12. grupa hemijskih elemenata

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Grupa 12 periodnog sistema
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
grupa 11 ←    → Borova grupa
Broj grupe po IUPAC 12
Ime elementa cinkova grupa
CAS broj grupe
(SAD, patern A-B-A)
 IIB
stari IUPAC broj
(Evropa, patern A-B)
 IIB
↓ Perioda
4
Slika: Zinc, fragment and sublimed 99.995%
Cink (Zn)
30 Prelazni metal
5
Slika: Cadmium, crystal bar 99.99%
Kadmijum (Cd)
48 Prelazni metal
6
Slika: Mercury, liquid
Živa (Hg)
80 Prelazni metal
7 Kopernicijum (Cn)
112 prelazni metal

Legenda

primordijalni element
sintetički element
Boja atomskog broja:
zeleno=tečnost, crno=čvrsta materija
Grupa 12
Perioda
4 30
 Zn 
5 48
 Cd 
6 80
 Hg 
7 112
 Cn 

12. grupa hemijskih elemenata je jedna od 18 grupa u periodnom sistemu elemenata prema IUPAC nomenklaturi.[1] U ovoj grupi se nalaze: cink, kadmijum, živa i kopernicijum.[2][3][4][5] Sva četiri elementa ove grupe su prelazni metali. Cink, kadmijum i živa se javljaju u prirodi dok je kopernicijum veštački dobijen. Atomske mase ovih elemenata kreću se između 65,41 i 285. Ova grupa nosi naziv i IIB grupa hemijskih elemenata.[6]

Fizička i atomska svojstva[uredi | uredi izvor]

Kao i druge grupe periodnog sistema, članovi grupe 12 pokazuju obrasce u svojoj elektronskoj konfiguraciji, posebno najudaljenije ljuske, što rezultira trendovima u njihovom hemijskom ponašanju:

Z Element Br. elektrona/ljuska
30 cink 2, 8, 18, 2
48 kadmijum 2, 8, 18, 18, 2
80 živa 2, 8, 18, 32, 18, 2
112 kopernicijum 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 (predviđeno)

Svei elementi grupe 12 su meki, dijamagnetni, dvovalentni metali. Oni imaju najniže tačke topljenja među svim prelaznim metalima.[7] cink je plavičasto-beo i sjajan,[8] iako većina uobičajenih komercijalnih metala ima bezizražajnu završnu obradu.[9] Cink se u nenaučnim kontekstima naziva i spelter.[10] Kadmijum je mekan, savitljiv, rastegljiv i plavičasto-bele boje. Živa je tečan, težak, srebrno-beli metal. To je jedini uobičajeni tečni metal na običnim temperaturama, a u poređenju sa drugim metalima, loš je provodnik toplote, ali je dobar provodnik električne energije.[11]

Donja tabela predstavlja rezime ključnih fizičkih svojstava elemenata grupe 12. Podaci za kopernicijum zasnovani su na relativističkim simulacijama teorije gustine i funkcionalnosti.[12]

Svojstva grupe 12 elemenata
Naziv Cink Kadmijum Živa Kopernicijum
Tačka topljenja 693 K (420 °C) 594 K (321 °C) 234 K (−39 °C) 283±11 K[12] (10 °C)
Tačka ključanja 1180 K (907 °C) 1040 K (767 °C) 630 K (357 °C) 340±10 K[12] (60 °C)
Gustina 7,14 g·cm−3 8,65 g·cm−3 13,534 g·cm−3 14,0 g·cm−3 [12]
Izgled srebrnasto plavičastosiv srebrno-siv srebrnasta ?
Atomski radijus 135 pm 155 pm 150 pm ? 147 pm

