スズ

	インジウム - スズ - アンチモン
外見
	銀白色（左、βスズ）または灰色（右、αスズ）;
一般特性
名称, 記号, 番号	スズ, Sn, 50
分類	卑金属
族, 周期, ブロック	14, 5, p
原子量	118.710 g·mol-1
電子配置	[Kr] 4d10 5s2 5p2
電子殻	2, 8, 18, 18, 4（画像）
物理特性
相	固体
密度 (室温付近)	（βスズ）7.365 g·cm-3
密度 (室温付近)	（αスズ）5.769 g·cm-3
融点での液体密度	6.99 g·cm-3
融点	505.08 K, 231.93 °C, 449.47 °F
沸点	2875 K, 2602 °C, 4716 °F
融解熱	（βスズ）7.03 kJ·mol-1
蒸発熱	（βスズ）296.1 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) （βスズ）27.112 J·mol-1·K-1
蒸気圧
原子特性
酸化数	4, 2, -4（両性酸化物）
電気陰性度	1.96 (ポーリングの値)
イオン化エネルギー	第1： 708.6 kJ·mol-1
	第2： 1411.8 kJ·mol-1
	第3： 2943.0 kJ·mol-1
原子半径	140 pm
共有結合半径	139 ± 4 pm
ファンデルワールス半径	217 pm
その他
磁性	（βスズ）常磁性、（αスズ）反磁性
電気抵抗率	(0 °C) 115 nΩ·m
熱伝導率	(300 K) 66.8 W·m-1·K-1
熱膨張率	(25 °C) 22.0 µm·m-1·K-1
ヤング率	50 GPa
剛性率	18 GPa
体積弾性率	58 GPa
ポアソン比	0.36
モース硬度	1.5
ブリネル硬度	51 MPa
CAS登録番号	7440-31-5
最安定同位体
	詳細はスズの同位体を参照
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スズ（錫、英: Tin、独: zinn）は原子番号50の元素で、元素記号は Sn。元素記号はラテン語の stannum に由来する。本来、この語は銀・鉛合金のことだったが、4世紀ごろよりスズを stannum と呼ぶようになった。

炭素族元素の1つ。常温、常圧での結晶構造はβスズ (beta-tin) 構造（正方晶）で、その名の通りβスズ（白色スズ）と言われる金属である。高温（161 °C以上）でγスズ（斜方スズ）、低温（13 °C以下）でαスズ（灰色スズ、バンドギャップが約0.1 eVの半導体）となる。

金属スズを曲げると独特の音がするが、これはスズ鳴き (tin cry) と呼ばれており、結晶構造が変化することにより起こる。同様の現象は、ニオブやインジウムでも見られる。

[編集] 用途

融点が低く比較的無害な金属材料として、スズ単体、または、合金の成分として古来から広く用いられてきた。スズを含む合金としては、鉛との合金であるはんだ（最近は鉛フリーのはんだもある）、銅との合金である青銅が代表的。スズ単体についても、適度な硬さがあり加工もしやすいため、アルミニウムが安価に生産されるようになるまでは食器などの日用品やスズ箔として広く用いられてきた。パイプオルガンのパイプもスズを主とした合金である。

中世ヨーロッパでは、スズを主成分とする合金であるピューターが、銀食器に次ぐ高級食器に使われた。スズを大量に産出するマレーシアでは19世紀からピューターで作った食器や花器その他の工芸品が作られ、国を代表する特産品になっており、各国に輸出されている。

近代における用途として、βスズを鋼板に被覆したブリキや、軸受に用いられるバビットメタル（銅およびアンチモンとの合金）、ウッド合金やガリンスタンのような一連の低融点合金などがある。また、インジウムとスズの酸化物 (ITO) は液晶ディスプレイ・有機ELの電極として用いられるほか、熱線カットガラスとして乗用車のフロントガラスなどの表面に用いられる。

日本には、スズそのものの加工品としては奈良時代後期に茶とともに持ち込まれた可能性が高い。今でいう茶壷、茶托などであろうと推測される。金属スズは比較的毒性が低く、酸化や腐食に強いため、主に飲食器として重宝された。現在でも、大陸喫茶文化の流れを汲む煎茶道ではスズの器物が用いられることが多い。日本独自のものには、神社で用いられる瓶子（へいし、御神酒徳利）、水玉、高杯などの神具がある。いずれも京都を中心として製法が発展し、全国へ広まった。

それまでの特権階級のものから、江戸時代には町民階級にも慣れ親しまれ、酒器、中でも特に注器としてもてはやされた。京都、大阪、鹿児島に、伝統的な錫工芸品が今も残る。近年では日本酒用以外にビアマグやタンブラーなどもつくられるようになった。また、一部の比較的高級な飲食店では日本酒の燗に、こだわりとして高価であるスズ製ちろりを使用するところがある。科学的には定かではないが、錫製品は水を浄化し雑味が取り除かれ、酒がまろやかになると言われている。

