجُ منه 15,000 طنّ من القصدير سنوياً. وتجدر الإشارة إلى أنّماليزيا هي أوّل منتج للقصدير فيالعالم.ويُبَاع معظم قصدير العالم في بورصة لندن للمعادن، حيث تتاجرُ به 17 شركة من ثمان دول.[30]
تأسَّس في سنة 1947 مجلس عالمي للقصدير للتحكّم بأسعار القصدير حول العالم، واستمرَّ المجلسً بعمله حتى انهياره عام 1985. وفي سنة 1984، أي قبلَ انهياره بسنة، أسَّست مجموعة من الدول، هي أستراليا وإندونيسيا وبوليفيا وتايلند وماليزيا ونيجيريا، تحالفاً يعرفُ باسماتحاد الدول المنتجة للقصدير.[ملاحظة 1][31]
أسعار القصدير (في بورصة الولايات المتحدة الأمريكية) مقارنةً بإنتاجه العالمي منذ سنة 1900 إلى 2010.
يتفرَّدُ القصدير عن سائر المعادن بأنّ التجارة فيه بين البلاد المُصدِّرة والمستوردة تُنظَِّمها اتفاقات قانونية معقّدة منذ عام 1921. وكانت أولى هذه الاتفاقات قليلة الرسمية ولم تُطبَّق بحذافيرها، لذا سُنَّت في عام 1956 «اتفاقية القصدير العالمية الأولى»، وتبعتها سلسلةٌ من الاتفاقيات الأخرى التي أُلغِيَ العمل بها في سنة 1985، وأشرفَ على إنفاذ تلك الاتفاقيات كيانٌ اسمهُ «مجلس القصدير العالمي»[ملاحظة 2]، فكان لهُ دورٌ رائدٌ في وضع أسعار الأسعار العالمية للصادرات؛ وذلك بسَنْد السِّعْر حين انخفاض الطلب بشراء فائضٍ من القصدير وتخزينه، وبكَبْح السعر حين زيادة الطلب ببَيْع الفائض المُخزَّن. على أنّ هذا الأسلوب كان متناقضاً مع مبدأ السوق الحرّ كما أن مساحات التخزين لم تكُن كافيةً، لذا فشلَ المجلس في مهمّته وارتفعت -بالنتيجة- أسعار القصدير شيئاً فشيئاً على مرّ التسع وعشرين عاماً التي نشطَ فيها (وخصوصاً بين عامي 1973 إلى 1980، حين تضخَّمت العديد من اقتصادات العالم).[32]
تعمَّدت الحكومة الأمريكية بين نهاية السبعينات ومطلع الثمانينات بيعَ القصدير بكمّيات هائلةٍ في بورصتها لاستغلال سعره المرتفع حينئذٍ، وأدّى هذا البيع المفرطُ إلى حالةركود شديدٍ بين سنتي 1981 و1982 كانت له تداعيات شديدة على تجارة القصدير عالمياً. إذ هبطت المنافسة في السوق لأدنى الدرجات ولجأ مجلس القصدير العالمي إلى شراء كمّيات ضخمة وتخزينها لحماية السِّعْر من انهيارٍ وشيك، على أنّ المجلس اضطرَّ لأخذ قروضٍ عملاقة من البنوك وشركات المعادن لتغطية هذه التكاليف، واستمرَّ المجلس بالاقتراض حتى نهاية عام 1985 حين وصل إلى أقصى مبلغٍ يسمحُ له باقتراضه. وحُظِرَ المجلس حينها من التجارة فيبورصة لندن[32]، وانتهى أمره بالإفلاس بسبب شراء فائضٍ كبيرٍ من القصدير وعدم نجاحه بكَبْح ارتفاع الأسعار.[33] وتلت انهياره «أزمة قصدير» امتدَّت في أرجاء السوق العالمي انتقل السوق بعدها إلى أسلوب التجارة الحرّ، فانهار سعر القصدير إلى 4 دولار للرطل (حوالي 9 دولارات للكيلوغرام) وظلَّ السعر في هذا النطاق على مرّ التسعينات،[32] ثمّ ارتفع قليلاً في عام 2010 (ما عدا تدنٍّ في الاستهلاك أثناءالأزمة المالية 2007-2008)، وهذا بفضلِ إعادة تعبئة المخازن تلو الأزمة وازدياد الطلب في الاقتصادات النامية.[23]
