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化学式TiNの化合物については、窒化チタンを参照してください。

スズ、  50 Sn
白いスズの小さな球（左）と灰色のスズ（右）
スズ
同素体銀白色、β（ベータ）、灰色、α（アルファ）
標準原子量 A r °(Sn)
周期表におけるスズ
水素ヘリウム
リチウムベリリウムホウ素炭素窒素酸素フッ素ネオン
ナトリウムマグネシウムアルミニウムケイ素リン硫黄塩素アルゴン
カリウムカルシウムスカンジウムチタンバナジウムクロムマンガン鉄コバルトニッケル銅亜鉛ガリウムゲルマニウムヒ素セレン臭素クリプトン
ルビジウムストロンチウムイットリウムジルコニウムニオブモリブデンテクネチウムルテニウムロジウムパラジウム銀カドミウムインジウムスズアンチモンテルルヨウ素キセノン
セシウムバリウムランタンセリウムプラセオジムネオジムプロメチウムサマリウムユーロピウムガドリニウムテルビウムジスプロシウムホルミウムエルビウムツリウムイッテルビウムルテチウムハフニウムタンタルタングステンレニウムオスミウムイリジウムPlatinumGoldMercury (element)ThalliumLeadBismuthPoloniumAstatineRadon
FranciumRadiumActiniumThoriumProtactiniumUraniumNeptuniumPlutoniumAmericiumCuriumBerkeliumCaliforniumEinsteiniumFermiumMendeleviumNobeliumLawrenciumRutherfordiumDubniumSeaborgiumBohriumHassiumMeitneriumDarmstadtiumRoentgeniumCoperniciumNihoniumFleroviumMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Ge
↑
Sn
↓
Pb
indium ← tin → antimony
原子番号 ( Z )50
族第14族（炭素族）
周期第5周期
ブロック  pブロック
電子配置[ Kr ] 4d 10 5s 2 5p 2
殻あたりの電子数2、8、18、18、4
物理的性質
標準温度における 相固体
融点505.08  K (231.93 °C, 449.47 °F)
沸点2875 K (2602 °C, 4716 °F)
密度（20℃）白色固体 (β): 7.289 g/cm 3
灰色固体 (α): 5.770 g/cm 3 [ 3 ]
液体時（融点 ） 6.99 g/cm 3
融解熱白色固体 (β): 7.03  kJ/mol
蒸発熱白色固体 (β): 296.1 kJ/mol
モル熱容量白色固体 (β): 27.112 J/(mol·K)
蒸気圧
P  (Pa)1101001 k10 k100 k
T  (  K)149716571855210724382893
原子の性質
酸化状態共通：−4、+2、+4
−3、[ 4 ] −2、[ 5 ] −1、[ 6 ] 0、[ 7 ] +1、[ 8 ] +3 [ 9 ]
電気陰性度ポーリングスケール：1.96
イオン化エネルギー
  • 第1イオン化エネルギー：708.6 kJ/mol
  • 第2イオン化エネルギー：1411.8 kJ/mol
  • 第3イオン化エネルギー：2943.0 kJ/mol
原子半径経験則：140  pm
共有結合半径139±4 pm
ファンデルワールス半径217 pm
スペクトル範囲内の色線
スズのスペクトル線
その他の特性
自然発生原始
結晶構造白色（β）：体心正方晶（tI4）
格子定数
白色（β）の体心正方晶構造：スズ
白（β）：
a  = 583.13 pm
c  = 318.11 pm
(20℃) [ 3 ]
結晶構造灰色（α）：面心立方ダイヤモンド（cF8）
格子定数
灰色（α）のダイヤモンド立方晶構造：スズ
灰色（α）：
a  = 648.96 pm (20℃) [ 3 ]
熱膨張白（β）：21.76 × 10 -6 /K (20℃) [ a ]
灰色（α）：5.20 × 10 −6 /K (20℃) [ 3 ]
熱伝導率66.8 W/(m·K)
電気抵抗率115 nΩ·m (0℃)
磁気秩序白(β)：常磁性
　灰色(α)：反磁性[ 10 ]
モル磁化率白（β）：+3.1 × 10 −6  cm 3 /mol (298 K) [ 11 ]
ヤング率50 GPa
せん断弾性率18 GPa
体積弾性率58 GPa
細棒の音速2730 m/s ( 室温) (圧延)
ポアソン比0.36
モース硬度1.5
ブリネル硬度50～440 MPa
CAS番号7440-31-5
歴史
命名ゲルマン祖語
発見先史時代、紀元前35世紀頃
記号「Sn」：ラテン語のstannumに由来
スズの同位体
主な同位体[ 12 ]崩壊
同位体存在比半減期 （t 1/2）モード生成物
112 Sn0.97 %安定
113 Sn合成115.08日ε113 In
114 Sn0.66%安定
115 Sn0.34%安定
116 Sn14.5%安定
117 Sn7.68%安定
118 Sn24.2%安定
119 Sn8.59%安定
120 Sn32.6%安定
121m Sn合成43.9年IT77.6%121 Sn
β -22.4%121 Sb
122 Sn4.63%安定
123 Sn合成129 β -123 Sb
124 Sn5.79%安定
126 Sn微量2.3 × 10 5  yβ -126 Sb
 カテゴリ：スズ
|参考文献

