Tag Archives: układ okresowy pierwiastków
Cynkowce – 12. grupa układu okresowego pierwiastków
Występowanie cynkowców w przyrodzie
Zn cynk
Cd kadm
Hg rtęć
Cn kopernik
Cynk występuje naturalnie w postaci minerałów. Najważniejsze odmiany służą jednocześnie za źródło metalicznego cynku, który jest wytapiany z rud minerałów:
- sfaleryt, inaczej blenda cynkowa ZnS, regularna odmiana krystalograficzna
- wurcyt ZnS, heksagonalna odmiana krystalograficzna
- smitsonit ZnCO3, minerał stanowiący główny skład rud o nazwie galmany
Kadm występuje głównie w postaci minerału o nazwie grenokit CdS. Utrudnienie w wydobyciu kadmu stanowi fakt, że nie tworzy on samodzielnych rud, lecz towarzyszy innym. Przykładowo, towarzyszy większości rud minerałów cynkowych.
Rtęć występuje głównie w postaci minerału o nazwie cynober HgS, zawierającego w rudzie niewielkie ilości rtęci w stanie rodzimym.
Miedziowce – 11. grupa układu okresowego pierwiastków
Miedziowce, 11 grupa układu okresowego pierwiastków, należą do pierwiastków przydatnych człowiekowi, zarówno w budownictwie, przemyśle i chemii, jak i dla upiększania otoczenia.
Występowanie miedziowców w przyrodzie
Cu miedź – 0,0055 % = 26
Ag srebro – 4×10-6 %
Au złoto – 4×10-7 %
Rg roentgen
/% – zawartość pierwiastka w dostępnej badaniom części skorupy ziemskiej = miejsce pierwiastka pod względem rozpowszechnienia/
Miedź jest pierwiastkiem tworzącym różnego rodzaju minerały. Do najpopularniejszych należą minerały siarczkowe, tlenkowe, węglanowe i krzemianowe:
- chalkozyn Cu2S
- kowelin CuS
- chalkopiryt CuFeS2
- kupryt Cu2O
- malachit CuCO3 × Cu(OH)2
- azuryt 2CuCO3 × Cu(OH)2
Również srebro występuje w przyrodzie w dużej mierze jako minerały:
- argentyt Ag2S
- pirargiryt Ag3SbS3
- chlorargiryt AgCl
Czasem jednak występuje także jako srebro rodzime. Nie bez znaczenia są ilości występujące jako zanieczyszczenia rud innych metali, w tym ołowiu i miedzi.
Złoto nieco odbiega od profilu powyższych miedziowców występując głównie jako złoto rodzime. Występuje w postaci żył w skałach magmowych, oraz w znacznym rozdrobnieniu w złożach pirytów i innych minerałów siarczkowych. W tym przypadku jest niedostrzegalne pod mikroskopem, a jego wyizolowanie jest możliwe jedynie metodami chemicznymi.
Zastosowanie miedziowców
Miedziowce należą do grupy pierwiastków o dużym znaczeniu dla człowieka. Szczególne znaczenie posiada miedź.
Zastosowanie miedzi
Miedź posiada wiele przydatnych dla człowieka właściwości: dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, oraz przydatne właściwości mechaniczne tj. dobra kowalność i znaczna wytrzymałość na rozciąganie.
W obecnych czasach miedź znajduje ogromne znaczenie w budownictwie. Wytwarzane są z niej różnego typu instalacje, w tym elektryczne, gazowe i wodne. Przewody elektryczne wytwarzane są z czystej miedzi elektrolitycznej, dzięki czemu w świetny sposób przewodzi prąd. Blacha miedziana wykorzystywana jest jako pokrycia dachów czy w miejsce tradycyjnie wykorzystywanych płytek ceramicznych w kuchniach, jako ekrany kuchenne. Jej antybakteryjne działanie i piękny, ciepły wygląd powodują, że zyskuje na popularności jako materiał wykończeniowy we wnętrzach prywatnych i publicznych.
