Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
ટીન (Sn) - ગુણધર્મો, પ્રતિક્રિયાઓ અને ઉપયોગો
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Tin - Sn - Group 14 - P-block elements - Chemical properties - JEE Chemistry - NEET Chemistry - CBSE Class 12 Chemistry
ટીન (Sn) એ p-બ્લોક તત્વ છે જે ઐતિહાસિક અને ઔદ્યોગિક રીતે ખૂબ જ સુસંગત છે. તેના લાક્ષણિક ગુણધર્મો, ખાસ કરીને તેનો ઉભયધર્મી સ્વભાવ અને બહુવિધ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં અસ્તિત્વ ધરાવવાની ક્ષમતા, તેને ઉચ્ચ શાળા રસાયણશાસ્ત્રની પરીક્ષાઓ માટે એક મહત્વપૂર્ણ વિષય બનાવે છે. તેની એપ્લિકેશનો રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સથી માંડીને આવશ્યક મિશ્રધાતુ ઘટકો સુધી વિસ્તરેલી છે.
CBSE/JEE ક્વિક રિવિઝન નોટ્સ
- પ્રતીક: Sn (લેટિન stannum પરથી)
- પરમાણુ ક્રમાંક (Z): 50
- પરમાણુ દળ: 118.71 u
- સમૂહ: 14 (કાર્બન કુટુંબ)
- આવર્ત: 5
- બ્લોક: p-બ્લોક
- સંયોજકતાઓ/સામાન્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ: +2, +4 (સમૂહ 14 માં હળવા તત્વો માટે સૌથી સ્થિર +4 છે, પરંતુ નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસરને કારણે Sn અને Pb માટે +2 વધુ પ્રભાવી બને છે).
- પ્રકૃતિ: નરમ, ચાંદી જેવી સફેદ ધાતુ. બહુરૂપતા દર્શાવે છે (સફેદ ટીન, ગ્રે ટીન, રોમ્બિક ટીન).
ઇલેક્ટ્રોન રચના અને બંધન વર્તન
- ઇલેક્ટ્રોનિક રચના:
[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p² - સામાન્ય રચના (સમૂહ 14):
ns² np² - ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ સમજાવેલ:
- +4 અવસ્થા: ચાર સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન (બે 5s અને બે 5p ઇલેક્ટ્રોન) ગુમાવીને પ્રાપ્ત થાય છે. આ અવસ્થા ટીનના ઘણા સંયોજનોમાં, ખાસ કરીને અત્યંત ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ તત્વો સાથે, વધુ સ્થિર હોય છે.
- +2 અવસ્થા: ફક્ત બે 5p ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને પ્રાપ્ત થાય છે.
5s²ઇલેક્ટ્રોન યુગ્મની બંધનમાં ભાગ લેવાની અનિચ્છાને નિષ્ક્રિય યુગ્મ અસર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે ટીન અને લેડ જેવા ભારે p-બ્લોક તત્વો માટે પ્રભાવી બને છે. આનાથી ટીન માટે +2 ઓક્સિડેશન અવસ્થા નોંધપાત્ર બને છે.
- બંધન: ટીન તેની +4 ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં મુખ્યત્વે સહસંયોજક સંયોજનો બનાવે છે (દા.ત., SnCl₄). તેના તત્વ સ્વરૂપમાં, તે ધાતુ બંધન ધરાવતી ધાતુ છે.
મુખ્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ
1. હવા/ઓક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયા
ટીન ગરમ થતા હવા અથવા ઓક્સિજનમાં બળીને ટીન(IV) ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
Sn(s) + O₂(g) → SnO₂(s)
2. એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયા
- મંદ બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ (દા.ત., HCl) સાથે: ટીન પ્રતિક્રિયા કરીને ટીન(II) ક્લોરાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે.
Sn(s) + 2HCl(aq) → SnCl₂(aq) + H₂(g) - સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે: ટીનનું ઓક્સિડેશન થઈને હાઇડ્રેટેડ ટીન(IV) ઓક્સાઇડ (મેટાસ્ટેનિક એસિડ) બને છે.
Sn(s) + 4HNO₃(conc) → H₂SnO₃(s) + 4NO₂(g) + H₂O(l) - મંદ નાઈટ્રિક એસિડ સાથે: ટીન(II) નાઈટ્રેટ અને નાઈટ્રિક ઑક્સાઇડ બનાવે છે.
3Sn(s) + 8HNO₃(dilute) → 3Sn(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l) - સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે: ટીન પ્રતિક્રિયા કરીને ટીન(II) સલ્ફેટ, સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને પાણી બનાવે છે.
Sn(s) + 2H₂SO₄(conc) → SnSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l)
3. હેલોજન સાથેની પ્રતિક્રિયા
ટીન હેલોજન સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા કરીને ટીન હેલાઇડ્સ બનાવે છે, જે સામાન્ય રીતે +4 ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં હોય છે.
Sn(s) + 2Cl₂(g) → SnCl₄(l)
4. આલ્કલીસ સાથેની પ્રતિક્રિયા (ઉભયધર્મી સ્વભાવ)
ટીન ઉભયધર્મી ધાતુ છે, જે મજબૂત બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સ્ટેનેટ્સ બનાવે છે.
- +2 ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં:
Sn(s) + 2NaOH(aq) + 2H₂O(l) → Na₂[Sn(OH)₄](aq) + H₂(g)(સોડિયમ ટેટ્રાહાઇડ્રોક્સોસ્ટેનેટ(II)) (વૈકલ્પિક રીતે, જૂના ગ્રંથોમાં:Sn + 2NaOH → Na₂SnO₂ + H₂સોડિયમ સ્ટેનાઇટ બનાવે છે) - +4 ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં (ટીન(IV) ઓક્સાઇડ):
SnO₂(s) + 2NaOH(aq) → Na₂SnO₃(aq) + H₂O(l)(સોડિયમ સ્ટેનેટ(IV))
5. મહત્વપૂર્ણ સંયોજનો અને તેમના ગુણધર્મો
- ટીન(II) ક્લોરાઇડ (SnCl₂):
- સ્ટેનસ ક્લોરાઇડ તરીકે ઓળખાય છે.
- +2 થી +4 અવસ્થામાં સરળતાથી ઓક્સિડેશન થવાને કારણે શક્તિશાળી રિડ્યુસિંગ એજન્ટ છે.
- ઉદાહરણ:
2FeCl₃(aq) + SnCl₂(aq) → 2FeCl₂(aq) + SnCl₄(aq) - ઓર્ગેનિક સંશ્લેષણમાં અને રંગાઈમાં મોર્ડેન્ટ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
- ટીન(IV) ઓક્સાઇડ (SnO₂):
- સ્ટેનિક ઓક્સાઇડ અથવા કેસિટેરાઈટ (ખનિજ સ્વરૂપ) તરીકે પણ ઓળખાય છે.
- ઉભયધર્મી ઓક્સાઇડ.
- સિરામિક્સ, ગ્લેઝ અને પોલિશિંગ એજન્ટ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
ઔદ્યોગિક અને જૈવિક મહત્વ
1. ઔદ્યોગિક મહત્વ
- ટીન પ્લેટિંગ: સ્ટીલ શીટ્સને કાટ લાગતો અટકાવવા માટે ટીનના પાતળા સ્તરથી કોટ કરવામાં આવે છે, જેનો ખોરાક અને પીણાના પેકેજિંગ માટે