Элемент группы 11
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2013 г. ) |
| Группа 11 в таблице Менделеева | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||
| ↓ Период | |||||||||||
| 4 |  29 Переходный металл | ||||||||||
| 5 |  47 Переходный металл | ||||||||||
| 6 |  79 Переходный металл | ||||||||||
| 7 | Рентгений (Rg) 111 неизвестных химических свойств | ||||||||||
Легенда
| |||||||||||
Группа 11 по современной нумерации ИЮПАК , [1] представляет собой группу таблицы химических элементов Менделеева , состоящую из меди (Cu), серебра (Ag), золота (Au) и рентгения (Rg), хотя химических экспериментов, подтверждающих, что рентгений ведет себя как более тяжелый гомолог золота. Группа 11 также известна как металлы для чеканки монет из-за их использования при чеканке монет. [2] - хотя рост цен на металлы означает, что серебро и золото больше не используются для обращения денег, а продолжают использоваться для производства слитков, медь до сих пор остается распространенным металлом в монетах либо в форме медных монет , либо как часть медно-никелевого сплава. сплав. [ нужна ссылка ] Скорее всего, это были первые три открытых элемента. [3] Медь, серебро и золото встречаются в природе в элементарной форме . [4] [5]
История
[ редактировать ]Все три устойчивых элемента группы известны с доисторических времен. [2] поскольку все они встречаются в природе в металлической форме, и экстракционная металлургия для их производства не требуется .
Медь была известна и использовалась около 4000 г. до н. э., и многие предметы, оружие и материалы изготавливались и использовались из меди.
По данным RSC, первые свидетельства добычи серебра датируются 3000 годом до нашей эры в Турции и Греции. Древние люди даже придумали, как очищать серебро.
Самым ранним зарегистрированным металлом, используемым людьми, по-видимому, является золото, которое можно найти в свободном или « самородном » виде. Небольшое количество природного золота было обнаружено в испанских пещерах, использовавшихся в период позднего палеолита , ок. 40 000 г. до н.э. Золотые изделия впервые появились в самом начале додинастического периода в Египте , в конце пятого тысячелетия до нашей эры и начале четвертого, а плавка получила развитие в течение 4-го тысячелетия до нашей эры; золотые артефакты появляются в археологии Нижней Месопотамии в начале IV тысячелетия до нашей эры.
Рентгений был получен в 1994 году путем бомбардировки атомов никеля-64 в висмут-209 с получением рентгения-272. [6]
Характеристики
[ редактировать ]Как и другие группы, члены этого семейства демонстрируют закономерности в электронной конфигурации , особенно во внешних оболочках, что приводит к тенденциям в химическом поведении, хотя рентгений, вероятно, является исключением:
| С | Элемент | Количество электронов/оболочка |
|---|---|---|
| 29 | медь | 2, 8, 18, 1 |
| 47 | серебро | 2, 8, 18, 18, 1 |
| 79 | золото | 2, 8, 18, 32, 18, 1 |
| 111 | рентген | 2, 8, 18, 32, 32, 17, 2 (прогнозировано) |
Все элементы 11 группы являются относительно инертными, коррозии устойчивыми к металлами . Медь и золото окрашены, а серебро — нет. Ожидается, что рентгений будет серебристым, хотя его не производили в достаточно больших количествах, чтобы подтвердить это.
Эти элементы имеют низкое удельное электрическое сопротивление , поэтому их используют для электропроводки. Медь является самой дешевой и наиболее широко используемой. Соединительные провода для интегральных схем обычно золотые. Серебряная и посеребренная медная проводка используется в некоторых особых случаях.
возникновение
[ редактировать ]Медь встречается в своей самородной форме в Чили, Китае, Мексике, России и США. Различными природными рудами меди являются: медный пирит (CuFeS 2 ), куприт или рубиновая медь (Cu 2 O), медный блеск (Cu 2 S), малахит (Cu(OH) 2 CuCO 3 ) и азурит (Cu(OH). 2 2CuCO 3 ).
Медный пирит является основной рудой и дает почти 76% мирового производства меди.
Производство
[ редактировать ]Серебро встречается в самородном виде, в виде сплава с золотом ( электрумом ), а также в рудах, содержащих серу , мышьяк , сурьму или хлор . Руды включают аргентит (Ag 2 S), хлораргирит (AgCl), в состав которого входит роговое серебро , и пираргирит (Ag 3 SbS 3 ). Серебро добывается с использованием процесса Паркса .
Приложения
[ редактировать ]Эти металлы, особенно серебро, обладают необычными свойствами, которые делают их незаменимыми для промышленного применения, помимо их денежной или декоративной ценности. они являются отличными проводниками электричества Все . Наиболее проводящими (по объему) из всех металлов являются серебро, медь и золото (в указанном порядке). Серебро также является наиболее теплопроводным и светоотражающим элементом. Серебро также обладает необычным свойством: потускнение, образующееся на серебре, по-прежнему обладает высокой электропроводностью.
Медь широко используется в электропроводке и схемах. Золотые контакты иногда используются в прецизионном оборудовании из-за их способности оставаться свободными от коррозии. Серебро широко используется в критически важных приложениях в качестве электрических контактов, а также в фотографии (поскольку нитрат серебра превращается в металл под воздействием света), в сельском хозяйстве , медицине , аудиофилии и научных целях.