Miedź o mniejszej czystości niż miedź elektrolityczna służy do produkcji aparatury przemysłowej i chemicznej, kotłów czy aparatów destylacyjnych.
Miedź wykorzystywana jest nie tylko w postaci czystego metalu, ale także stopów z innymi metalami, np. brąz, mosiądz, czy konstantan.
czytaj więcej – stopy miedzi, minerały miedzi
Niklowce – 10. grupa układu okresowego pierwiastków
Niklowce, pierwiastki należące do 10 grupy układu okresowego pierwiastków, zaliczane są również do żelazowców (wg podziału na grupy główne i poboczne, niklowce należą do grupy VIII B).
Występowanie niklowców w przyrodzie
Ni nikiel
Pd pallad
Pt platyna
Ds darmsztadt
Nikiel tworzy pewną liczbę własnych minerałów:
- pentlandyt (FeNi)S
- chloantyt NiAs2
- gersdorfit NiAsS
- garnieryt
Kobaltowce – 9. grupa układu okresowego pierwiastków
Kobaltowce, pierwiastki należące do 9 grupy układu okresowego pierwiastków, zaliczane są również do żelazowców (wg podziału na grupy główne i poboczne, niklowce należą do grupy VIII B).
Występowanie kobaltowców w przyrodzie
Co kobalt
Rh rod
Ir iryd
Mt meitne
Kobalt należy do pierwiastków występujących w wielu minerałach, w tym siarczkowych, arsenkowych, oraz tlenkowych żelaza, niklu i miedzi. Poza dodatkiem do tych rud, kobalt tworzy również własne minerały, w których gra główną rolę:
- smaltyn CoAs2
- kobaltyn CoAsS
Tytanowce – 4. grupa układu okresowego pierwiastków
Tytanowce, 4. grupa układu okresowego pierwiastków, są pierwiastkami popularnymi w naturze, jednak rozproszonymi i występującymi głównie jako zanieczyszczenia. Ich minerały są stosunkowo rzadkie w przyrodzie.
Ti tytan – 0,42 % = 10
Zr cyrkon – 0,020 % = 20
Hf hafn – 0,00045 %
Rf rutherford
/% – zawartość pierwiastka w dostępnej badaniom części skorupy ziemskiej = miejsce pierwiastka pod względem rozpowszechnienia/
Tytanowce występują naturalnie jako zanieczyszczenia innych minerałów, oraz w niewielkiej ilości jako rudy minerałów (większe skupiska własnych minerałów):
- ilmenit FeTiO3
- rutyl TiO2
- baddeleit ZrO2
- cyrkon ZrSiO4
Wyjątkiem jest tu hafn, który stanowi jedynie domieszki do innych minerałów, głównie cyrkonowych.
Zastosowanie tytanowców
Wśród tytanowców największe znaczenie dla człowieka posiadają tytan oraz cyrkon.
Tytan
Tytan jest pierwiastkiem o niewielkiej gęstości i dobrych właściwościach mechanicznych. Z tego względu stał się interesującym materiałem do budowy samolotów odrzutowych oraz rakiet kosmicznych.
Ferrotytan jest dodatkiem stopowym, który znacznie poprawia elastyczność i wytrzymałość stali. Wystarczającym dodatkiem są ilości mniejsze niż 0,1 % Ti w stali, przy czym ferrotytan zawiera do 25 % tytanu, pozostała część to żelazo. Ferrotytan otrzymuje się poprzez redukcję rutylu TiO2 w obecności żelaza Fe.
Helowce – 18. grupa układu okresowego pierwiastków
Helowce, gazy szlachetne, 18. grupa układu okresowego pierwiastków, występują w przyrodzie w nieznacznych ilościach, z czego najczęściej spotykany jest argon.
Helowce są gazami nie posiadającymi barwy ani zapachu. Występują w postaci atomowej, w przeciwieństwie do innych gazów, które spotykane są w postaci cząsteczkowej. Posiadają najniższą aktywność chemiczną, a dokładniej, są chemicznie bierne.