تعتبربورصة لندن للمعادن المكان الرئيسي للتجارة بالقصدير في العالم،[23] كما أنّ له أسواقاً بالعقود في سوق كوالالمبور للقصدير وبورصة إندونيسيا للقصدير.[34] وفيما يلي سِعْر الكيلوغرام بالدولار بين سنتي 2008 و2012:
للقصدير عشرةنظائر مستقرّة تتراوحكتلها الذرية بين 112 و 114 إلى 120 و 122 و 124؛ وهو بذلك أكثر العناصر من حيث تعدّد النظائر المستقرة. ربّما قد يعود العدد الكبير من النظائر المستقرّة للقصدير إلى كونعدده الذري 50عدداً سحرياً وفق مفاهيم الفيزياء النووية. من بين تلك النظائر يعدّ النظير قصدير-120120Sn أكثرها وفرةً (حوالي الثلث)؛ بالمقابل فإنّ أقلّ تلك النظائر وفرةً هو النظير قصدير-115115Sn. بالإضافة إلى النظائر المستقرّة فإنّ للقصدير 29 نظيراً غير مستقر تتراوح كتلها الذرية بين 99 إلى 137وحدة كتل ذرية.باستثناء النظيرقصدير-126126Sn الذي لهعمر نصف مقداره 230 ألف سنة، فإنّ جميعالنظائر المشعة المتبقيّة لها عمر نصف أقلّ من سنة. من بين النظائر المشعّة للقصدير يوجد النظيران قصدير-100، المكتَشف سنة 1994، والذي لديه عدد سحري مضاعف، وكذلك النظير قصدير-132، بحيث يتميّز هذان النظيران رغم عدم استقرارهما بأنّ لهما نسب نيوترون/برتون مميّزة ومرتفعة تمثّل الحد الأغظمي الذي تنهار بعده الثباتية بشكل كبير وسريع.[36] يوجد أيضاً 30مصاوغ نووي للنظائر بين 111 و 131 أكثرها استقراراً121mSn بعمر نصف مقداره 43.9 سنة.[37]
يمكن تفسير الاختلاف في الوفرة الطبيعية النسبية لنظائر القصدير المستقرّة بالنظر إلى أنماط التشكّل المختلفة التي حدثت فيتفاعلات الانصهار النجمي التخليقية للعناصر. فالنظائر من116Sn إلى120Sn تتشكّل وفقعملية التقاط النيوترون البطيئة في أغلب النجوم، ولذلك فإنّ تلك النظائر أكثرها وفرةً، في حين أنّ النظائر122Sn و124Sn تتشكّل فقط وفقعملية التقاط النيوترون السريعة فيالمستعرات العظمى وهي أقلّ شيوعاً. أمّا النظائر النادرةوالغنية بالبروتونات112Sn و114Sn و115Sn فلا يمكن أن تتشكّل بكمّيات وفيرة في عمليات التقاط النيوترون البطيئة أو السريعة، ولا تزال طريقة تشكّلها غير معروفة. من بين النظريات المقترحة لتشكّلها حدوث عملية التقاط بروتون بالإضافة إلىانحلال ضوئي، على الرغم من أنّ النظير قصدير-115115Sn يمكن ان يتشكّل من عملية التقاط النيوترون السريعة بشكل مباشروكناتج نويدة مضمحلة عنالنويدة إنديوم-115 طويلة العمر.[38]
لا يكون للنظائر زوجية عدد الكتلة قيمةلف مغزلي، في حين أنّ الفردية منها ذات قيمة لفّ مغزلي +1/2. يعدّ القصدير بوجود نظائره الثلاثة الشائعة116Sn و118Sn و120Sn، من بين أسهل العناصر الكيميائية للكشف والتحليل باستخداممطيافية الرنين المغناطيسي النووي NMR، حيث تقيّس قيمالانزياح الكيميائي بالنسبة إلىرباعي ميثيل القصدير SnMe4.[39]
القصدير هوفلز ليِّن ٌذو لونٍ فضيّ، ولهمرونة وقابليَّة للطَّرق والتشكيل. يصدر قضيب القصدير صوتاً مميزاً عندَ ثنيه،[40] وهو ينصهرُ عندَ حرارةٍ منخفضة نسبياً، لا تتعدَّى 232 درجة مئوية (وهي أقلّ درجة انصهارٍ في مجموعته من العناصر). وأمّا عندَ التعامل مع جزيئات القصدير فائقة الصغر، التي يبلغُ قطرها حوالي 11 نانومتراً أو أقلّ، فإنَّ نقطة الانصهار تنخفضُ إلى 177.3 درجة مئوية فحسب.[41]