スズは化学元素で、記号はSn （ラテン語のstannumに由来） 、原子番号は50です。金属灰色の金属であるスズは、少しの力で切断できるほど柔らかく、[ 13 ] 、スズの棒は手で簡単に曲げることができます。曲げると、スズの結晶の双晶形成の結果として、いわゆる「ティン・クライ」と呼ばれる音がします。[ 14 ]

スズは、元素周期表の第14族に属する遷移後金属です。主に、酸化スズ（SnO）を含む鉱物であるスズ石から得られます。
2スズは、第14族の隣元素であるゲルマニウムと鉛と化学的に類似しており、+2とわずかに安定した+4という2つの主要な酸化状態を持ちます。スズは地球上で49番目に豊富な元素で、地殻の0.00022%を占めています。また、10個の安定同位体を持ち、陽子の魔法数のため、周期表で最も多くの安定同位体を有しています。

スズには2つの主要な同素体があります。室温では、安定同素体は銀白色で展性のある金属であるβ-スズです。低温では、密度の低い灰色のα-スズで、ダイヤモンド立方構造を持ちます。金属スズは空気中や水中で 容易に酸化されません

初めて大規模に使用された錫合金は青銅で、1 ⁄ 8 の 錫と7 ⁄ 8 の銅(それぞれ 12.5% と 87.5%) から作られ、紀元前 3000 年頃から使われてきました。紀元前 600 年以降には、純粋な金属錫が生産されました。ピューターは、85～90% の錫と、残りが一般的に銅、アンチモン、ビスマス、場合によっては鉛と銀で構成される合金で、青銅器時代から食器に使用されてきました。現代では、錫は多くの合金に使用されていますが、最も有名なのは、通常 60% 以上が錫である錫鉛軟質はんだや、オプトエレクトロニクス用途の透明導電性インジウム錫酸化物フィルムの製造です。もう 1 つの大きな用途は、鋼の耐腐食性錫めっきです。無機錫は毒性が低いため、錫めっき鋼は「ブリキ缶」などの食品包装に広く使用されています。一部の有機スズ化合物は非常に毒性が強い場合があります。 

特性

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物理的性質

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凝固した溶融スズの液滴

スズは柔らかく、展性があり、延性があり、結晶性の高い銀白色の金属です。スズの棒を曲げると、結晶の双晶により「ティン・クライ」と呼ばれるパチパチという音が聞こえます。 [ 14 ]この特性は、固体状態のインジウム、カドミウム、亜鉛、水銀に共通しています。スズの融点は14族の中で最も低く、約232℃（450°F）で融点が下がり、沸点は2,602℃（4,716°F）で、同じ族の中で2番目に低く（鉛より低い）、11nmの粒子では融点はさらに177.3℃（351.1°F）まで下がります。[ 15 ] [ 16 ]

外部動画
ビデオアイコン −40℃におけるスズのβ-α転移（タイムラプス；ビデオの1秒は実時間の1時間）

β-スズ（白スズとも呼ばれる）は、室温以上で安定している元素スズの同素体（構造形態）である。金属的で展性があり、体心正方晶構造を有する。α-スズ（灰色スズ）は非金属形態である。13.2 °C（55.8 °F）以下で安定しているが、脆い。α-スズは、ダイヤモンドやシリコンと同様に、ダイヤモンド立方晶構造を有する。α-スズは、原子が電子が自由に移動できない共有結合構造を形成するため、金属特性を持たない。α-スズは鈍い灰色の粉末状物質であり、特殊な半導体用途以外には一般的な用途はない。[ 14 ] γ-スズとσ-スズは、161 °C（322 °F）を超える温度および数GPaを超える圧力で存在する。[ 17 ]

寒冷条件下では、β-スズは自発的にα-スズに変化する傾向があり、この現象は「スズペスト」または「スズ病」として知られています。[ 18 ]検証不可能な情報源によると、 1812年のナポレオンのロシア遠征中、気温が非常に低くなったため、兵士の制服のスズボタンが時間の経過とともに崩壊し、大陸軍の敗北の一因となったとされています。[ 19] これは根強い伝説となっています。 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

α-β変態温度は13.2℃（55.8℉）ですが、不純物（Al、Znなど）は0℃（32℉）をはるかに下回ります。アンチモンまたはビスマスを添加すると、変態が全く起こらず、耐久性が向上する可能性があります。[ 23 ]

商用グレードのスズ（スズ含有量99.8%）は、不純物として含まれる少量のビスマス、アンチモン、鉛、銀の阻害効果により、変態しにくいです。銅、アンチモン、ビスマス、カドミウム、銀などの合金元素は、スズの硬度を高めます。[ 24 ]スズは硬くて脆い金属間相を容易に形成しますが、これは通常望ましくありません。ほとんどの金属や元素とは溶液に混ざらないため、スズの固溶度は高くありません。スズはビスマス、ガリウム、鉛、タリウム、亜鉛とよく混ざり、単純な共晶系を形成します。[ 23 ]

スズは3.72  K以下で超伝導体となり[ 25 ]、最初に研究された超伝導体の1つです。[ 26 ]超伝導体の特徴的な特性の1つであるマイスナー効果は、超伝導スズ結晶で初めて発見されました。[ 26 ]

化学

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スズは水による腐食には耐性がありますが、酸やアルカリによる腐食は受けます。スズは高度に研磨することができ、他の金属の保護コーティングとして使用されます。[ 14 ]空気中で加熱するとゆっくりと酸化され、酸化スズ（SnO2 ）の薄い不動態層を形成し、さらなる酸化を抑制します。[ 27 ] [ 28 ]

