スズのソースを表示

{{redirect|錫|錫（しゃく）|錫杖}}
{{otheruses|元素・金属のスズ|その他の"スズ"|すず}}
{{Elementbox
|number=50
|symbol=Sn
|name=tin
|japanese name=スズ
|pronounce={{IPAc-en|ˈ|t|ɪ|n}}
|left=[[インジウム]]
|right=[[アンチモン]]
|above=[[ゲルマニウム|Ge]]
|below=[[鉛|Pb]]
|series=卑金属
|group=14
|period=5
|block=p
|image name= Sn-Alpha-Beta.jpg
|appearance=銀白色（左、βスズ）または灰色（右、αスズ）
|atomic mass=118.710
|electron configuration=&#91;[[クリプトン|Kr]]&#93; 4d<sup>10</sup> 5s<sup>2</sup> 5p<sup>2</sup>
|electrons per shell= 2, 8, 18, 18, 4
|phase=固体
|density gpcm3nrt=（βスズ）7.365
|density gpcm3nrt 2=（αスズ）5.769
|density gpcm3mp=6.99
|melting point K=505.08
|melting point C=231.93
|melting point F=449.47
|boiling point K=2875
|boiling point C=2602
|boiling point F=4716
|heat fusion=（βスズ）7.03
|heat vaporization=（βスズ）296.1
|heat capacity=（βスズ）27.112
|vapor pressure 1=1497
|vapor pressure 10=1657
|vapor pressure 100=1855
|vapor pressure 1 k=2107
|vapor pressure 10 k=2438
|vapor pressure 100 k=2893
|vapor pressure comment=
|crystal structure comment=[[立方晶]]（βスズ）、[[立方ダイヤモンド]]（αスズ）
|oxidation states='''4''', 2, -4（[[両性酸化物]]）
|electronegativity=1.96
|number of ionization energies=3
|1st ionization energy=708.6
|2nd ionization energy=1411.8
|3rd ionization energy=2943.0
|atomic radius=140
|covalent radius=139 ± 4
|Van der Waals radius=217
|magnetic ordering=（βスズ）[[常磁性]]、（αスズ）[[反磁性]]<ref>[http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds], in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press. </ref>
|electrical resistivity at 0=115 n
|thermal conductivity=66.8
|thermal expansion at 25=22.0
|speed of sound rod at r.t.=
|Young's modulus=50
|Shear modulus=18
|Bulk modulus=58
|Poisson ratio=0.36
|Mohs hardness=1.5
|Brinell hardness=51
|CAS number=7440-31-5
|isotopes=
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=112 | sym=Sn | na=0.97 % | n=62}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=114 | sym=Sn | na=0.66 % | n=64}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=115 | sym=Sn | na=0.34 % | n=65}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=116 | sym=Sn | na=14.54 % | n=66}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=117 | sym=Sn | na=7.68 % | n=67}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=118 | sym=Sn | na=24.22 % | n=68}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=119 | sym=Sn | na=8.59 % | n=69}}
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{{Elementbox_isotopes_stable | mn=122 | sym=Sn | na=4.63 % | n=72}}
{{Elementbox_isotopes_stable | mn=124 | sym=Sn | na=5.79 % | n=74}}
{{Elementbox_isotopes_decay | mn=126 | sym=Sn
 | na=[[微量放射性同位体|trace]] | hl=2.3 × 10<sup>5</sup> [[年|y]]
 | dm=[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]] | de=0.380 | pn=126 | ps=[[アンチモン|Sb]]}} 
|isotopes comment=
}}

'''スズ'''（錫、{{lang-en-short|Tin}}、{{lang-de-short|Zinn}}）とは、[[典型元素]]の中の[[炭素族元素]]に分類される[[金属]]で、[[原子番号]]50の[[元素]]である。[[錫石]]に含まれる。[[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。

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 {{℃}}以上）でγスズ（斜方スズ）、低温（13 {{℃}}以下）でαスズ（灰色スズ、{{要出典|範囲=[[バンドギャップ]]が約0.1 eVの半導体|date=2013年10月}}）となる。超伝導転移温度は3.72[[ケルビン|K]]。
<ref>{{cite journal|doi = 10.1016/S0031-8914(35)90114-8|title = The electrical resistance of cadmium, thallium and tin at low temperatures|year = 1935|last1 = Dehaas|first1 = W|last2 = Deboer|first2 = J|last3 = Vandenberg|first3 = G|journal = Physica|volume = 2|pages = 453|bibcode=1935Phy.....2..453D}}</ref>