ويمكن بسهولةٍ إعادة طرق وتشكيل القصدير عندما يكونُ بصورته العاديَّة، المعروفة بالهيئة بيتّا. وأمّا القصدير ألفا (وهو قصديرٌ في هيئته غير المعدنية وذو لونٍ رمادي)، الذي لا يستقرّ إلا في درجة 13 مئوية أو أقلّ، فيكونُمتقصِّفاً: أي أنَّ ثنيه أو تغيّر شكله صعبٌ جداً دون كسره. وتتميَّز جزيئات القصدير ألفابتركيب بلوري ثماني الشكل، شبيهٍ بذلك الموجود في جزيئات معادنالألماسوالسيليكونوالجرمانيوم. كما أنَّ ذرّات هذا النوع من القصدير لها بناءٌ مُعيَّنٌ يمنعُ الإلكترونات من التحرّك بحريَّة بينها، ممَّا يفقدُهُ الخصائص المعتادة للمعادن (مثل توصيل الكهرباء). ويتّخذ القصدير ألفا شكلاً أقربَ إلى مسحوقٍ رماديّ، ومن النادر استخدامه في الصّناعة، ما عدا حالاتٍ مُعيَّنة يستفاد منه فيها كمادَّةٍشبه موصلة.[40]
تًسمَّى الهيئات المختلفة للعنصر، مثل القصدير ألفا والقصدير بيتا في هذه الحالة،تآصلاتٍ بعلم الكيمياء. ويعرف هذان المتآصلان - في هذه الحالة - عادةً باسمي «القصدير الرمادي» (ألفا) و«القصدير الأبيض» (بيتا). كما يوجد للقصدير متآصلان آخران، يُسمَّيان غاما وسيغما، ولكن لا يمكن صنعهما إلا في وسطٍ تزيدُ درجة حرارته عن 161ْ درجة مئوية وبتطبيق ضغطٍ يعادل عدَّة وحداتباسكال.[42] مع المعلومية بأنَّ القصدير الأبيض (بيتا) قد يتحوَّلُ لقصدير رماديّ عاديّ في حال تعريضه لوسطٍ عالي البرودة،[43] ويجبُ أن يجري هذا التحوّل - عادةً - ضمنَ حرارة 13.2ْ درجة، ولكن وجود الكثير من العناصر الدخيلة على القصدير بمعظم الحالات (مثل الألومنيوم والزنك وغير ذلك) والتي يصعبُ فصلها عنها، تجعلُ حرارة التحوّل تحتَ الصفر بدرجات كثيرة. بل إنَّ إضافة بعض العناصر، مثلالإثمدوالبزموت، تجعلُ التحوّل مستحيلاً تماماً.[44]
تنجحُ الفئات التجارية من القصدير (بنسبة 99.8%) بمقاومة الصدأ والتغيّر نتيجة تأثير الكميَّات الصغيرة منالبزموتوالإثمدوالرصاصوالفضة الموجودة فيها بشكل طبيعيّ، كبواقٍ من عمليات التنقية. كما تُضَاف إلى القصدير مقاديرُ من النحاس والبزموت والإثمد والفضة والكادميوم عمداً لزيادة صلابته. ولكن من السهل على القصدير أن يتحوّل، عندَ خلطه بغيره من المعادن، إلى هيئات متفتّتة وقاسية غير مرغوبة. لا يمكن للقصدير أن ينحلَّ في الكثير من العناصر الأخرى بحالته الصلبة إجمالاً، ولا يمكن سوى لعناصر قليلة أن تنحلَّ فيه، ولكنَّ لهنظماً أصهرية مع البزموت والرصاصوالغاليوموالثاليوموالزنك.[44]
يصبح القصديرموصلاً فائقاً عندما تنخفض درجة حرارته تحتَ 3.72 كلفن،[45] وقد كان واحداً من أولى الموصلات الفائقة التي درسها العلماء: إذ اكتشفتظاهرة مايسنر، وهي واحدةٌ من أهمّ ميّزات الموصلات الفائقة، اكتشفت لأول مرة في بلورات القصدير.[46]
ويمكن للقصدير مقاومة التآكل عند التعرّض للماء، ولكنه يتضرَّرُ منالأحماضوالقواعد. ويمكن صقلُ القصدير بدرجة فائقة بحيثُ يستخدم طبقة حامية للمعادن الأخرى.[40] وتُضَاف إلى القصدير أحياناً طبقة سطحية مؤكسدة (في عملية تُسمّىالتخميل) لمنعه من التأكسد اللاحق، وذلك بطريقة مماثلة لما يستعمل معالبيوتر وباقي سبائك القصدير.[47]