同位体

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主要記事：スズの同位体

スズには10個の安定同位体があり、これはどの元素よりも多く存在します。質量数は112、114、115、116、117、118、119、120、122、124です。スズ120は全スズの約3分の1を占めています。スズ118とスズ116もよく見られます。スズ115は最も少ない安定同位体です。[ 29 ]質量数が偶数の同位体は核スピンを持たず、質量数が奇数の同位体は核スピンが1/2です。スズがこれほど多くの安定同位体を持つのは、スズの原子番号が50であり、原子核物理学における「魔法数」であるためと考えられています。[ 30 ] [ 31 ]

スズはNMR分光法によって検出・分析するのが最も容易な元素の一つです。NMR分光法は分子量に基づいており、その化学シフトはテトラメチルスズ（SnMe ）を基準としています。
4）。 [ b ] [ 32 ]

安定同位体のうち、スズ 115 は熱中性子に対する中性子捕獲断面積が 30バーンと高い。スズ 117 の断面積は 2.3 バーンで一桁小さく、スズ 119 はそれよりわずかに小さい 2.2 バーンである。[ 33 ]これらの断面積が十分に知られるようになる前は、スズ鉛はんだは融点が低いため、高速原子炉の冷却材として使用することが提案されていた。現在は鉛または鉛ビスマスの原子炉冷却材の研究が行われているが、これは両方の重金属が高速中性子をほぼ透過し、捕獲断面積が非常に低いためである。[ 34 ]スズまたはスズ鉛冷却材を使用するには、まず同位体分離を行って、質量数が奇数の同位体を除去する必要がある。これら 3 つの同位体を合わせると天然スズの約 17% を占めるが、捕獲断面積のほぼすべてを占める。残りの7つの同位体のうち、スズ112の捕獲断面積は1バーンです。天然スズの82.7%を構成する他の6つの同位体は、捕獲断面積が0.3バーン以下であり、実質的に中性子を透過します。[ 33 ]

スズには33の不安定同位体があり、質量数は98から140の範囲です。不安定なスズ同位体の半減期は、スズ126を除いて1年未満で、スズ126の半減期は約23万年です。スズ100とスズ132は、「二重魔法核」を持つ非常に数少ない核種の2つです。これらは不安定で、中性子-陽子比の安定谷から遠く離れていますが、スズ100よりも軽いスズ同位体とスズ132よりも重いスズ同位体はさらに不安定です。[ 35 ] 111から131までのスズ同位体には、さらに55の準安定異性体が特定されており、最も安定しているのはスズ121mで、半減期は43.9年です。[ 36 ]

語源

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tinという語はゲルマン諸語に共通しており、再構成された ゲルマン祖語の * tin-omに由来する。同源語にはドイツ語の Zinn、スウェーデン語の tenn、オランダ語の tinなどがある。インド・ヨーロッパ語族の他の語派には、ゲルマン語からの借用語（例えば、アイルランド語のtinne は英語からの借用語）を除いて見られない。[ 37 ] [ 38 ]

錫のラテン語名であるstannumは、もともと銀と鉛の合金を意味し、4世紀に「錫」を意味するようになりました[ 39 ] 。それ以前のラテン語はplumbum candidum、つまり「白鉛」でした。stannumは、以前のstāgnum（同じ物質を意味する）に由来しているようです[ 37 ] 。これは、フランス語のétain 、スペイン語のestaño、イタリア語のstagno、アイルランド語のstánなど、ロマンス語とケルト語の錫の語源です[ 37 ] [ 40 ]。stannum / stāgnumの起源は不明ですが、インド・ヨーロッパ語以前の可能性があります[ 41 ]。

マイヤーズ会話辞典は、 stannumがコーンウォールの steanに由来することを示唆しており、西暦1世紀にはコーンウォールが錫の主な供給源であったことを示しています[要出典] 。

歴史

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主要記事：古代における錫の供給源と貿易
プルグレッサン＝オメルシャン型の儀式用の巨大な青銅製短剣、フランス、プルグレッサン、紀元前1500～1300年

錫の抽出と使用は、青銅器時代初期、紀元前3000年頃にまで遡ることができます。この頃、異なる金属含有量の多金属鉱石から作られた銅製品は、異なる物理的特性を持つことが観察されました。 [ 42 ]最も初期の青銅製品の錫またはヒ素の含有量は2%未満であり、銅鉱石に含まれる微量金属による意図しない合金化の結果であると考えられています。 [ 43 ]銅に2つ目の金属を加えると、硬度が上がり、溶融温度が下がり、より流動性のある溶融物が生成されて冷却すると密度が高くスポンジ状の少ない金属になるため、鋳造プロセスが向上します。 [ 43 ]これは、青銅器時代に閉じた鋳型で鋳造されたはるかに複雑な形状を可能にした重要な革新でした。 ヒ素入りの青銅製品は、ヒ素が銅鉱石と一緒によく見られる近東で最初に登場しましたが、健康リスクがすぐに認識され、青銅器時代初期に、はるかに危険性の少ない錫鉱石の資源の探求が始まりました。[ 44 ]これにより希少な錫金属の需要が生まれ、遠方の錫の産地と青銅器時代の文化の市場を結びつける貿易ネットワークが形成されました。[ 45 ]