金属スズを曲げると独特の音がするが、これは'''スズ鳴き''' ([[:w:Tin cry|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。

== 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[[鉛フリーはんだ|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 ([[酸化インジウムスズ|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。[[京都府|京都]]、[[大阪]]、[[鹿児島県|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[[酒器#日本|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。近年では、錫の軟らかい性質を利用した錫製品や作品が、富山県を中心に製造されている。

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。

<gallery caption="用途の例" perrow="2">
File:Inside of a tin platted can.jpg|錫鍍金した缶詰の鋼板
File:Pewterplate exb.jpg|ピューターの皿
File:Ex Lead freesolder.jpg|はんだ
File:Plainbearing.jpg|[[バビットメタル]]の軸受
</gallery>

== 化合物 ==
* [[塩化スズ]] (SnCl<sub>2</sub>, SnCl<sub>4</sub>)
* [[酸化スズ]] - 下記の三つが存在する
** [[酸化スズ(II)]] (SnO)
** [[酸化スズ(IV)]] (SnO<sub>2</sub>) - 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)]] (SnO<sub>3</sub>)
* [[硫化スズ]] (SnS, SnS<sub>2</sub>)
*[[フッ化スズ]](SnF<sub>2</sub>,SnF<sub>4</sub>)
*[[臭化スズ]](SnBr<sub>2</sub>,SnBr<sub>4</sub>)
*[[ヨウ化スズ]](SnI<sub>2</sub>,SnI<sub>4</sub>)
* [[有機スズ化合物]]（[[内分泌攪乱化学物質#研究の現状]] も参照）

== 同位体 ==
{{main|スズの同位体}}

スズには[[安定同位体]]の種類が比較的多いことが知られている。これは、スズの[[陽子]]の数が[[魔法数]]の1つである[[50]]だからだと説明されている。

== 毒性 ==
スズは人間や動物には容易に吸収されず、生体中における生物学的役割は知られていない。スズは金属や酸化物、塩類といった無機化合物の形では毒性が低いため食器や缶詰など広範囲に渡って利用されているが<ref name=Ullmann/>、缶詰内側の腐食などによって高濃度にスズが溶出した食品を摂取することによる急性中毒も発生している<ref name=HACCP>{{Cite web|title=HACCP関連情報データベース 1.4.スズ|url=http://www.shokusan.or.jp/haccp/hazardous/2_8_ziyukin.html#04|publisher=社団法人 食品産業センター|accessdate=2012-10-18}}</ref>。急性毒性の症状としては吐き気、嘔吐、下痢などがみられる<ref name=HACCP/>。例えば、日本の[[食品衛生法]]においてはスズの濃度は150 ppm以下とするよう定められており<ref name=HACCP/>、イギリスの食品基準局では缶詰食品中のスズ濃度の上限を200 ppmとしている<ref>{{cite web|url = http://www.eatwell.gov.uk/healthissues/factsbehindissues/tins/|title = Eat well, be well&nbsp;— Tin|publisher = Food Standards Agency|accessdate = 2012-10-18}}</ref>。2002年に英国食品基準局が行った調査では、調査対象となった食品の缶詰のうち99.5 %がスズの含有量の上限値を下回っており、基準値を超えていた缶詰に関しては販売差し止め措置が取られている<ref>{{cite web|url = http://www.food.gov.uk/multimedia/pdfs/fsis2902tin.pdf|title = Tin in canned fruit and vegetables (Number 29/02)|date = 2002-08-22|publisher = Food Standards Agency|accessdate = 2009-04-16|format = PDF}}</ref>。2003年のBlundenの報告では、過去25年間に100から200 ppmの濃度範囲ではスズの急性中毒の症例の報告がないことから、スズの急性中毒の閾値は200 ppmであることが示唆されるという見解が示されている<ref name="Blunden">{{cite journal|journal = Food and Chemical Toxicology|volume = 41|issue = 12|year = 2003|pages =1651–1662|doi = 10.1016/S0278-6915(03)00217-5|title = Tin in canned food: a review and understanding of occurrence and effect|first = Steve|last = Blunden|coauthors = Wallace, Tony|pmid = 14563390}}</ref>。また、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。