Золото, серебро и медь — довольно мягкие металлы, поэтому их легко повредить при ежедневном использовании в качестве монет. Драгоценный металл также может легко истираться и изнашиваться в процессе использования. В своих нумизматических функциях эти металлы должны быть сплавлены с другими металлами, чтобы придать монетам большую долговечность. Сплавление другими металлами делает полученные монеты более твердыми, менее склонными к деформации и более устойчивыми к износу.
Золотые монеты: Золотые монеты обычно состоят из 90% золота (например, монеты США до 1933 года) или из 22- каратного (91,66%) золота (например, нынешние коллекционные монеты и Крюгерранды ), при этом медь и серебро составляют остальную массу. каждый случай. Инвестиционные золотые монеты производятся с содержанием золота до 99,999% ( серия «Канадский золотой кленовый лист »).
Серебряные монеты: Серебряные монеты обычно производятся либо из серебра на 90% - в случае монет США, отчеканенных до 1965 года (которые были в обращении во многих странах), либо из стерлингового серебра (92,5%) - для монет Британского Содружества до 1920 года и других серебряных монет. чеканка монет, при этом оставшуюся массу в каждом случае составляет медь. Старые европейские монеты обычно производились с содержанием серебра 83,5%. Современные инвестиционные серебряные монеты часто производятся с чистотой от 99,9% до 99,999%.
Медные монеты: Медные монеты часто имеют довольно высокую чистоту, около 97%, и обычно легированы небольшим количеством цинка и олова .
Инфляция привела к тому, что номинальная стоимость монет упала ниже твердой валюте стоимости исторически использовавшихся металлов в . Это привело к тому, что большинство современных монет изготавливаются из недрагоценных металлов : медь-никель популярны (около 80:20, серебряный цвет), а также никель- латунь (медь (75), никель (5) и цинк (20), золото в цвет), марганцево -латунь (медь, цинк, марганец и никель), бронза или простая плакированная сталь .
Биологическая роль и токсичность
[ редактировать ]Медь, хотя и токсична в чрезмерных количествах, необходима для жизни . Его можно обнаружить в гемоцианине , цитохром с-оксидазе и супероксиддисмутазе . Доказано, что медь обладает противомикробными свойствами, поэтому ее можно использовать в больничных дверных ручках для предотвращения распространения болезней. Известно, что употребление продуктов питания в медных емкостях увеличивает риск отравления медью . Болезнь Вильсона — это генетическое заболевание, при котором белок, важный для выведения избытка меди, мутирует так, что медь накапливается в тканях организма, вызывая такие симптомы, как рвота, слабость, тремор, беспокойство и ригидность мышц.
Элементарное золото и серебро не имеют известных токсических эффектов или биологического применения, хотя соли золота могут быть токсичными для тканей печени и почек. [7] [8] Как и медь, серебро также обладает антимикробными свойствами . Длительный прием препаратов, содержащих золото или серебро, также может привести к накоплению этих металлов в тканях организма; Результатом этого являются необратимые, но, по-видимому, безвредные состояния пигментации, известные как хризиаз и аргирия соответственно.
Из-за недолговечности и радиоактивности рентгений не имеет биологического применения, но, вероятно, чрезвычайно вреден из-за своей радиоактивности.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Флак, Э. (1988). «Новые обозначения в таблице Менделеева» (PDF) . Чистое приложение. хим. 60 (3). ИЮПАК : 431–436. дои : 10.1351/pac198860030431 . Проверено 24 марта 2012 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «23.6: Группа 11: Медь, серебро и золото» . Химия LibreTexts . 18 января 2015 г. Проверено 25 марта 2022 г.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1173. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ «Это природные элементы, встречающиеся в природе» . МысльКо . Проверено 25 марта 2022 г.
- ^ «Перечислите минералы самородных элементов и встречающиеся в природе металлы в чистом виде» . Переработка полезных ископаемых и металлургия . 27 сентября 2016 г. Проверено 25 марта 2022 г.
- ^ Хофманн, С.; Нинов В.; Хессбергер, ФП; Армбрустер, П.; Фолджер, Х.; Мюнценберг, Г.; Шотт, HJ; Попеко, АГ; Еремин А.В.; Андреев А.Н.; Саро, С.; Джаник, Р.; Лейно, М. (1995). «Новый элемент 111». Журнал физики А. 350 (4): 281–282. Бибкод : 1995ZPhyA.350..281H . дои : 10.1007/BF01291182 .
- ^ Райт, Айдахо; Веси, CJ (1986). «Острое отравление цианидом золота» . Анестезия . 41 (79): 936–939. дои : 10.1111/j.1365-2044.1986.tb12920.x . ПМИД 3022615 .
- ^ Ву, Мин-Лин; Цай, Вэй-Джен; Гер, Джиин; Дэн, Джоу-Фанг; Цай, Шых-Хау; Ян, Мо-Сюн. (2001). «Холестатический гепатит, вызванный острым отравлением цианидом золота и калия». Клиническая токсикология . 39 (7): 739–743. дои : 10.1081/CLT-100108516 . ПМИД 11778673 .