また、融点が低いことを利用してフロートガラスの製造にも使われている。

全米フィギュアスケート選手権では4位の選手にピューター（錫合金）メダルを授与する。

用途の例
錫鍍金した缶詰の鋼板
ピューターの皿
はんだ
バビットメタルの軸受

[編集] 化合物

塩化スズ (SnCl₂, SnCl₄)
酸化スズ - 下記の3つが存在する
- 酸化スズ(II) (SnO)
- 酸化スズ(IV) (SnO₂) - 金属酸化物としては比較的高い導電性を持つ。
- 酸化スズ(VI) (SnO₃)
硫化スズ (SnS, SnS₂)
有機スズ化合物（内分泌攪乱化学物質#研究の現状も参照）

[編集] 同位体

詳細は「スズの同位体」を参照

[編集] 毒性

スズの無機化合物は比較的毒性が弱いとされる。ただし、長期間酸化スズの粉塵に曝される環境では肺が冒されることがあり(錫肺症)、環境の整っていない時代には鉱山からの採掘の際に多くの労働者が肺を病んだ。比較的無害な無機化合物とは対照的に、合成される有機化合物には毒性の強いものが多い。トリブチルスズ誘導体は船底に貝が付着することを効果的に防止する塗料として広く用いられたが、内分泌攪乱化学物質としての作用や海洋生物に対する蓄積毒性により先進国では使用禁止となった。発展途上国ではいまだに使用しているところもあるとされる。

[編集] 同素変態

スズには常温に近い温度にβスズとαスズの転移点が存在する。αスズへの転移では展性が失われ、同時に大幅に体積が増加する。通常の温度範囲では不純物などの影響によりこの転移はほとんど進まないが、極地方のような酷寒の環境においては転移が進行する場合があり、スズ製品が膨らんでぼろぼろになってしまう現象が生じる。この現象はスズ製品の一部分から始まりやがて全体に広がるため、伝染病に喩えてスズペストと呼ばれる。

スズに限らず金属にはこういった、温度や圧力に応じて結晶構造が変わる同素変態をみせるものがある。スズではこの同素変態によってその物性が大きく変化する。βスズからαスズには物理的には13.2 °Cで変態するが、実際に反応が進むのは-10 °Cの低温領域からであり、-45 °Cでその反応速度は最大になるが、それでも1 mm進むのに約500時間も掛かる。スズは結晶構造の違いによってさらに161 °C以上でのγスズがあり、これらの異なる単体は同素体と呼ばれ、変態する温度は変態点と呼ばれる^[2]。

[編集] スズ泣き

体心正方晶格子である白色スズの結晶に力を加えて変形させると、「カリッ」と音を出して金属結晶が塑性変形して内部結晶が双晶に変化する。この双晶は変形双晶や機械的双晶と呼ばれ、冷間加工後に焼きなましされた時に作られる焼きなまし双晶と区別される^[2]。

スズ鉱石

[編集] スズ鉱石

スズの重要な鉱石鉱物は、錫石 (SnO₂) である。主に石英との鉱石フォーメーションとして産する。鉱滓からはタンタルを回収できる。

風化に強いため、砂鉱の砂錫としても産出する。

スズの産出量 (2006年、トン)^[3]
インドネシア	117500
中国	114300
ペルー	038470
ボリビア	017669
ブラジル	009528
コンゴ民主共和国	007200
ロシア	005000
ベトナム	003500
マレーシア	002398
世界計	321000

[編集] 資源

現在の主なスズ産出国はインドネシア、中国などである。

ローマ帝国領時代から中世・近世にはイギリスのコーンウォールが世界有数（少なくともヨーロッパ最大）のスズの産地で、イギリスはヨーロッパ中にスズを輸出していた。しかし産業革命によりスズの需要が急増すると、コーンウォールのスズは枯渇した。

それに代わって世界最大のスズ産出国となったのがマレーシアである。イギリスの植民地時代に資源開発が進み、1972年の7700トン/年をピークに減少に転じたものの、1985年までは世界の約1/4のシェアを占めていた。しかし1985年の錫危機（国際スズ市場の暴落・LMEでの取引停止）によりマレーシアのスズ鉱業は壊滅的な打撃を受け、翌1986年には産出量は半減し、その後も市場の混乱や資源枯渇による衰退が続き、現在は主要でない産出国の1つにすぎない。

[編集] 脚注

^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
^ ^a ^b 大澤直『金属のおはなし』日本規格協会（原著2006年1月25日）、第1版第1刷。ISBN 4542902757。
^ [1]

[編集] 関連項目

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[0] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[.E9.87.91.E5.B1.9E.E3.81.AE.E3.81.8A.E3.81.AF.E3.81.AA.E3.81.97-1] 大澤直『金属のおはなし』日本規格協会（原著2006年1月25日）、第1版第1刷。ISBN 4542902757。

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