بسبب وجود طبقةٍ منالأكسيد على سطحه يستطيع القصدير أن يقاومَ أثرَ الماء والأوساط الحمضية والقلوية الضعيفة، إلّا أنّ المحاليلالمركّزة منالأحماضوالقلويات تستطيع مهاجمته. تحمي تلك الطبقة الأكسيديةالمخمّلة فلزّ القصدير من استمرار الأكسدة، الأمر المماثل الذي يحدث على سطحالبيوتر وعلى سبائك القصدير الأخرى.[47]
يمكن الحصول على مركّباتالهاليدات المستقرّة للقصدير بعددي الأكسدة الشائعين، فبالنسبة للقصدير الرباعي يتوفّر كلّ منرباعي الفلوريد SnF4ورباعي الكلوريد SnCl4ورباعي البروميد SnBr4ورباعي اليوديد SnI4. من بين هذه الهاليدات الرباعية يكون للفلوريد فقط بنية بوليميرية. كما هو الحال مع القصدير الرباعي فإنّ مركّبات الهاليدات للقصدير الثنائي معروفة أيضاً، وهي تتضمّنثنائي الفلوريد SnF2وثنائي الكلوريد SnCl2وثنائي البروميد SnBr2وثنائي اليوديد SnI2. جميع هذه الهاليدات الثنائية ذات بنية بوليميرية صلبة. من بين جميع الهاليدات الثمانية المذكورة تكوناليوديدات فقط هي الملونة؛[49] أمّا أهمّ هذه الهاليدات من حيث التطبيق العملي التجاري فهو كلوريد القصدير الثنائي. لا يُحضَّر المركّب الأخير من التفاعل المباشر بينالكلور والقصدير، إذ أنّ التفاعل المذكور يعطي كلوريد القصدير الرباعي، إنّما يُحضَّر من تفاعل القصدير معحمض الهيدروكلوريك، أو من تفاعل كلوريد القصدير الرباعي مع فلزّ القصدير فيتفاعل أكسدة-اختزال خاص يدعىتفاعل تناسب مشترك.[50]
يوجد العديد منمركبات القصدير العضوية المعروفة،[52] وهي أكثر مركّبات القصدير أهميّةً تجارياً وتطبيقياً.[53] كان أوّل هذه المركّبات المكتشفة هوثنائي يوديد ثنائي إيثيل القصدير C2H5)2SnI2) والذي وصفهإدوارد فرانكلاند سنة 1849.[54] من الأمثلة الأخرى مركّبهيدريد ثلاثي بوتيل القصدير Sn(C4H9)3H،[40] والتي تتميز بأنها قادرة على أن تحرّر جذور حرّة منثلاثي بوتيل القصدير TBT، وهي أمثلة نادرة على القصدير الثلاثي (في حالة أكسدة +3).[55]
إنّ أغلب مركّبات القصدير العضوية هي بلّورات صلبة أو سوائل عديمة اللون، وهي ثابتة تجاه الهواء والماء، ولها بنية رباعية الوجوه. يمكن تحضير مركّبات رباعيأريل أو رباعيألكيل القصدير (مثلرباعي ميثيل القصدير) انطلاقاً منكواشف غرينيار:[53]
كما يمكن أن يحصَلتفاعل إعادة توزيع لتحضير مركّبات ألكيل هاليدات القصدير المختلطة:
أمّا مركّبات القصدير الثنائي العضوية فهي غير شائعة، وتؤمّن الثباتية من خلالتأثير الزوج الخامل. من أمثلتها مركّباتستانيلينات[ملاحظة 3] (مثل (R2Sn وثنائي الستانيلينات (R4Sn2) والتي تخضع إلى تفاعلات غير نمطية.[56]
في سنة 2006 كان حوالي نصف القصدير المنتج عالمياً يستخدم في صناعةسبيكةاللحام بالقصدير، في حين أنّ الباقي يتوزّع ما بين عمليةالقصدرة وإنتاج مركّبات القصدير أو سبائكه بالإضافة إلى تطبيقات ثانوية أخرى.[30]
بكرة من أسلاك قصدير خالية من الرصاص تستخدم في اللحام.
