Qalay

50 indium ← qalay → stibium Ge ↑ Sn ↓ Pb dövri cədvəl
Ümumi
Ad, İşarə, Nömrə	qalay, Sn, 50
Qrup, Dövr, Blok	14, 5, p
Xarici görünüşü
Atom kütləsi	118.710 q/mol
Elektron formulu	[Kr] 4d10 5s2 5p2
Fiziki xassələr
Halı
Sıxlığı	(0 °C, 101.325 kPa) q/L
Ərimə temperaturu	231.93 °C (505.08 K, 449.47 °F)
Qaynama temperaturu	2602 °C (2875 K, 4716 °F)
Elektromənfiliyi
Oksidləşmə dərəcəsi
Spektr =
İonlaşma enerjisi	kCmol-1

Qalay (Sn), (lat. Stannum) – D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistemində 50-ci element. Bitkilərdə qalay 1855-ci ildə kəşf olunmuşdur. O bitkilərdə geniş həddə dəyişir, daha çox qalay günəbaxan və noxud toxumlarında olur. Qalay zəhərli ultramikroelementlərə aiddir. Tərəvəzlərdə qalayın miqdarı çox olmayıb 1 mkq/q və daha az olur.

Heyvanların orqanizmində qalay bitkilərdə olduğundan çoxdur. Belə ki, məsələn, yağlı balıqda onun miqdarı 130 mkq/q – a qədər ola bilər. Insan orqanizmində qalay toxumlarda 0,5-dən 4,0 mkq/q – a qədər olur. Daha çox qalay diş minasında (95 mq/kq), dırnaqlarda (12 mq/kq) və sümüklərdə (1,4 mkq/q-a qədər) olur. Qalay mədə fermenti qastrinin tərkibinə daxildir, flavin fermentlərinin aktivliyinə təsir edir, böyümə prosesini gücləndirə bilir.

Orqanizmdən qalay sidik, nəcis və tər vasitəsi ilə xaric olunur. İnsan üçün zəhərlilik dozası 2q-dır.

Qalay insan orqanizminə aşağıdakı əsas mənbələr vasitəsi ilə daxil olur:

Bitki mənşəli məhsullar: tərəvəz.

Heyvan mənşəli məhsullar: piylər, yağlı balıq.

Qalayın daha geniş məlum olan və insan tərəfindən geniş istifadə olunan birləşmələri aşağıdakılardır:

SnS₂ – qalay disulfid, susal qızılı

SnO₂ – qalay oksid. Kassiterit, qalay daşı

Cu₂FeSnS₄ – stanin, qalay kolçedanı.

Qalay hələ qədimdən insanlara məlum olan metallardan biridir. Qalayın mis ilə ərintisi – bürünc 4000ildən çox əvvəl ilk dəfə alınmışdır.

Insan bədənində qalay atomlarının sayı 1,5·1020, bir insan hüceyrəsində isə 1,5·106 ədəddir.

Qalayın qida məhsulları ilə orqanizmə daxil olan sutqalıq miqdarı 0,004 mq-dır. Qalay və onun oksidi SnO2 qida turşularının, duzların və qidanın digər komponentlərinin təsirinə davamlıdır. Odur ki, ondan ağ dəmiri (tənəkəni) qalaylamaq üçün istifadə olunur. Belə qalaylanmış materialdan konserv bankaları hazırlanır. Akademik A. E. Fersman qalayı konserv bankası metalı adlandırmışdır.

Qalay taunu hadisəsi adi ağ qalayın digər şəkildəyişməyə — boz qalaya çevrilməsidir. Belə ki, 14 °C-dən aşağı temperaturda sıxlığın xeyli dəyişməsi səbəbindən metal boz toza çevrilir. Qütb tədqiqatçısı R. Skottun Cənub qütbünə 1912-ci ildə ekspedisiya zamanı yanacaq ehtiyatı itkisi səbəbindən bütün ekspedisiya məhv olunmuşdu. Yanacaq qalay ilə lehimlənmiş baklarda idi və ağ qalayın boz qalaya çevrilməsi mənfi 33 °C-də daha sürətliə getdiyindən baklar deşilmiş, yanacaq axıb tökülmüşdür.