錫の酸化物である錫石（SnO
2）が、錫の本来の産地であった可能性が高いです。他の錫鉱石は、より複雑な製錬プロセスを必要とする、スズ鉱石などのあまり一般的ではない硫化物です。錫石は、付随する花崗岩よりも硬く、重く、化学的に耐性があるため、しばしば砂金鉱床として沖積河道に蓄積されます。[ 43 ]錫石は通常、黒または濃い色で、これらの鉱床は川岸で簡単に見ることができます。沖積（砂金鉱床）は、金のパンニングに似た方法で偶然に収集され、分離された可能性があります。[ 46 ]

化合物と化学

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参照：カテゴリ：錫化合物

スズの化合物の大部分は、酸化状態IIまたはIVです。二価スズを含む化合物は、第一スズを含むものはと呼ばれ、四価スズを含むものは第二スズ

無機化合物

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ハロゲン化物化合物は、両方の酸化状態が知られています。Sn(IV)については、4つのハロゲン化物すべてがよく知られています。SnF 4、SnCl 4、SnBr 4、SnI 4です。重い3つの元素は揮発性の分子化合物ですが、四フッ化物は高分子です。Sn (II)についても、4つのハロゲン化物すべてが知られています。SnF 2、SnCl
2、SnBr 2、SnI 2です。すべて高分子固体です。これらの8つの化合物のうち、ヨウ化物のみが着色しています。[ 47 ]

塩化スズ(II)（塩化スズとも呼ばれる）は、最も重要な市販のハロゲン化スズです。このような化合物の生成経路を示すと、塩素はスズ金属と反応してSnCl 4を生成しますが、塩酸とスズの反応ではSnClが生成されます
2と水素ガス。あるいは、SnCl₄とSnは、均化と呼ばれるプロセスによって塩化スズ（II）に結合します。 [ 48 ]

SnCl₄ + Sn → 2 SnCl
2

スズは多くの酸化物、硫化物、およびその他のカルコゲニド誘導体を形成できます。二酸化物SnO
2（スズ石）は、スズを空気中で加熱すると形成されます。[ 47 ] SnO
2は両性であり、酸性溶液と塩基性溶液の両方に溶解します。[ 49 ] K
[ Sn(OH)₅
2] 2−スズ酸塩も知られていますが、遊離スズ酸H
[ Sn(OH)は不明です。[
2] 2−スズ酸塩も知られていますが、遊離スズ酸H
[ Sn(OH)スズの硫化物は、+2と+4の両方の酸化状態で存在します。硫化スズ(II)と

固体塩化スズ（SnCl ）の構造の球棒モデル

） [ 50 ]
2水素化物

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4
4有機スズ化合物

Organotin compounds

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有機スズ化合物は、スタンナンとも呼ばれ、スズ-炭素結合を持つ化合物です。 [ 52 ]スズ化合物の中で、有機誘導体が商業的に最も有用です。[ 53 ]一部の有機スズ化合物は非常に毒性が高く、殺生物剤として使用されてきました。最初に報告された有機スズ化合物は、 1849年にエドワード・フランクランドによって報告されたジエチルスズジヨージド（(C 2 H 5 ) 2 SnI 2 ）でした。 [ 54 ]

ほとんどの有機スズ化合物は、空気と水に対して安定な無色の液体または固体です。それらは四面体構造をとります。テトラアルキルスズ化合物とテトラアリールスズ化合物は、グリニャール試薬を用いて調製できます。[ 53 ]

SnCl
4+ 4 RMgBr → R
4Sn + 4 MgBrCl

テトラオルガノ誘導体よりも一般的で商業的に重要な混合ハロゲン化アルキルは、再分配反応によって製造されます。

SnCl
4+ R
4Sn → 2 SnCl
2R 2

二価有機スズ化合物は一般的ではありませんが、関連する二価有機ゲルマニウム化合物や有機ケイ素化合物よりも一般的です。Sn(II)が享受するより大きな安定化は、「不活性電子対効果」に起因します。有機スズ(II)化合物には、スタニレン（式：R 2 Sn、一重項カルベンに見られる）とジスタニレン（R 4 Sn 2 ）の両方が含まれ、これらはアルケンとほぼ同等です。どちらのクラスも珍しい反応を示します。[ 55 ]

産出

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参照：カテゴリ：スズ鉱物
スズの主要鉱石であるスズ石のサンプル

スズは、低質量から中質量の星（太陽の0.6倍から10倍の質量）における長いs過程を経て生成され、最終的にはインジウムの重い同位体のベータ崩壊によって生成されます。[ 56 ]

スズは地球の地殻で49番目に豊富な元素で、 亜鉛の75ppm、銅の50ppm、鉛の14ppmと比較して2ppmです。[ 57 ]

スズは天然元素として存在せず、様々な鉱石から抽出する必要があります。スズ石（SnO
2錫鉱（スズこう）は商業的に重要な唯一の錫の供給源ですが、少量の錫はスズ鉱、円筒鉱、フランカイト、カンフィールダイト、ティーライトなどの複合硫化物から回収されています。錫を含む鉱物はほとんどの場合花崗岩に伴っており、通常、酸化スズ含有量は1%程度です。[ 58 ]

二酸化スズは比重が高いため、採掘される錫の約80%は一次鉱脈の下流にある二次鉱床から採掘されます。錫は、過去に下流に流され、谷や海に堆積した顆粒から回収されることがよくあります。錫を採掘する最も経済的な方法は、浚渫、水圧採掘、または露天掘りです。世界の錫の大部分は砂鉱床から生産されており、その錫含有量はわずか0.015%です。[ 59 ]