منذ تفعيل العمل بالتوجيهات المتعلّقةبالنفايات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية (WEEE)والحدّ من المواد الخطرة في الأوّل من تموز/يوليو 2006 فيالاتحاد الأوروبي انخفض تركيز الرصاص في هذه السبائك، ممّا أدّى بالتالي إلى ضرورة البحث عن بدائل مناسبة، ولكن ذلك الأمر لم يخلُ من مصاعبَ ومشاكلَ تقنية،[61] من بينها ارتفاع نقطة الانصهار، وتشكّل ما يُعرَف باسمأسلاك التماس، بالإضافة إلى حدوث ظاهرةتَوَبُّؤ القصدير (أو هشيم القصدير)، التي تؤدّي إلى انقطاع الوصلات الملحومة. من بين البدائل المقترحة سبيكة من القصدير (+95%) والنحاس (0.5%) والفضّة (3.0%).[62]
يرتبط القصدير بشكل سريع ووثيق على سطوح العديد من الفلزات، فهو يستخدم فيقصدرةالحديدوالرصاصوالزنك للحدّ منالتآكل. يعرف المعدن الناتج بالاسم الشائعالصفيح أوالتنك، وينتشر استخدامالعبوات المصتوعة منه في مجالحفظ الأغذية، ويشكّل هذا التطبيق شريحةً واسعةً من الطلب على القصدير الفلزّي في السوق. يستخدم الصفيح المُقصْدَر في صناعة العديد من الأغراض والأجهزة، ومنهاصفارة القصدير، التي سُمِّيَت بهذا الاسم لأنها صنعت أوّل مرة من صفائح فولاذ مُقَصدَر.[63][64]
يشكّل القصدير طيفاً واسعاً منالسبائك ذات التطبيقات المهمّة، وذلك مع عددٍ من الفلزّات أكثرها شيوعاًالنحاس. من بين تلك السبائك الحاوية على نسبة مرتفعة من القصدير سبيكةالبيوتر وهي حوالي 85–99% قصدير،[65] وكذلك النوع الخاص منها المعروف باسممعدن بريطانيا؛ بالإضافة إلى سبيكةبابت.[66][67]
استخدم القصدير سابقاً في تركيب سبائكالنقود، فعلى سبيل المثال استعمل فيما مضى في سبكالبنسات الأمريكية،[76] والكندية.[77] تدخل نسبة صغيرة من القصدير في تركيب سبائكالزركونيوم المستخدمة فيالوقود النووي.[78] يستخدم القصدير والرصاص بنسبة تصل إلى 50/50 في تصنيع الأنانبيب المعدنية فيالأرغن ذو الأنابيب، ومن ضمن الميّزات التي يحصل نتيجة ذلك المظهر والتأثير على الأداء ومقاومة التآكل.[79][80]
تعدّ الأشغال اليدوية على صفائح الفولاذ المُقصدَر من التقنيات واسعة الانتشار في الأعمال الفنية، ويحصل في النهاية على نماذج مدقوقة أو مخروزة لأغراض الديكور، ومن أمثلة ذلك صنعالفوانيس التقليدية وغيرها من المشغولات اليدوية.[81] كما يستعمل القصدير في تحضيرالزجاج الطافي في عملية تسمىعملية بيلكينغتون.[82]
يدخل القصدير في تصنيع أقطاب بعض أنواعبطاريات ليثيوم-أيون، مع العلم أنّ توجه السطح البلوري له دور في كفاءة عمل البطارية.[83]
لمركّبات القصدير، العضوية واللاعضوية منها، العديد من التطبيقات. فيضاففلوريد القصدير الثنائي مثلاً إلى مستحضرات العناية بالأسنان، ووجد أنّ له فعالية أكبر منفلوريد الصوديوم في ضبط حالةالتهاب اللثة.[84] لمركّبات القصدير العضوية استعمالات واسعة الانتشار، حيث يُقدَّر أن يتجاوز الإنتاج العالمي منها 50 ألف طن.[85] تستخدممركبات القصدير العضوية في تحضيرمثبّتات بوليميرPVC (بولي فاينيل كلوريد)، حيث يعمل القصدير على التقاط وتجميع أيونات الكلوريد، ممّا يمنع فقدان HCl من البنية البوليميرية.[86] كما تستخدم تلك المركّبات عموماً في تحضيرالمبيدات على اختلاف أنواعها؛[86] ويستخدمأكسيد ثلاثي بوتيل القصدير فيحفظ الخشب؛[87] وكانت تستخدم في صيانة السفن، قبل أن تمنع لكونها منالملوّثات العضوية الثابتة ولتأثيرها السلبي على الأحياء المائية.[86][88]
لا يعدّ القصدير بحدّ ذاته فلزّاً سامّاً، حيث لا توجد حالات مسجلّةللتسمّم بالقصدير أو أكاسيده أو أحد أملاحه اللاعضوية؛ بالمقابل فإنّ لبعضمركّبات القصدير العضوية المحدّدةسمّية مقاربة لسميةالسيانيد.[53]
