1912年,英国斯科特探险队的船只,在去南极的途中,因天气十分寒冷,可是用于取暖的煤油却漏光了,以致探险队员全部冻死在南极冰原.原来装煤油的铁桶是用锡焊接的,而锡却莫名其妙地化为了

Question

1912年,英国斯科特探险队的船只,在去南极的途中,因天气十分寒冷,可是用于取暖的煤油却漏光了,以致探险队员全部冻死在南极冰原.原来装煤油的铁桶是用锡焊接的,而锡却莫名其妙地化为了灰尘.1867年冬天,俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖,一夜之间不翼而飞,留下了泥土一样的灰色粉末.
请解释为什么锡会变成灰?

Answer 1

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.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：温度一降到零下,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.
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.