一方で、有機スズ化合物の毒性は無機スズ化合物の毒性よりもはるかに高く、その毒性は有機基によって異なるもののいくつかの有機スズ化合物は[[シアン化物]]と同程度の非常に強い毒性を有するものもある<ref name=Ullmann>G. G. Graf "Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH, Weinheim {{DOI|10.1002/14356007.a27_049}}</ref>。[[トリブチルスズ]]誘導体 (TBT)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ていたが、1970年代以降[[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などTBTの毒性が知られ始め、1982年にフランス政府がTBTを含む塗料を小型ボートに使用することを禁止したのをはじめとして各国で規制されるようになっていった<ref>{{Cite journal|url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu1962/32/6/32_6_405/_pdf|journal=化学と生物|volume=Vol.32|issue=No.6|year=1994|title=有機スズ化合物の生物毒性|accessdate=2012-10-22}}</ref>。例えば日本では[[化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律]]（化審法）によって第一種特定化学物質としてビス（トリブチルスズ）オキシドが規制対象となっており<ref>{{Cite web|title=第一種特定化学物質|url=http://www.env.go.jp/chemi/kagaku/kisei/class1.html|publisher=環境省|accessdate=2012-10-18}}</ref>、トリフェニルスズ誘導体やトリブチルスズ誘導体も第二種特定化学物質として規制対象となっている<ref>{{Cite web|title=第二種特定化学物質|url=http://www.env.go.jp/chemi/kagaku/kisei/class2.html|publisher=環境省|accessdate=2012-10-18}}</ref>。2001年には全ての船舶において有機スズ化合物を含んだ塗料の使用を禁止する[[船舶の有害な防汚方法の規則に関する国際条約]] (IMO条約)が[[国際海事機関]]によって採択され、2008年に25か国が批准したことによって発効した<ref>{{Cite web|url=http://www.fsc.go.jp/sonota/factsheets/f01_organotin_compound.pdf|title=食品安全委員会ファクトシート 有機スズ化合物（概要）|accessdate=2012-10-22}}</ref>。また、TBTは2009年に[[ロッテルダム条約]]（国際貿易の対象となる特定の有害な化学物質及び駆除剤についての事前のかつ情報に基づく同意の手続に関するロッテルダム条約、PIC条約）の規制対象物質リストである附属書Ⅲに追加され、TBTの国際貿易を行うには500 ppm以下の非意図的混入を除いて輸出申請を行わなければならないことが義務付けられている<ref>{{Cite web|url=http://www.teta.jp/t-environment.htm|title=有機スズ化合物に関する環境動向|publisher=スズ化合物環境技術協議会|accessdate=2012-10-22}}</ref>。

== 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 {{℃}}で変態するが、実際に反応が進むのは-10 {{℃}}の低温領域からであり、-45 {{℃}}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 {{℃}}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<ref name ="金属のおはなし">{{Cite book |和書 |last=大澤 |first=直 |title=金属のおはなし |origdate=2006年1月25日 |edition=第1版第1刷 |publisher=日本規格協会 |id=ISBN 4542902757 }}</ref>。

== 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<ref name ="金属のおはなし"/>。

[[File:TinOreUSGOV.jpg|thumb|right|none|スズ鉱石]]
== スズ鉱石 ==
スズの重要な[[鉱石鉱物]]は、[[錫石]] (SnO<sub>2</sub>) 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。

{{-}}

{|class="wikitable" align="right"
|+スズの産出量 (2006年、[[トン]])<ref>[http://nora.nerc.ac.uk/3260/2/FINAL_WMP_2002_2006_COMPLETE_WEB.pdf]</ref>
|-
| {{IDN}} || 117500
|-
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|-
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|-
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|-
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|-
| {{VNM}} || {{0}}{{0}}3500
|-
| {{MYS}} || {{0}}{{0}}2398
|-
| 世界計 || 321000
|}

== 原産地の変遷 ==
{{main|{{仮リンク|古代のスズ原産地と貿易|en|Tin sources and trade in ancient times}}}}

[[ブリタンニア|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・[[ロンドン金属取引所|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一つにすぎない。

現在の主なスズ産出国は[[インドネシア]]、[[中華人民共和国|中国]]などである。

== 脚注 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[錫石]]
* [[ハンダ]]
* [[青銅]]
* [[ピューター]]

== 外部リンク ==
* [http://www.nihs.go.jp/ICSC/icssj-c/icss1535c.html 国際化学物質安全性カード スズ] - [[国立医薬品食品衛生研究所]]

{{Commonscat|Tin}}

{{元素周期表}}
{{スズの化合物}}

{{DEFAULTSORT:すす}}
[[Category:スズ|*]]