^Cierny، J.؛ Weisgerber، G. (2003). "The "Bronze Age tin mines in Central Asia". في Giumlia-Mair، A.؛ Lo Schiavo، F. (المحررون).The Problem of Early Tin. Oxford: Archaeopress. ص. 23–31.ISBN:978-1-84171-564-3.
^ابجPenhallurick، R. D. (1986).Tin in Antiquity: its Mining and Trade Throughout the Ancient World with Particular Reference to Cornwall. London: The Institute of Metals.ISBN:978-0-904357-81-3.
^Charles، J. A. (1979). "The development of the usage of tin and tin-bronze: some problems". في Franklin، A. D.؛ Olin، J. S.؛ Wertime، T. A. (المحررون).The Search for Ancient Tin. Washington D.C.: A seminar organized by Theodore A. Wertime and held at the Smithsonian Institution and the National Bureau of Standards, Washington D.C. March 14–15, 1977. ص. 25–32.
^ابجدهوCarlin, Jr.، James F."Tin: Statistics and Information". United States Geological Survey. مؤرشف من الأصل في 2018-12-03. اطلع عليه بتاريخ2008-11-23.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)
^Audi، Georges؛ Bersillon، O.؛ Blachot، J.؛ Wapstra، A. H. (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties".Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. ج. 729: 3–128.Bibcode:2003NuPhA.729....3A.DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
^ابجدHolleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Tin".Lehrbuch der Anorganischen Chemie (بالألمانية) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 793–800.ISBN:3-11-007511-3.
^Molodets، A. M.؛ Nabatov, S. S. (2000). "Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression".High Temperature. ج. 38 ع. 5: 715–721.DOI:10.1007/BF02755923.
^Le Coureur، Penny؛ Burreson, Jay (2004).Napoleon's Buttons: 17 Molecules that Changed History. New York: Penguin Group USA., a persistent legend that probably has no background in real events.Öhrström، Lars (2013).The Last Alchemist in Paris. Oxford: Oxford University Press.ISBN:978-0-19-966109-1.Cotton، Simon (2014). "Book review: The last alchemist in Paris".Chemistry World.http://rsc.li/CW_140501نسخة محفوظة 10 أغسطس 2014 على موقعواي باك مشين.
^ابHolleman، Arnold Frederik؛ Wiberg، Egon (2001)، Wiberg، Nils (المحرر)،Inorganic Chemistry، ترجمة: Eagleson، Mary؛ Brewer، William، San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter،ISBN:0-12-352651-5
^Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997).Chemistry of the Elements (بالإنجليزية) (2 ed.). Butterworth-Heinemann.ISBN:0-08-037941-9.
^Elschenbroich, C. "Organometallics" (2006) Wiley-VCH: Weinheim. (ردمك978-3-527-29390-2)
^ابجGraf, G. G. (2000) "Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH, Weinheimدُوِي:10.1002/14356007.a27_049
^Gaur، D. P.؛ Srivastava، G.؛ Mehrotra، R. C. (1973). "Organic Derivatives of Tin. III. Reactions of Trialkyltin Ethoxide with Alkanolamines".Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. ج. 398: 72.DOI:10.1002/zaac.19733980109.
