11. група хемијских елемената

11. група хемијских елемената
Водоник Хелијум Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон група 10 ←    → група 12
Број групе по IUPAC 11 Име елемента бакрова група Тривијално име метали кованица CAS број групе (САД, патерн А-Б-А) IB стари IUPAC број (Европа, патерн А-Б) IB
↓ Периода
4	Бакар (Cu) 29 Прелазни метал
5	Сребро (Ag) 47 Прелазни метал
6	Злато (Au) 79 Прелазни метал
7	Рендгенијум (Rg) 111 непозната хемијска својства
Легенда примордијални елемент синтетички елемент Боја атомског броја: црна = чврста

Група	11
Периода
4	29 Cu
5	47 Ag
6	79 Au
7	111 Rg

Једанаеста група хемијских елемената, по модерној IUPAC номенклатури, једна је од 18 група хемијских елемената у периодном систему елемената. У овој групи се налазе: бакар (Cu), сребро (Ag), злато (Au) и рендгенијум (Rg). Сва четири елемента ове групе су прелазни метали (за четврти се још не зна сигурно). Бакар, сребро и злато се јављају у природи а рендгенијум је добијен вештачки. Атомске масе ових елемената крећу се између 63,546 u и 272 u. Ова група носи назив и IB група хемијских елемената.

Рендгенијум (Rg) се такође налази у овој групи у периодном систему, иако још нису спроведени хемијски експерименти који би потврдили да се понаша као тежи хомолог злата. Група 11 је такође позната и као кованични метал, због њихове употребе у прављењу кованица - док раст цена метала значи да се сребро и злато више не користе за оптицај валуте, остајући у употреби за полуге. Бакар се задржао као уобичајен метал у кованицама до данас, било у облику кованог метала или као део легуре бакра с никлом. Ови метали су највероватније били прва три откривена елемента. Бакар, сребро и злато природно се појављују у елементарном облику.

Историја

Сви елементи групе осим рендгенијума познати су од праисторије, јер се сви у природи појављују у металном облику и за њихову производњу није потребна екстракциона металургија.

Бакар је био познат и коришћен већ око 4000. године пре нове ере, а многи предмети, оружје и материјали направљени су од бакра.

Први докази о ископавању сребра датирају из периода око 3000. године пре нове ере, у Турској и Грчкој, према Краљевском хемијском друштву. Древни људи су чак смислили како да оплемене сребро.

Сматра се да је најранији забележени метал који су људи користили злато, које се може наћи слободно или „природно“. Мале количине природног злата пронађене су у шпанским пећинама коришћеним током касног палеолита, око 40.000 година пне. Златни артефакти су се први пут појавили на самом почетку прединастичког периода у Египту, крајем петог миленијума пне и почетком четвртог, а топљење се развило током 4. миленијума; златни артефакти појављују се у археологији Доње Месопотамије током раног 4. миленијума.

Рендгенихум је настао 1994. бомбардовањем атома никла-64 у бизмут-209 да би се добио рендгенијум-272.

Карактеристике

Као и друге групе, чланови ове породице показују обрасце у електронској конфигурацији, посебно у најудаљенијим љускама, што резултира трендовима у хемијском понашању, иако је рендгенијум вероватно изузетак:

Z	Елемент	Бр. електрона/љуска
29	бакар	2, 8, 18, 1
47	сребро	2, 8, 18, 18, 1
79	злато	2, 8, 18, 32, 18, 1
111	рендгенијујм	2, 8, 18, 32, 32, 18, 1 (предвиђено)

Сви елементи Групе 11 су релативно инертни, корозионо-резистентни метали. Бакар и злато су обојени.

Ови елементи имају ниску електричну отпорност тако да се користе за ожичавање. Бакар је најјефтинији и најчешће се користи. Спојне жице за интегрисана кола обично су златне. Сребрно и посребрено бакарно ожичење налази се у неким посебним видовима примене.

Појава

Бакар се у свом изворном облику налази у Чилеу, Кини, Мексику, Русији и САД. Различите природне руде бакра су: бакарни пирити (CuFeS₂), бакарни купит или рубински бакар (Cu₂O), холкозин (Cu₂S), малахит, (Cu(OH)₂CuCO₃) и азурит (Cu(OH)₂2CuCO₃).

Бакарни пирит је главна руда и даје скоро 76% светске производње бакра.

Продукција

Сребро се налази у изворном облику, као легура са златом (електрум), и у рудама које садрже сумпор, арсен, антимон или хлор. Руде укључују аргентит (Ag₂S), хлораргирит (AgCl) који укључује рожнато сребро и пираргирит (Ag₃SbS₃). Сребро се екстрахује Паркесовим поступком.

Примене

Ови метали, посебно сребро, имају необична својства која их чине неопходним за индустријску примену изван њихове новчане или украсне вредности. Сви су они одлични проводници електричне енергије. Најпроводљивији (по запремини) од свих метала су сребро, бакар и злато, тим редоследом. Сребро је такође топлотно проводан елемент и елемент који највише рефлектује светлост. Сребро такође има необично својство да је затамљење која настаје на сребру још увек високо проводљива.