世界の錫鉱山埋蔵量（トン、2011年）[ 60 ]
国埋蔵量
中国150万
マレーシア25万​​
ペルー31万
インドネシア80万
ブラジル59万
ボリビア40万
ロシア35万
オーストラリア18万
タイ17万
  その他18万
  合計480万
経済的に回収可能な錫埋蔵量[ 58 ]
年百万トン
196542億6500万
197039億3000万
197590億6000万
198091億0000万
198530億6000万
19907,100
20007,100 [ 60 ]
20105,200 [ 60 ]

2011年には約25万3000トンの錫が採掘され、そのほとんどは中国（11万トン）、インドネシア（5万1000トン）、ペルー（3万4600トン）、ボリビア（2万700トン）、ブラジル（1万2000トン）で採掘されました。[ 60 ]錫の生産量の推定値は、歴史的に市場や採掘技術によって変動してきました。現在の消費量と技術では、地球上の採掘可能な錫は40年以内に枯渇すると推定されています。[ 61 ] 2006年、レスター・ブラウンは、年間2%の成長率という控えめな見積もりに基づき、錫は20年以内に枯渇する可能性があると示唆しました。[ 62 ]

スクラップ錫は重要な金属源です。2019年現在、リサイクルによる錫の回収量は急速に増加しています。[ 63 ]アメリカ合衆国は錫の採掘（1993年以降）も製錬（1989年以降）も行っていませんが、最大の二次生産国であり、2006年には約14,000トンをリサイクルしました。[ 60 ]

モンゴルで新たな鉱床が報告されており、[ 64 ] 2009年にはコロンビアで新たな錫の鉱床が発見されました。[ 65 ]

生産

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錫は、炭素またはコークスを用いた酸化鉱石の炭素熱還元によって生産されます。反射炉と電気炉の両方が使用できます。[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]

SnO 2 + Cアーク炉→Sn + CO 2 ↑

採掘と製錬

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主要記事：錫採掘

産業

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詳細情報：錫生産国一覧

2007年には、世界の錫の大部分を10大錫生産会社が生産しました。[要出典]

世界の錫の大部分は、8カ国から17のブランドでLMEで取引されています。[ 69 ]

最大の錫生産会社（トン）[ 70 ]
会社政治2006年2007年2017年[ 71 ]2006～2017年の
変化率
雲南錫中国52,33961,12974,50042.3
PTティマインドネシア44,68958,32530,200−32.4
マレーシア製錬会社マレーシア22,85025,47127,20019.0
雲南省澄豊中国21,76518,00026,80023.1
ミンスールペルー40,97735,94018,000−56.1
EMヴィントボリビア11,8049,44812,6006.7
広西チワン族自治区錫中国//11,500/
タイサルコタイ27,82819,82610,600−61.9
メタロ・ケミックベルギー8,0498,3729,70020.5
ゲジュー・ジ・リー中国//8,700/

国際錫評議会は錫の価格を統制するために1947年に設立されました。1985年に崩壊しました。1984年には、オーストラリア、ボリビア、インドネシア、マレーシア、ナイジェリア、タイ、ザイールが加盟する錫生産国連合が設立されました。[ 72 ]

価格と為替レート

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錫の世界生産量と価格（米国為替レート）

錫は、1921年に遡る生産国と消費国間の複雑な協定によって、鉱物資源の中でも独特な存在となっています。それ以前の協定はやや非公式なものが多く、1956年には「第一次国際錫協定」が締結されました。これは1985年に事実上崩壊した一連の協定の最初のものでした。これらの協定を通じて、国際錫理事会（ITC）は錫価格に大きな影響を与えました。ITCは、錫価格が低い時期には緩衝備蓄用に錫を購入することで錫価格を支え、価格が高い時期には備蓄から売却することで価格を抑制することができました。これは反自由市場のアプローチであり、消費国への十分な錫の流れと生産国の利益を確保することを目的としていました。しかし、緩衝備蓄は十分な量ではなく、この29年間のほとんどの期間、錫価格は上昇し、特に1973年から1980年にかけては、多くの世界経済が猛烈なインフレに見舞われ、時には急激に上昇しました。[ 73 ]

1970年代後半から1980年代初頭にかけて、米国は歴史的に高騰していた錫価格を活かすため、戦略的錫備蓄を削減しました。 1981年から1982年の不況は錫産業に打撃を与え、錫の消費量は劇的に減少しました。ITCは緩衝備蓄のための買い増しを加速させることで、深刻な減少を回避できましたが、この活動には多額の借入が必要でした。ITCは1985年後半に信用限度に達するまで借入を続けました。直後に大規模な「錫危機」が発生し、錫はロンドン金属取引所（LME）から約3年間上場廃止されました。ITCはその後まもなく解散し、自由市場環境となった錫の価格は1ポンドあたり4ドルまで下落し、1990年代を通じてその水準で推移しました[ 73 ] 。 2008年の金融危機と世界不況後の消費の回復に伴い、錫の買い増しと消費の継続的な増加により、2010年には価格が再び上昇しました[ 60 ]。

2008～2022年の錫価格
参照：2020年代のコモディティブーム

ロンドン金属取引所（LME）は錫の主要取引場所です。[ 60 ]その他の錫契約市場としては、クアラルンプール錫市場（KLTM）とインドネシア錫取引所（INATIN）があります。[ 74 ]

2021年の世界的なサプライチェーン危機に関連する要因により、錫価格は2020～21年にかけてほぼ2倍になり、30年以上で最大の年間上昇率を記録しました。COVID -19パンデミックにより世界の製造業が混乱したため、2020年の世界の精製錫消費量は1.6%減少しました。[ 75 ]