^Peng، Yang؛ Ellis، Bobby D.؛ Wang، Xinping؛ Fettinger، James C.؛ Power، P. P. (2009). "Reversible Reactions of Ethylene with Distannynes Under Ambient Conditions".Science. ج. 325 ع. 5948: 1668–1670.Bibcode:2009Sci...325.1668P.DOI:10.1126/science.1176443.PMID:19779193.
^Harry H. Binder:Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999,ISBN 3-7776-0736-3.
^Gerhart Jander, Ewald Blasius:Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie. 2006,ISBN 3-7776-1388-6, S. 499.
^J. Heyrovský, J. Kůta:Grundlagen der Polarographie. Akademie-Verlag, Berlin 1965, S. 516.
^K. Cammann (Hrsg.):Instrumentelle Analytische Chemie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg/ Berlin 2001, S. 4–47.(بالألمانية)
^Panel On Tin, National Research Council (U.S.). Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Materials (1970).Trends in the use of tin. ص. 10–22. مؤرشف منالأصل في 2016-05-31.
^Loo R, Vincent B, Gencarelli F, Merckling C, Kumar A, Eneman G, Witters L, Vandervorst W, Caymax M, Heyns M and Thean A 2013 Ge1-xSnx Materials: Challenges and Applications ECS J. Solid State Sci. Technol. 2 N35–40
^Vincent B, Shimura Y, Takeuchi S, Nishimura T, Eneman G, Firrincieli a., Demeulemeester J, Vantomme a., Clarysse T, Nakatsuka O, Zaima S, Dekoster J, Caymax M and Loo R 2011 Characterization of GeSn materials for future Ge pMOSFETs source/drain stressors Microelectron. Eng. 88 342–6
^Gallagher J D, Senaratne C L, Kouvetakis J and Menéndez J 2014 Compositional dependence of the bowing parameter for the direct and indirect band gaps in Ge1−ySny alloys Appl. Phys. Lett. 105 142102
^Gallagher J D, Senaratne C L, Sims P, Aoki T, Menéndez J and Kouvetakis (2015). "Electroluminescence from GeSn heterostructure pin diodes at the indirect to direct transition".Appl. Phys. Lett. ج. 106 ع. 9.DOI:10.1063/1.4913688.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
^C. L. Senaratne, P. M. Wallace, J. D. Gallagher, P. E. Sims, John Kouvetakis, Jose Menendez (2016). "Direct gap Ge1-ySny alloys: Fabrication and design of mid-IR photodiodes".Journal of Applied Physics. ج. 120 ع. 2.DOI:10.1063/1.4956439.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
^Jensen، Rasmus V S؛ Pedersen, Thomas G؛ Larsen, Arne N (31 أغسطس 2011). "Quasiparticle electronic and optical properties of the Si–Sn system".Journal of Physics: Condensed Matter. ج. 23 ع. 34: 345501.DOI:10.1088/0953-8984/23/34/345501.
^Matthias، B. T.؛ Geballe, T. H.؛ Geller, S.؛ Corenzwit, E. (1954). "Superconductivity of Nb3Sn".Physical Review. ج. 95 ع. 6: 1435–1435.DOI:10.1103/PhysRev.95.1435.
^Lucas، Ivan T.؛ Syzdek، Jarosław؛ Kostecki، Robert (2011). "Interfacial processes at single-crystal β-Sn electrodes in organic carbonate electrolytes".Electrochemistry Communications. ج. 13 ع. 11: 1271–1275.DOI:10.1016/j.elecom.2011.08.026.
^Perlich، M. A.؛ Bacca، L. A.؛ Bollmer، B. W.؛ Lanzalaco، A. C.؛ McClanahan، S. F.؛ Sewak، L. K.؛ Beiswanger، B. B.؛ Eichold، W. A.؛ Hull، J. R.؛ وآخرون (1995). "The clinical effect of a stabilized stannous fluoride dentifrice on plaque formation, gingivitis and gingival bleeding: a six-month study".The Journal of Clinical Dentistry. ج. 6 ع. Special Issue: 54–58.PMID:8593194.
.jpg)
-chloride-xtal-1996-3D-balls-front.png)