Бакар се широко користи у електричним инсталацијама и спојевима. Златни контакти се понекад налазе у прецизној опреми због њихове способности да не кородирају. Сребро се широко користи у критичним апликацијама као електрични контакти, а такође се користи и у фотографији (јер се сребрни нитрат претвара у метал при излагању светлости), пољопривреди, медицини, аудиофилима и научним апликацијама.

Злато, сребро и бакар су прилично меки метали, те се лако оштећују у свакодневној употреби као кованице. Племенити метал се такође лако може изгулити и истрошити употребом. У својим нумизматичким функцијама ови метали морају бити легирани с другим металима како би се кованицама омогућила већа издржљивост. Легура са другим металима чини настале новчиће тврђим, мање је вероватно да ће се деформисати и отпорнији су на хабање.

Златници: Златници се обично производе од 90% злата (нпр. америчке кованице пре 1933. године) или од 22 каратног (91,66%) злата (нпр. тренутни колекционарски новчићи и кругеранди), при чему преосталу тежину чини бакар и сребро у сваком случају. Златни од златних полуга се производе са 99,999% злата (у серији канадског златног јаворовог листа).

Сребрењаци: Сребрни новчићи се обично производе или као 90% сребра - у случају кованог новца од 1965. године у САД (који је био у оптицају у многим земљама), или стерлинг сребра (92,5%) кованица за Британски комонвелт пре 1920. године и другог сребрног новца, а бакар у сваком случају чини преосталу тежину. Стари европски новчићи обично су се производили са 83,5% сребра. Савремени сребрни полужни новчићи често се производе са чистоћом која варира између 99,9% и 99,999%.

Бакарни новчићи: Бакарни новчићи су често прилично високе чистоће, око 97%, и обично су легирани са малим количинама цинка и калаја.

Инфлација је довела до тога да номинална вредност кованица падне испод вредности валуте историјски коришћених метала. То је довело до тога да се већина модерних кованица прави од простих метала - бакарни никал (око 80:20, сребрне боје) је популаран, као и никл-месинг (бакар (75), никал (5) и цинк (20), злато у боји), манган-месинг (бакар, цинк, манган и никал), бронзани или једноставно обложени челик.

Биолошке улоге и токсичност

Бакар, иако токсичан у превеликим количинама, неопходан је за живот. Показано је да бакар има антимикробна својства што га чини корисним нпр. за израду болничких квака, као једног вида спречавања ширење болести. Познато је да конзумирање хране у бакарним посудама повећава ризик од токсичности бакра.

Елементарно злато и сребро немају познате токсичне ефекте нити биолошку употребу, иако соли злата могу бити токсичне за јетру и бубрежно ткиво. Као и бакар, сребро такође има антимикробна својства. Дуготрајна употреба препарата који садрже злато или сребро такође може довести до накупљања ових метала у телесном ткиву; исходи су иреверзибилни, али наизглед безопасни услови пигментације познати као хризијаза и аргирија.

Због тога што је краткотрајан и радиоактиван, рендгенијум нема биолошку употребу, али је вероватно изузетно штетан због своје радиоактивности.

Литература

• Ball, P. (2004). The Elements: A Very Short Introduction. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-284099-8. 
• Emsley, J. (2003). Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850340-8. 
• Gray, T. (2009). The Elements: A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. Black Dog & Leventhal Publishers Inc. ISBN 978-1-57912-814-2. 
• Scerri, E.R. (2007). The Periodic Table, Its Story and Its Significance. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-530573-9. 
• Strathern, P. (2000). Mendeleyev's Dream: The Quest for the Elements. Hamish Hamilton Ltd. ISBN 978-0-241-14065-9. 
• Kean, Sam (2011). The Disappearing Spoon: And Other True Tales of Madness, Love, and the History of the World from the Periodic Table of the Elements. Back Bay Books. 
• A.D. McNaught; A. Wilkinson. (1997). Blackwell Scientific Publications, Oxford, ур. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). ISBN 978-0-9678550-9-7. doi:10.1351/goldbook. 
• Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Sagaidak, R.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; et al. (2006). „Evidence for Dark Matter” (PDF). Physical Review C. 74 (4): 044602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602 . Архивирано из оригинала (PDF) 13. 02. 2021. г. Приступљено 10. 10. 2021. 
• lbl.gov (2005). „The Universe Adventure Hydrogen and Helium”. Lawrence Berkeley National Laboratory U.S. Department of Energy. Архивирано из оригинала 21. 9. 2013. г. CS1 одржавање: Формат датума (веза) Архивирано на сајту Wayback Machine (21. септембар 2013)
• astro.soton.ac.uk (3. 1. 2001). „Formation of the light elements”. University of Southampton. Архивирано из оригинала 21. 9. 2013. г. CS1 одржавање: Формат датума (веза) Архивирано на сајту Wayback Machine (21. септембар 2013)
• foothill.edu (18. 10. 2006). „How Stars Make Energy and New Elements” (PDF). Foothill College. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Спољашње везе

• Videos for each element by the University of Nottingham
• "Chemical Elements", In Our Time, BBC Radio 4 discussion with Paul Strathern, Mary Archer and John Murrell (25 May 2000).