Cink je nešto manje gust od gvožđa i ima heksagonalnu kristalnu strukturu.[13] Ovaj metal je tvrd i lomljiv na većini temperatura, ali postaje savitljiv između 100—150 °C (212—302 °F).[8][9] Iznad 210 °C (410 °F), metal ponovo postaje lomljiv i može se usitniti mlaćenjem.[14] Cink je dobar provodnik električne struje.[8] Za metal, cink ima relativno niske tačke topljenja (419,5 °C, 787,1 °F) i tačke ključanja (907 °C, 1.665 °F).[7] Kadmijum je po mnogo čemu sličan cinku, ali stvara kompleksna jedinjenja.[15] Za razliku od drugih metala, kadmijum je otporan na koroziju i stoga se koristi kao zaštitni sloj tako što se nanosi na druge metale. Kao rasuti metal, kadmijum je nerastvorljiv u vodi i nije zapaljiv; međutim, u praškastom obliku može izgoreti i osloboditi otrovne pare.[16] Živa ima izuzetno nisku temperaturu topljenja za metal sa d-blokom. Potpuno objašnjenje ove činjenice zahteva duboko kvantno fizično razmatranje, ali se može sažeti na sledeći način: živa ima jedinstvenu elektronsku konfiguraciju gde elektroni ispunjavaju sve dostupne 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d i 6s podljuske. Kako se takva konfiguracija snažno opire uklanjanju elektrona, živa se ponaša slično elementima plemenitog gasa, koji stvaraju slabe veze i stoga se slično ophode i lako topljive čvrste materije. Stabilnost 6s ljuske je posledica prisustva ispunjene 4f ljuske. Ljuska f slabo ekranizuje nuklearni naboj koji povećava atraktivnu Kulonsku interakciju ljuske 6s i jezgra (vidi kontrakciju lantanida). Odsustvo ispunjene unutrašnje ljuske razlog je nešto veće temperature topljenja kadmijuma i cinka, iako se oba ova metala i dalje lako tope i uz to imaju neobično niske tačke ključanja. Zlato ima atome sa jednim 6s elektronom manje od žive. Ti elektroni se lakše uklanjaju i dele između atoma zlata formirajući relativno jake metalne veze.[17][18]

