בדיל (לטינית: Stannum) הוא יסוד כימי שסמלו הכימי Sn ומספרו האטומי 50.

בדיל
אנטימון - בדיל - אינדיום
Ge
Sn
Pb
Sn-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 50
סמל כימי Sn
סדרה כימית מתכות
צפיפות 7310 kg/m3
מראה
ימין: אפור (אלוטרופ אלפא); שמאל: כסוף (אלוטרופ בטא, מתכתי)
Sn-Alpha-Beta.jpg
תכונות אטומיות
משקל אטומי 118.710 u
רדיוס ואן דר ואלס 217 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 8, 18, 18, 4
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
נקודת התכה 505.08K (231.93°C)
נקודת רתיחה 2875.15K (2602°C)
לחץ אדים 5.78E-21Pa ב-505K
מהירות הקול 2500 מטר לשנייה ב-293.15K
שונות
אלקטרושליליות 1.96
קיבול חום סגולי 228 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 9.17 106/m·Ω
מוליכות חום 66.6 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 708.6 kJ/mol

תוכן עניינים

תכונותעריכה

הבדיל הוא מתכת נוחה לעיצוב שאינה מתחמצנת בקלות ועמידה בפני קורוזיה. הבדיל נמצא בטבע בעיקר במינרל קסיטריט (Cassiterite), שהוא תחמוצת הבדיל, SnO2. בדיל ניתך בטמפרטורה נמוכה וכאשר מכופפים מוט בדיל נשמע צליל אופייני ("צעקת הבדיל" או "בכי הבדיל") הנובע מהמצאות גבישים תאומים.

אלוטרופיהעריכה

 
"דבר של בדיל" - מדליה עשויה בדיל ועליה אזורים שעברו שינוי מצב אלוטרופי, מהצורה המתכתית לצורת "בדיל אפור" (אלוטרופ α)

לבדיל שתי צורות אלוטרופיות. האחת, המכונה צורה β, בדיל לבן או בדיל מתכתי, היא צורה היציבה בטמפרטורת החדר. האחרת, המכונה בדיל α או בדיל אפור, אינו מתכתי, כיוון שהוא יוצר סריג אטומרי המורכב אטומים הקשורים קוולנטית, כך שאין אלקטרונים חופשיים להולכה חשמלית, בדומה למבנה הפחמן ביהלום (הנמצא באותו טור בטבלה המחזורית). צורת α יציבה יותר תרמודינמית בטמפרטורות הנמוכות מ 13.2°C, אך אי-ניקיונות, דוגמת אלומיניום או אבץ, מורידים את טמפרטורת המעבר לפחות מ-0°C. בתנאי קור בדיל מתכתי (אלוטרופ β) עובר שינוי ספונטני, אוטו-קטליטי, לבדיל אפור (אלוטרופ α), תופעה הידועה כ"דבר של בדיל". תופעה זו תועדה בימי הביניים באירופה כאשר התגלו צינורות פגועים של עוגבי כנסיות. תופעה זו יוחסה גם לפגיעה בקופסאות שימורים שלקח רוברט פלקון סקוט למסעו באנטארקטיקה ולפגיעה בכפתורי המדים של חיילי נפוליאון במלחמתו ברוסיה, אם כי מהימנותם ההיסטורית של סיפורים אלו מוטלת בספק.

שימושיםעריכה

בדיל טהורעריכה

הבדיל משמש לציפוי עופרת, אבץ או פלדה למניעת קורוזיה. פלדה מצופה בדיל היא החומר הנפוץ ביותר לייצור קופסאות שימורים לצורך איחסון מזון.

חלונות זכוכית מיוצרים לעתים על ידי הצפת הזכוכית המותכת על גבי בדיל נוזלי על מנת להשיג לוחות שטוחים.

סגסוגותעריכה

סגסוגות בדיל חשובות:

מלחיםעריכה

מלחי בדיל חשובים:

  • בדיל כלורי משמש כחומר צובע בהדפסי כותנה.
  • ריסוס מלחי בדיל על זכוכית יוצר שכבה מוליכה חשמלית. ציפוי כזה משמש לתאורת לוחות מכשירים והגנה על שמשות רכב מהצטברות קרח.

מוליכות-עלעריכה

 
מחצב בדיל

בדיל הופך למוליך-על מתחת ל-3.72°K. תרכובת ניאוביום-בדיל (Nb3Sn) משמשת לייצור מסחרי של תיילים למגנטים מוליכי-על.

צורה בטבעעריכה

ישנן 35 מדינות הכורות בדיל ברחבי העולם, כמעט בכל יבשת ישנה מדינה בעלת מכרה בדיל חשוב. בדיל מתכתי מופק ממחצביו בעזרת פחם בכבשן. היסוד לא נמצא בכמויות גדולות בקרום כדור הארץ - ריכוזו הוא 2 חלקים למיליון (ppm), לעומת אבץ לדוגמה, שנמצא בריכוז 94 חלקים למיליון.

כמעט חצי מהבדיל המופק בעולם מגיע מדרום־מזרח אסיה. למרות שבדיל נמצא במספר מחצבים, מחצב הבדיל המסחרי היחידי הוא SnO2.

איזוטופיםעריכה

לבדיל יש את מספר האיזוטופים היציבים הגבוה ביותר - 10. בנוסף לכך, 18 איזוטופים בלתי יציבים נוספים ידועים.

אמצעי זהירותעריכה

כמויות בדיל זעירות שנמצאות במזון משומר אינן מזיקות לאדם, אך ישנן תרכובות בדיל אורגניות רעילות שמצריכות טיפול מיוחד.

ראו גםעריכה

קישורים חיצונייםעריכה