用途

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2006年の精製錫の最終用途別世界消費量

In 2018, just under half of all tin produced was used in solder. The rest was divided between tin plating, tin chemicals, brass and bronze alloys, and niche uses. [ 76 ]

Pigments

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Pigment Yellow 38, tin(IV) sulfide , is known as mosaic gold . [ 77 ]

Purple of Cassius , Pigment Red 109, a hydrous double stannate of gold , was mainly, in terms of painting, restricted to miniatures due to its high cost. It was widely used to make cranberry glass . It has also been used in the arts to stain porcelain . [ 78 ]

鉛錫黄（錫酸塩とケイ酸塩の2種類の黄色の形態で存在する）は、歴史的に油絵において非常に重要な顔料であり、ケイ酸塩の形態ではフレスコ画にも使用されていた。 [ 79 ]鉛錫酸塩はオレンジ色の形態でも知られているが、美術分野では広く用いられていない。専門の画家向け供給業者から顔料の形で購入できる。芸術的用途と入手性の観点から、鉛錫黄にはもう一つ、あまり一般的ではない形態があり、鉛錫アンチモン黄として知られている。[要出典]

セルリアンブルーは、化学的にはスズ酸コバルトとして知られる、やや鈍いシアン色で、今もなお重要な画家たちの顔料です。その色合いはマンガンブルー（ピグメントブルー33）に似ていますが、マンガンブルーほど鮮やかではなく、より不透明です。[ 80 ]マンガンブルー顔料の工業生産は1970年代に停止したため、画家は通常、スズ酸コバルトとフタロシアニンブルーグリーン（ピグメントブルー15:3）で作られたマンガンブルーの模造品のどちらかを選択する必要があります。[ 81 ]しかし、スズ酸コバルトで作られたセルリアンブルーは、マンガンブルーが生産される以前は画家たちに人気がありました。[ 82 ] [ 83 ]

ピグメントレッド233は、一般的にピンクカラーまたはポッターズピンクと呼ばれ、より正確にはクロームティンピンクスフェーンと呼ばれ、水彩画において歴史的に重要な顔料です。[ 84 ]しかし、インターネットの口コミにより人気が大きく復活しました。油絵具と水彩絵具の両方で、完全に耐光性があり化学的に安定しています。焼成によって生成されるその他の無機混合金属錯体顔料は、多くの場合、スズを成分として含んでいます。これらの顔料は、耐光性、耐候性、化学的安定性、無毒性、不透明性で知られています。多くは色彩の点ではやや地味です。しかし、中程度以上の量を必要とする用途では競争力のあるほど色彩豊かなものもあります。他の品質で評価されているものもあります。たとえば、ピンクカラーは彩度が低いにもかかわらず、粒状感が強いため多くの水彩画家に選ばれています。最近、NTPイエロー（パイロクロア）が鉛（II）クロム酸の無毒な代替品として市場に投入されました。これは、提案されている有機鉛クロム酸代替顔料よりも優れた不透明性、耐光性、耐候性を備えています。[ 85 ] NTPイエローは、これらの現代の無機混合金属錯体顔料の中で最も高い色の彩度を持っています。このグループの例としては、ピグメントイエロー158（スズバナジウムイエロースズ石）[ 86 ]ピグメントイエロー216（ソラプレックスイエロー）[ 87 ]ピグメントイエロー219（チタン 亜鉛 アンチモンスズ酸塩）[ 88 ]ピグメントオレンジ82（スズチタン亜鉛酸化物、シコパルオレンジとしても知られる）[ 89 ]ピグメントレッド121（スズバイオレット、スズ酸クロムとしても知られる）[ 90 ]ピグメントレッド230（クロムアルミナピンクコランダム）[ 91 ]ピグメントレッド236（クロムスズオーキッドスズ石） [ 92 ]およびピグメントブラック23（スズアンチモングレースズ石）がある。[ 93 ]スズとコバルトを含む別の青色顔料は、ピグメントブルー81、コバルトスズアルミナブルースピネルである。[引用が必要]

ピグメントホワイト15、酸化スズ(IV)は、その虹彩のために、最も一般的には陶磁器の釉薬として使用されています。[ 94 ]芸術家によって使用された緑色の顔料の中に、スズを成分として含むものはなく、スズを含む紫がかった顔料は、カラーインデックスインターナショナルによると赤色に分類されています。[要出典]

はんだ

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鉛フリーはんだ線のコイル

スズは、鉛との合金で、5～70% w/wの量で、はんだとして長い間使用されてきました。スズと鉛は、重量比でスズ61.9%、鉛38.1%（原子比：スズ73.9%、鉛26.1%）の共晶混合物を形成し、融点は183℃（361.4°F）です。このようなはんだは、主にパイプや電気回路の接合に使用されます欧州連合の廃電気電子機器指令（WEEE指令）および有害物質使用制限指令が2006年7月1日に発効して以来、このような合金中の鉛含有量は減少しています。鉛への曝露は深刻な健康問題と関連していますが、鉛フリーはんだには、融点の上昇や、電気的問題を引き起こす錫ウィスカーの形成など、課題がないわけではありません。鉛フリーはんだでは錫ペストが発生し、はんだ接合部の損失につながる可能性があります。代替合金は見つかっていますが、接合部の完全性に関する問題は依然として残っています。[ 95 ]一般的な鉛フリー合金は、錫99%、銅0.7%、銀0.3%で構成され、融点は217℃（422.6°F）です。[ 96 ]