Cink, kadmijum i živa čine veliki raspon legura. Među onima koji sadrže cink, mesing je legura cinka i bakra. Ostali metali za koje se odavno zna da formiraju binarne legure sa cinkom su aluminijum, antimon, bizmut, zlato, gvožđe, olovo, živa, srebro, kalaj, magnezijum, kobalt, nikal, telur i natrijum.[10] Iako ni cink, ni cirkonijum nisu feromagnetni, njihova legura ZrZn
2 pokazuje feromagnetizam ispod 35 K.[8] Kadmijum se koristi u mnogim vrstama lemljenja i legura ležaja, zbog niskog koeficijenta trenja i otpornosti na zamor.[19] Takođe se nalazi u nekim od legura sa najnižim talištem, kao što je Vudov metal.[20] Pošto je tečnost, živa rastvara druge metale, a legure koje nastaju nazivaju se amalgami. Na primer, takvi amalgami su poznati sa zlatom, cinkom, natrijumom i mnogim drugim metalima. Pošto je gvožđe izuzetak, gvozdeni flaskovi su se tradicionalno koristile za trgovinu živom. Ostali metali koji ne stvaraju amalgame sa živom su tantal, volfram i platina. Natrijum amalgam je uobičajeno redukciono sredstvo u organskoj sintezi, a takođe se koristi u natrijumovim lampama pod visokim pritiskom. Živa se lako kombinuje sa aluminijumom i formira aluminijumski amalgam kada dva čista metala dođu u kontakt. Pošto amalgam reaguje sa vazduhom dajući aluminijum oksid, male količine žive nagrizaju aluminijum. Iz tog razloga, živa nije dozvoljena u avionima u većini okolnosti zbog opasnosti da formira amalgam sa izloženim aluminijumskim delovima aviona.[21]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Fluck, E. (1988). „New Notations in the Periodic Table” (PDF). Pure Appl. Chem. 60 (3): 431—436. S2CID 96704008. doi:10.1351/pac198860030431. Pristupljeno 24. 3. 2012. 
  2. ^ Greenwood & Earnshaw 1997.
  3. ^ Cotton et al. 1999.
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Eichler, R.; Aksenov, N. V.; Belozerov, A. V.; Bozhikov, G. A.; Chepigin, V. I.; Dmitriev, S. N.; Dressler, R.; Gäggeler, H. W.; Gorshkov, V. A.; Haenssler, F.; et al. (2007). „Chemical Characterization of Element 112”. Nature. 447 (7140): 72—75. Bibcode:2007Natur.447...72E. PMID 17476264. S2CID 4347419. doi:10.1038/nature05761. 
  6. ^ Simmons, L. M. (decembar 1947). „A modification of the periodic table”. Journal of Chemical Education. 24 (12): 588. Bibcode:1947JChEd..24..588S. doi:10.1021/ed024p588. 
  7. ^ a b „Zinc Metal Properties”. American Galvanizers Association. 2008. Arhivirano iz originala 21. 2. 2009. g. Pristupljeno 2009-02-15.  Arhivirano na sajtu Wayback Machine (21. februar 2009)
  8. ^ a b v g Lide, David R., ur. (2006). Handbook of Chemistry and Physics (87th izd.). Boca Raton, Florida: CRC Press, Taylor & Francis Group. str. 4—41. ISBN 978-0-8493-0487-3. 
  9. ^ a b Heiserman 1992, str. 123
  10. ^ a b Ingalls 1902, str. 142–6
  11. ^ Hammond, C. R The Elements in Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  12. ^ a b v g Mewes, Jan-Michael; Smits, Odile R.; Kresse, Georg; Schwerdtfeger, Peter (2019). „Copernicium: A Relativistic Noble Liquid”. Angewandte Chemie. 131 (50): 18132—18136. ISSN 1521-3757. doi:10.1002/ange.201906966 Slobodan pristup. 
  13. ^ Lehto 1968, str. 826.
  14. ^ Scoffern, John (1861). The Useful Metals and Their Alloys. Houlston and Wright. str. 591–603. Pristupljeno 2009-04-06. 
  15. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). „Cadmium”. Lehrbuch der Anorganischen Chemie (na jeziku: nemački) (91–100 izd.). Walter de Gruyter. str. 1056—1057. ISBN 978-3-11-007511-3. 
  16. ^ „Case Studies in Environmental Medicine (CSEM) Cadmium”. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Arhivirano iz originala 3. 2. 2011. g. Pristupljeno 30. 5. 2011. 
  17. ^ Norrby, L. J. (1991). „Why is mercury liquid? Or, why do relativistic effects not get into chemistry textbooks?”. Journal of Chemical Education. 68 (2): 110. Bibcode:1991JChEd..68..110N. doi:10.1021/ed068p110. 
  18. ^ „Why is mercury a liquid at STP?”. Pristupljeno 2009-07-07. 
  19. ^ Scoullos, Michael J.; Vonkeman, Gerrit H.; Thornton, Iain; Makuch, Zen (2001). Mercury, Cadmium, Lead: Handbook for Sustainable Heavy Metals Policy and Regulation. Springer. ISBN 978-1-4020-0224-3. 
  20. ^ Brady, George Stuart; Brady, George S.; Clauser, Henry R.; Vaccari, John A. (2002). Materials handbook: an encyclopedia for managers, technical professionals, purchasing and production managers, technicians, and supervisors. McGraw-Hill Professional. str. 425. ISBN 978-0-07-136076-0. 
  21. ^ Vargel, C.; Jacques, M.; Schmidt, M. P. (2004). Corrosion of Aluminium. Elsevier. str. 158. ISBN 978-0-08-044495-6. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

12. grupa hemijskih elemenata na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=12._група_хемијских_елемената&oldid=27549486”