Qalay insanlara çox qədimdən məlumdur. 'Onun mislə xəlitəsi (bürünc) qədimdə geniş istifadə edilmişdir. Bu dövr insanların maddi və mədəniyyət tarixinə tunc dövrü kimi daxil olunmuşdur. Qalayın 10 izotopu (112–124) mövcuddur. Qalayın üç modifikasiyası mövcuddur: α-Sn +13,5oC , β-Sn +161^oC , γ-Sn +232^oC. α-Sn boz qalay alma quruluşu tipində kristallaşır. Boz qalayın 20^oC-də sıxlığı 5,75 q/sm³-dir. α-Sn qalay stabil olmayıb, 13,5^oC-dən yuxarıda, ağ β-Sn qalaya çevrilir. Ağ qalayın sıxlığı boz qalaya nisbətən çox olub, 7,31 q/sm³-dir. Bu onunla əlaqədardır ki, ağ qalayın kristallik quruluşu sıx yerləməyə malikdir. Ağ qalay heksaqonal sinqoniyada kristallaşır. Ağ qalayı +13,5^oC-dən aşağıda soyutduqda boz qalaya çevrilir. Həcmin tədricən genişlənməsi nəticəsində o ovulub toz halına düşür. Bu hadisəyə ,, qalay taunu" deyilir. 161^oC-dən qalayın γ-Sn üçüncü rombik modifikasiyası əmələ gəlir və sıxlığı 6,6 q/sm³-dir. Yer kürəsində qalayın miqdarı 0,03 % təşkil edir. Qalay əsasən SnO₂ (qalay-daşı) mineralı şəklində tapılır. Sərbəst qalay həmin birləşmədən aşağıdakı kimi alınır:

SnO2+C→Sn+CO2 Qalay dəmirin korroziyadan qorunması üçün onun üzərinə örtük kimi çəkilir, ağ dəmir adlanır ki, ondanda müxtəlif taralar hazırlanır. Alınan qalayın böyük hissəsi antifriksionərintilərin (babbitlərin) istehsalına sərf olunur, başqa sözlə şariklər hazırlanır. Bundan başqa qalay pripoyların, tipoqrafiya ərintilərinin, qalaylı bürüncün və digər asanəriyən ərintilərin tərkibində olur.

Qalay gümüşü-ağ rəngli metaldır. Sərtliyi və mexaniki davamlılığı aşağıdır. Suda həll olmur, qüvvətli qələvilərdə isə tədricə həll olur. O çox yuxarı temperaturda oksidləşir. Qalay halogenlərlə, xalkogenlərlə asanlıqla reaksiyaya girib, II və IV valentl birləşmələr əmələ gətirir. O xlorid, sulfat və nitrat turşuları ilə güclü reaksiyaya girir. Nitrat turşusu qalayı stannat turşusuna kimi oksidləşdirir.

3Sn+4HNO3+H2O→3H2SnO3+4NO Qalay həm də quvvəti qələvilərin qaynar məhlulunda yaxşı həll olur.

Sn+ 2NaOH +4 H2O→ Na2 [Sn(OH)6] + 2H2

Qalayın SnO və SnO₂ tərkibli birləşmələri var. Qalay-dioksid SnO₂ amorf formasındadır, suda həll olmur, lakin qələvilərdə tədricən həll olur. SnO₂ birləşməsi stannat turşusunun H₂SnO₃ anhidrididir. Stannat turşusunun iki α- və β-H₂SnO₃ kimi iki modifikasiyası mövcuddur. α- H₂SnO₃ stannat turşusu aşağıdakı reaksiya vasitəsilə alınır. α- H₂SnO₃ stannat turşusu həm turşularla. Həm də qələvilərlə reaksiyaya girir. β — H₂SnO₃ stannat turşusu qalayın nitrat turşusu ilə oksidləşməsindən əmələ gəlir. Na₂SnO₃, Ba₂SnO₄ duzlarına (SnOH)₂ hidroksidi uyğun gəlir. C, Si, Ge kimi Sn elementi də hidrogenlə birləşmələr əmələ gətirir. Onun əmələ gətirdiyi hidridlər SnH4 və Sn₂H₆ çox davamsızdırlar. Qalay aktiv metallarla reaksiyaya girib Na₂Sn, NaSn, NaSn₂, CaSn, CaSn₂ və Mg₂Sn tipli intermetallik birləşmələr əmələ gətirir. Stannidlərə duru HCl turşusu ilə təsir etdikdə hidrogenli birləşmələr əmələ gətirir. Qalayın həmçinin bir sıra üzvi birləşmələri mövcuddur: (CH₂)3SnCl₂, (C₂H₅)₂Sn və (C₆H₅)₂Sn. Qalay suya olduğundan ondan dəmi və mis qabların üzərinin örtülməsində istifadə edirlər. Saf qalay və onun qurğuşunla xəlitəsi lehim maddəsi kimi istifadə edilir. Qalayın mislə əmələ gətirdiyi xəlitəsi ,, Tunc" adlanır.

1. Z. Qarayev. Qeyri-üzvi kimya. Bakı.1975. 434 s.
2. Справочник. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. 1979. 339 с