锡元素有白锡、灰锡、脆锡三种同素异形体。在不同环境下,锡可以有不同的结晶状态。在室温和高于室温的条件下,最稳定的形态是白锡,白锡是一种可锻金属。

锡疫
当温度在13℃以下时,锡的结晶点阵就会重新排列,原子之间的空隙就会加大,形成一种新的结晶形态,即灰锡。灰锡就失去了金属特性而成为一种半导体。在不同结晶点阵之间的,接触处发生的内应力使金属锡碎裂成粉末。周围介质的温度愈低,晶体形态转变的速度就愈快。这种转变在零下33℃时速度最快:温度一降到13℃,白锡就失去光泽,变成暗灰色,最后碎裂成粉末。人们称这种现象为"锡疫"。附带要说明的是,未染上"锡疫"的锡板,一旦和有"锡疫"的锡板接触,也会产生灰色的斑点而逐渐"腐烂"掉。

预防锡疫的物质
科学家们已经找到了预防"锡疫"的物质,其中的一种就是铋。铋原子中有多余的电子可供锡的结晶点阵,使其状态稳定化,完全消除产生"锡疫"的可能性。

了解锡疫

经过
19世纪的一个冬天,俄国彼得堡的天气异常寒冷。彼得堡军用仓库管理员向军队发放了崭新的军大衣。官兵们接到这批军大衣后,发现所有的军大衣都没有纽扣。他们非常气愤,于是上告到沙皇那里。沙皇听了勃然大怒,下令要严惩监制军装的大臣。大臣哀求沙皇宽限他几天,以便进行调查。

大臣到了仓库,一看别的军装也都没有扣子。管理员告诉他,军装入库时是有扣子的。为什么军装在仓库里纽扣就消失了呢?大臣非常惊奇。他又仔细观察了一会儿,发现钉扣子的线没有割断的痕迹,只是在每个钉扣子的地方有一小堆灰色粉末。管理员告诉他,军装上原来钉的是锡做的纽扣。

"为什么锡扣子在仓库里变成灰色粉末了呢?"大臣百思不解,找到了彼得堡科学院,请他们给予解释。科学家们为这个问题搅尽了脑汁。后来,一位科学家跑到大臣那里,说他能解开这个谜。大臣半信半疑,就和科学家一起去拜见沙皇,说锡纽扣变成粉末是天冷冻的。沙皇不相信,非要科学家拿出证据不可。科学家要了一把锡酒壶放到花园里的一个石头桌子上。几天以后,科学家和大臣陪同沙皇一起到花园去观察锡壶。一看,锡壶仍旧放在那里,沙皇、大臣不约而同地怒视着科学家。科学家胸有成竹地走到锡壶跟前,轻轻地用手指一捅,锡酒壶就像沙子堆似的塌了下来,变成一堆粉末。科学家解释说,因为今年冬天天气特别冷,所以把军大衣上的锡纽扣和锡酒壶冻成锡粉末了。

锡疫

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