錫めっき

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缶から錫めっきされた金属

錫は鉄と容易に結合し、鉛、亜鉛、鋼鉄の腐食防止コーティングに使用されます。錫メッキ（または錫メッキ）された鋼鉄容器は食品保存に広く使用されており、金属錫市場の大部分を占めています。食品保存用のブリキ缶は1812年にロンドンで初めて製造されました。[ 97 ]イギリス英語ではこのような容器を「tins」と呼び、アメリカ英語では「cans 」または「tin cans」と呼びます。このような用法の派生語の一つに、オーストラリアで「ビール缶」を意味する俗語「tinnie 」または「tinny」があります。ティンホイッスルがこのように呼ばれるのは、最初に錫メッキ鋼で大量生産されたためです。[ 98 ] [ 99 ]

鍋やフライパンなどの銅製調理器具は、酸性の食品に銅製調理器具を使用すると有毒になる可能性があるため、電気メッキまたは伝統的な化学的方法によって薄い錫メッキが施されることがよくあります。[ 100 ] [ 101 ]

特殊合金

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ピューター板
錫板を扱う職人

錫は他の元素と組み合わせることで、多種多様な有用な合金を形成します。錫は銅と最も一般的に合金化されます。ピューターは85～99%が錫で[ 102 ]、軸受金属にも錫の含有量が多く含まれています[ 103 ] [ 104 ] 。青銅は主に銅で、12%が錫ですが、リンを加えるとリン青銅になります。ベルメタルも銅と錫の合金で、22%の錫を含みます。錫は硬貨に使用されることもあり、かつてはアメリカ[ 105 ]とカナダ[ 106 ]のペニー硬貨 に1桁の割合（通常5%以下）で使用されていました

ニオブ-スズ化合物Nb3Snは、高い臨界温度（18K）と臨界磁場（25T  ）を有するため、超伝導磁石のコイルに商業的に使用されています。わずか2kgの超伝導磁石で、数トンの従来の電磁石と同等の磁場を発生させることができます。[ 107 ]

核燃料の被覆管用ジルコニウム合金には、少量のスズが添加されています。 [ 108 ]

パイプオルガンの金属パイプのほとんどは錫と鉛の合金でできており、最も一般的な組成は50/50です。錫は望ましい音色の共鳴を持つため、パイプ内の錫の割合によってパイプの音色が決まります。錫/鉛合金が冷えると、最初に鉛相が固化し、共晶温度に達すると、残った液体が層状の錫/鉛共晶構造を形成します。この構造は光沢があり、鉛相とのコントラストによってまだら模様や斑点模様が生まれます。この金属合金は斑点金属と呼ばれます。パイプに錫を使用する主な利点は、外観、加工性、耐腐食性などです。[ 109 ] [ 110 ]

化学薬品の製造

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スズ化合物は、PVCの安定剤や工業プロセス用触媒など、様々な化学物質の製造に使用されています。インゴット状のスズは、これらの化学反応に必要な原料を提供し、一貫した品質と性能を保証します。[要出典]

オプトエレクトロニクス

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インジウムとスズの酸化物は導電性と透明性を備えており、液晶ディスプレイなどのオプトエレクトロニクスデバイスに応用される透明導電フィルムの製造に使用されます。[ 111 ]

その他の用途

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打ち抜きスズで作られた21世紀の復刻納屋のランタン

穴あきブリキとも呼ばれる、打ち抜き錫メッキ鋼は、中央ヨーロッパ発祥の、機能的かつ装飾的な家庭用品を作るための職人技です。装飾的な穴あきデザインは、地元の伝統と職人によって多種多様です。穴あきデザインを通して輝くろうそくの光は、置かれた部屋に装飾的な光の模様を作り出します。ランタンやその他の穴あきブリキ製品は、新世界でヨーロッパ人が最初に入植した頃から作られてきました。よく知られている例としては、ポール・リビアにちなんで名付けられたリビア・ランタンがあります。[ 112 ]

アメリカでは、冷蔵技術が普及する以前から、パイセーフやフードセーフが使われていました。これらは様々なスタイルとサイズの木製の食器棚で、床置き式または吊り下げ式のものがあり、害虫や昆虫の侵入を防ぎ、腐りやすい食品の埃を防ぐことを目的としていました。これらの食器棚の扉、そして時には側面には、住宅所有者、家具職人、またはブリキ職人によって様々なデザインに打ち抜かれたブリキのインサートが付いており、空気の循環を確保しながらハエを寄せ付けないようにしていました。これらの製品の現代版は、北米で今でも人気があります。[ 113 ]

窓ガラスは、ほとんどの場合、溶けたガラスを溶けたスズの上に浮かべて作られます（フロートガラス）。その結果、平らで傷のない表面が生まれます。これは「ピルキントン法」とも呼ばれます。[ 114 ]

スズは、先進的なリチウムイオン電池の負極として使用されています。スズの表面の一部が、リチウムイオン電池に使用されている炭酸塩ベースの電解質の分解を触媒するという事実により、その用途はいくらか制限されています。[ 115 ]

フッ化スズ(II)は、フッ化スズ(SnF 2 )として一部の歯科ケア製品に添加されています[ 116 ] 。フッ化スズ(II)はカルシウム研磨剤と混合できますが、より一般的なフッ化ナトリウムはカルシウム化合物の存在下で徐々に生物学的に不活性になります [117]。また、歯肉炎の抑制においてフッ化ナトリウムよりも効果的であることが示されています[ 118 ]。

