スズ（元素記号Sn）は周期表第14族に位置する典型的なポスト遷移金属で、様々な化合物を形成する重要な元素です。その原子番号は50、主要な酸化数は+2と+4、そして興味深い同素体転移を示すことが知られています。本クイズでは、スズの基本的性質から特殊な化学的性質、さらには歴史的な重要性や工業的な応用まで、この多様な元素についての知識を問います。スズに関する深い理解を深めるのに役立つはずです。
Q1 : 自然界に存在するスズの安定同位体の数はおおよそいくつあるか？
スズは自然界に存在する同位体の数が非常に多い元素の一つで、安定同位体が約10種類存在します（例：112Sn、114Sn、115Sn、116Sn、117Sn、118Sn、119Sn、120Sn、122Sn、124Snなど）。この多様な同位体分布は元素の核子安定性に由来し、同位体比は鉱石や地球化学的プロセスの研究にも利用されます。
Q2 : 有機スズ化合物（オルガノスズ）の特徴として正しいものはどれか？
有機スズ化合物は一般に有機基とスズ原子が結合した化合物群で、その多くは生物学的活性が高く毒性を示します。例えばトリブチルスズ（TBT）は船底塗料の防汚剤として用いられましたが、環境毒性が深刻で規制・禁止されました。一部は塩ビの安定剤や触媒として有用ですが、環境・人体への影響から使用には厳しい管理が必要です。
Q3 : 無鉛はんだで一般的に用いられる代表的なスズ合金はどれか？
RoHS指令などの規制により鉛フリー化が進み、現在の電子部品接合で広く用いられているのはSn-Ag-Cu系合金（通称SAC合金）です。代表的組成はSn-3.0Ag-0.5Cuなどで、従来のSn-Pbはんだに比べて融点や機械的特性が異なります。他にもSn-CuやSn-Biなど特定用途向けの無鉛はんだがありますが、汎用性ではSACが主流です。
Q4 : 二酸化スズ（SnO2）の性質として適切なのはどれか？
二酸化スズ（SnO2）は広い禁止帯を持つ酸化物半導体で、一般にn型半導体として振る舞います。透明導電膜やガスセンサー、光触媒などに利用され、ドーピングや粒子構造により導電性が制御されます。水や一般的有機溶媒にはほとんど溶けず、強酸性というよりは酸・塩基に対して特定の反応性を示す不溶性の酸化物です。
Q5 : 古代において青銅（ブロンズ）を作る際の主要な添加元素で、銅に加えて合金を形成したのは何か？
青銅（ブロンズ）は主に銅を基礎としてスズを加えた合金であり、古代における金属器製作や武器・工具に広く利用されました。スズを数パーセントから数十パーセント加えることで硬さや鋳造性が向上し、銅単体よりも実用的な材料になります。亜鉛を加えたものは黄銅（真鍮）と呼ばれ、用途が異なります。青銅器時代という用語はこの合金の重要性を反映しています。
Q6 : スズ（純金属）の融点に最も近い値はどれか？
純粋なスズの融点は約231.93°C（およそ232°C）です。この融点は低温と高温の中間に位置し、はんだ材料としての応用や金属加工での扱いやすさに影響します。例えば鉛との合金（従来のはんだ）や、近年の無鉛はんだでもスズを主体とする組成が多く、融点や濡れ性を調整して電子部品の接合に利用されます。
Q7 : 『スズ病（tin pest）』が引き起こされる主な原因は何か？
『スズ病』とは、低温条件下で白色スズ（β-スズ）が灰色スズ（α-スズ）へと同素体転移を起こし、粉化して崩壊する現象を指します。これは化学的腐食ではなく結晶構造の相転移に伴うもので、温度や不純物の有無に影響されます。鉛やその他の添加元素は転移を抑制する働きがあり、歴史的には低温環境下でスズ製品が破損する原因として知られています。
Q8 : スズが示す主要な酸化数の組み合わせはどれか？
スズは化合物中で主に二価（＋2、スズ(II)、stannous）と四価（＋4、スズ(IV)、stannic）をとります。＋2は還元的でやや柔らかい塩を作り、代表例にSnOや塩化スズ(II)があり、＋4は酸化的で二酸化スズ(SnO2)や四塩化スズ(SnCl4)などになります。スズの酸化還元反応では＋2と＋4の間で不均化（disproportionation）が見られることもあります。
Q9 : スズの同素体で、13.2℃以下で安定になり脆くなることが知られるのはどれか？
スズには同素体が存在し、常温では金属光沢を持つ白色スズ（β-スズ、いわゆる錫）が安定ですが、約13.2℃以下に冷却されると非金属で脆い灰色スズ（α-スズ）に転移することがあります。この現象は「スズ病（tin pest）」と呼ばれ、体積膨張や粉化を伴い金属部品が崩壊する原因となります。鉛などの添加によりこの転移は抑制されます。
Q10 : スズ（元素記号Sn）の原子番号は何か？
スズ（英語名：tin）は元素記号Snで表され、周期表では第14族（旧表示：IVa族）に属する元素です。原子番号は50で、電子配置は[Kr]4d105s25p2となります。原子番号50という値は、鉛（82）や銀（47）などとは異なり、典型的なポスト遷移金属の配置を示します。元素としての化学的性質や同素体の存在はこの原子番号に基づく電子構造に由来します。
まとめ
いかがでしたか？ 今回はスズクイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回はスズクイズを出題しました。
ぜひ、ほかのクイズにも挑戦してみてください！
次回のクイズもお楽しみに。