He hel
Ne neon
Ar argon
Kr krypton
Xe ksenon
Rn radon
(Uuo ununokt)
Zastosowanie helowców
Neon wykorzystywany jest w lampach jarzeniowych i przeciwmgielnych jako ich wypełnienie.
Ksenon stanowi wypełnienie żarówek ksenonowych, szeroko stosowanych jako reflektory samochodowe.
Krypton jest natomiast wykorzystywany jako wypełnienie żarówek o dużej mocy. W budownictwie stosowany jest jako wypełnienie szyb zespolonych.
Borowce – 13. grupa układu okresowego pierwiastków
Borowce, 13. grupa układu okresowego pierwiastków.
B bor
Al glin
Ga gal
In ind
Tl tal
Uut ununtri
Borowce są ciałami stałymi, przy czym pierwszy z grupy, czyli bor, jest niemetalem o czarnych kryształach, natomiast pozostałe są metalami o srebrzystobiałej barwie.
Reaktywność chemiczna borowców maleje w stosunku do berylowców, lecz podobnie rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka i charakterem metalicznym.
W związkach chemicznych berylowce tworzą kationy na III stopniu utlenienia, natomiast w przypadku talu to związki na I stopniu utlenienia wykazują większą trwałość.
Zastosowanie borowców
Stopy glinu, między innymi magnal i duraluminium wykorzystywane są na szeroką skalę w przemyśle samochodowym, okrętowym i lotniczym.
Berylowce – 2. grupa układu okresowego pierwiastków
Berylowce należą do 2. grupy układu okresowego pierwiastków. W środowisku naturalnym berylowce występują w postaci związków chemicznych. Ich wysoka reaktywność nie pozwala na występowanie w czystej postaci.
Be beryl
Mg magnez
Ca wapń
Sr stront
Ba bar
Ra rad
W stanie czystym berylowce są srebrzystobiałymi metalami, stosunkowo miękkimi, o niskich temperaturach topnienia i małej gęstości.
Wysoka aktywność chemiczna berylowców jest nieco niższa niż litowców, jednocześnie zwiększając się wraz ze wzrostem liczby atomowej. Reagują one łatwo z tlenem, niemetalami, wodą i kwasami.
W związkach chemicznych berylowce występują na II stopniu utlenienia.
Zastosowanie berylowców
Magnez i wapń są pierwiastkami istotnymi dla funkcjonowania organizmów żywych, uczestniczą w przewodzeniu impulsów nerwowych. Magnez reguluje procesy enzymatyczne, natomiast wapń stanowi główny składnik kości.
W przemyśle magnez wykorzystywany jest do produkcji lekkich stopów, z których wytwarzane są ramy rowerowe.
Litowce – 1. grupa układu okresowego pierwiastków
Litowce kwalifikuje się jako pierwiastki chemiczne należące do 1. grupy układu okresowego.
Li lit
Na sód
K potas
Rb rubid
Cs cez
Fr frans
Są to srebrzystobiałe i miękkie metale, które dają się swobodnie kroić nożem. Posiadają niewielkie gęstości oraz niskie temperatury topnienia. Z powodu swej dużej reaktywności w środowisku naturalnym nie są spotykane w czystej postaci, natomiast wyizolowane przetrzymuje się w nafcie bądź oleju parafinowym, z którymi nie reagują.
Reaktywność litowców wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastków. Dzięki niej łatwo reagują z tlenem, niemetalami, wodą i kwasami, tworząc kationy na I stopniu utlenienia.
Zastosowanie litowców
Sód i potas stanowią bardzo istotny element funkcjonowania organizmów żywych. Regulują gospodarkę wodną oraz przewodzenie impulsów nerwowych.
Cez stanowi katalizator dla reakcji polimeryzacji.
Złoto
Ceniony na całym niemal świecie pierwiastek. Upragniony wśród elit i zwykłych obywateli. Używany jako surowiec do produkcji biżuterii i zdobień, oraz jako lokata kapitału.