スズは、極端紫外線リソグラフィーの光源として機能するレーザー誘起プラズマを生成するためのターゲットとして使用されます[ 119 ]。

有機スズ化合物

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主要記事：有機スズ化学

有機スズ化合物は、スズ-炭素結合を含む有機金属化合物です。有機スズ化合物の世界的な工業生産量は5万トンを超えると推定されます[ 120 ]。

PVC安定剤

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有機スズ化合物の主な商業用途は、 PVCプラスチックの安定化です。このような安定剤がなければ、PVCは熱、光、大気中の酸素の影響で急速に劣化し、変色した脆い製品になります。スズは不安定な塩化物イオン（Cl -）を捕捉し、そうでなければプラスチック材料からHClを除去します。[ 121 ]典型的なスズ化合物は、ジブチルスズジラウレートなどのジブチルスズジクロリドのカルボン酸誘導体です。[ 122 ]

殺生物剤

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一部の有機スズ化合物は比較的毒性が強く、利点と問題点の両方がある。これらは殺菌剤、殺虫剤、殺藻剤、木材防腐剤、防汚剤としての殺生物作用を目的に使用されている。[ 121 ]トリブチルスズ酸化物は木材防腐剤として使用されている。[ 123 ]トリブチルスズは、製紙工場のスライム制御や循環型産業冷却水の消毒など、さまざまな産業用途に使用されている。[ 124 ]トリブチルスズは、船舶の汚損生物の増殖を防ぐための船舶塗料の添加剤として使用されていたが、有機スズ化合物が一部の海洋生物（例えばイヌタデ）に対して高い毒性を持つ残留性有機汚染物質であることが判明して以降、その使用は減少している。 [ 125 ] EUは2003年に有機スズ化合物の使用を禁止しましたが、[ 126 ]これらの化合物の海洋生物への毒性と一部の海洋種の繁殖と成長への損害に対する懸念から[ 121 ] （一部の報告では、1リットルあたり1ナノグラムの濃度で海洋生物に生物学的影響があると述べています）国際海事機関（IMO）は世界中で禁止しました。[ 127 ]現在、多くの国が長さ25メートル（82フィート）を超える船舶で有機スズ化合物の使用を制限しています。[ 121 ]水生環境でのトリブチルスズの残留性は、生態系の性質に依存しています。[ 128 ]この残留性と船舶塗料の添加剤としての使用のために、海軍ドック付近の海洋堆積物で高濃度のトリブチルスズが見つかりました。[ 129 ]トリブチルスズは新腹足類のインポセックスのバイオマーカーとして使われており、少なくとも82種が知られている。[ 130 ]船舶輸送の影響で沿岸域のTBT濃度が高くなり、貝類に悪影響を与えた。[ 128 ]インポセックスとは、雌に男性の性的特徴を植え付け、陰茎と精管を成長させることである。[ 130 ] [ 131 ] 高濃度のTBTは、哺乳類の内分泌腺、生殖系、中枢神経系、骨格、消化管に損傷を与える可能性があります。[ 131 ]トリブチルスズは、ラッコ、クジラ、イルカ、ヒトなどの哺乳類にも影響を与えます。[ 131 ]

有機化学

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いくつかのスズ試薬は有機化学で有用です。最も広く使用されているのは、塩化スズ（II）です。これは、ニトロ基とオキシム基をアミンに変換するための一般的な還元剤です。スティル反応は、有機スズ化合物と有機ハロゲン化物または擬似ハロゲン化物を結合させます。[ 132 ]

リチウムイオン電池

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主要記事：リチウムイオン電池

スズはリチウム金属と複数の金属間化合物を形成するため、電池用途において魅力的な材料となる可能性があります。リチウムとの合金化によるスズの大きな体積膨張と、低い電気化学電位におけるスズ-有機電解質界面の不安定性は、市販セルへの採用における最大の課題です。[ 133 ]コバルトと炭素を含むスズ金属間化合物は、ソニーが2000年代後半に発売したNexelionセルに採用されました。活物質の組成は、およそSn 0.3 Co 0.4 C 0.3です。研究によると、望ましくない電気化学的活性を引き起こすのは、正方晶（ベータ）Snの一部の結晶面のみであることが示されました。[ 134 ]

注意事項

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主要記事：スズ中毒

スズ金属、その酸化物、およびその塩による中毒の事例はほとんど知られていません。一方、特定の有機スズ化合物はシアン化物とほぼ同等の毒性があります。[ 53 ]

職場におけるスズへの曝露は、吸入、皮膚接触、眼接触によって起こる可能性があります。米国労働安全衛生局（OSHA）は、職場におけるスズ曝露の許容曝露限界を、1日8時間労働で2mg/m 3と設定しています。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、推奨曝露限界（REL）を1日8時間労働で2mg/m 3と定めました。100mg/m 3の濃度では、スズは生命と健康に直ちに危険をもたらします。[ 135 ]

参照

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注釈

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  1. ^ β-Snの熱膨張は異方性がある。各結晶軸のパラメータ（20℃）は、α a  = 16.19 × 10 -6 /K、α c  = 32.89 × 10 -6 /K、α average = α V /3 = 21.76 × 10 -6 /Kである。[ 3 ]
  2. ^ 水素、フッ素、リン、タリウム、キセノンのみが、天然存在比で同位体を含む試料に対してNMR分析をより容易に行うことができる。

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