6
blok d
l.z.i. – 34(1)
Au
złoto
łac. aurum
MA = 196,96654 u
Z = 79
A =
t.t. = 1064,2 °C
t.w. = 2800 °C
p.a. = 144 pm
metaliczny
d – 19,30 g/cm³
st.u.: -I, +I, +III, +V
T1/2 = 4,2 ⋅ 1010 lat
metal przejściowy
amfoteryczny charakter tlenków
l.z.i – liczba znanych izotopów (trwałych)
t.t. – temperatura topnienia
t.w. – temperatura wrzenia
p.a. – promień atomu
d – gęstość
MA – względna masa atomowa
Z – liczba atomowa
A – liczba masowa
st.u. – stopnień utlenienia
T1/2 – okres półtrwania
Złoto nie jest cenne ze względu na swój wygląd w czystej postaci. Podobnie pięknych metali i jeszcze piękniejszych minerałów można znaleźć wiele. Jednak złoto jest rzadkie. Rzadkie, nie ulegające rdzewieniu i śniedzeniu. A więc pozostające w formie, w którą ubrała go Matka Natura lub sprawne ręce człowieka.
Pochodzenie
Złoto jest metalem, które mimo swojej rzadkości, często można znaleźć w czystej postaci – złoto rodzime. Wydobywane jest na całym świecie z głębokich pokładów. W mniejszych ilościach, jak to ilustrują filmy o Dzikim Zachodzie, bywa wypłukiwane z osadów rzecznych i strumieni.
Najbardziej znane, eksploatowane złoża złota istnieją w Kalifornii w Stanach Zjednoczonych. Do nieco mniej znanych należą złoża znajdujące się w Afryce Południowej, w prowincji Transval, w Klondike w Kanadzie, na Alasce, w Australii i na Uralu.
W Polsce złoto wydobywano w Złotym Stoku i Tatrach.
Równocześnie z wydobyciem złota rodzimego, kruszec ten uzyskuje się jako produkt uboczny obróbki rud miedzi czy ołowiu.
Złoto
- Barwa: jasnożółta do mosiężnozłotej
- Połysk: metaliczny
- Rysa: żółta
- Grupa: pierwiastki rodzime
- Układ krystalograficzny: regularny
- Postać: ziarna, regularne kryształy są rzadkie
- Symbol chemiczny: Au
- Twardość: 2,5 – 3
- Gęstość: 19,3; w stopie z innymi metalami 15,5
- Łupliwość: brak
- Przełam: haczykowaty
- Fluorescencja: brak
Właściwości złota
Złoto jest świetnym przewodnikiem elektryczności i ciepła. Jest odporne na korozję i nierozpuszczalne w kwasach, poza wodą królewską, czyli mieszaniną kwasu azotowego i solnego. Ulega rozpuszczeniu w rtęci, należy więc uważać, aby złota biżuteria nie miała z nią kontaktu.
Podobnie jak srebro, złoto jest pierwiastkiem miękkim, jednak prawie dwa razy cięższym (gęstość wynosi 19,3 g/cm3). Jest kowalne i ciągliwe, dzięki czemu można je łatwo formować.
Złoto rodzime, nie połączone z innymi pierwiastkami, najczęściej występuje w postaci ziarnistych i drzewiastych skupień. Bardzo często występuje łącznie z srebrem – domieszka srebra może wynosić od 2 do 20 %. Rzadziej zawiera domieszki platyny i miedzi.
Zastosowanie złota
- złota biżuteria – od łańcuszków, poprzez kolczyki, a skończywszy na spinkach do mankietów
- zdobienia, np. rzeźby, powierzchnie płaskorzeźb, oprawy książek
- lokata kapitału (sztabki) i metal monetarny
- cele tezauryzacyjne
- produkcja stopów szlachetnych
- protetyka dentystyczna
- aparatura chemiczna
- elektronika
Srebrna, złota lub platynowa biżuteria, to najcenniejsze formy wychodzące spod ręki jubilera.
