Племенити метал
Племенити метали су метали који имају специфичне особине и ретки су у природи. Најчешће се користе за израду накита, а раније су се користили за израду новца (златници, сребрењаци итд). У групу племенитих метала спадају злато, сребро, платина и паладијум, а користе се најчешће као легуре. Поред тога што се користе за израду накита, користе се за специјалне врсте лемова и контаката, а у новије време имају велику примену у медицини.[1]
Свеобухватније листе укључују један или више следећих елемената жива (Hg),[2][3][4] ренијум (Re),[5] и бакар (Cu) као племените метале. Са друге стране, титанијум (Ti), ниобијум (Nb) и тантал (Ta) се не сматрају племенитим металима, иако су веома отпорни на корозију.
Иако су племенити метали углавном вредни - како због реткости у земљиној кори, тако и због примене у областима попут металургије, високе технологије и украса (накит, уметност, свети предмети, итд.) - изрази племенити метал и драгоцени метал нису синоними.
Израз племенити метал може се пратити барем до краја 14. века[6] и има донекле различита значења у различитим областима науке и примене. Само у атомској физици постоји строга дефиниција, која укључује само бакар, сребро и злато, јер су им у потпуности попуњене d-подљуске. Из тог разлога, постоји много сасвим различитих спискова „племенитих метала”.
Поред функције овог израза као сложене именице, постоје и околности када се племенит користи као придев за именицу метал. Галванска серија је хијерархија метала (или других електрично проводљивих материјала, укључујући композите и семиметале) која се креће од племенитих до активних, и омогућава предвиђање како ће материјали реаговати у окружењу које се користи за генерисање серије. У овом смислу те речи, графит је племенитији од сребра и релативна племенитост многих материјала је у великој мери зависна од контекста, попут алуминијума и нерђајућег челика у условима варирајућих pH вредности.[7]
Особине уреди
Платина, злато и жива се могу растворити у царској води, високо концентрованој смеши хлороводоничне киселине и азотне киселине, док иридијум не бива растворен. Растворљивост сребра је ограничена формирањем наслаге сребро хлорида.[8] Паладијум и сребро су, међутим, растворни у азотној киселини. Рутенијум може да буде растворен у царској води само кад је у присуству кисеоника, док родијум мора да буде у фино прашкастом облику. Ниобијум и тантал су отпорни на све киселине, укључујући царску воду.[9]
Физика уреди
У физици је дефиниција племенитог метала најстрожија. Захтева се да d-опсези електронске структуре буду попуњени. Из ове перспективе, само су бакар, сребро и злато племенити метали, јер су сви њихови д-опсези попуњени и не премашују Фермијев ниво.[10] Међутим, d-хибридизирани опсези у малој мери премашују Фермијев ниво. У случају платине, два d опсега прелазе Фермијев ниво, мењајући њено хемијско понашање тако да може да функционише као катализатор. Разлика у реактивности лако се види током припреме чистих металних површина у ултра-високом вакууму: површине „физички дефинисаних” племенитих метала (нпр. злата) лако се чисте и одржавају чистим током дужег времена, док се оне од платине или паладијума, на пример, прекривају угљен-моноксидом врло брзо.[11]
Електрохемија уреди
Метални елементи, укључујући металоиде (метали који се обично смтрају племенитим су назначени задебљаним словима, предвиђања за супертешке елементе су означене закошеним словима):[12][13]
| Елемент | Атомски број | Група | Периода | Реакција | Потенцијал | Електронска конфигурација |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Коперницијум | 112 | 12 | 7 | Цн2+ + 2 e− → Cn |
2,1 V | [Rn]5f146d107s2 |
| Рендгенијум | 111 | 11 | 7 | Рг3+ + 3 e− → Rg |
1,9 V | [Rn]5f146d97s2 |
| Дармштатијум | 110 | 10 | 7 | Дс2+ + 2 e− → Ds |
1,7 V | [Rn]5f146d87s2 |
| Злато | 79 | 11 | 6 | Ау3+ + 3 e− → Au |
1,5 V | [Xe]4f145d106s1 |
| Астат | 85 | 17 | 6 | Ат+ + e− → At |
1,0 V | [Xe]4f145d106s26p5 |
| Платина | 78 | 10 | 6 | ПтО + 2 Х+ + 2 e− → Pt + Х 2О |
0,98 V | [Xe]4f145d96s1 |
| Паладијум | 46 | 10 | 5 | Пд2+ + 2 e− → Pd |
0,915 V | [Kr]4d105s0 |
| Флеровијум | 114 | 14 | 7 | Фл2+ + 2 e− → Fl |
0,9 V | [Rn]5f146d107s27p2 |
| Мајтнеријум | 109 | 9 | 7 | Мт3+ + 3 e− → Mt |
0,8 V | [Rn]5f146d77s2 |
| Сребро | 47 | 11 | 5 | Аг+ + e− → Ag |
0,7993 V | [Kr]4d105s1 |
| Жива | 80 | 12 | 6 | Хг2+ 2 + 2 e−→ 2 Hg |
0,7925 V | [Xe]4f145d106s2 |
| Селенијум | 34 | 16 | 4 | Х 2СеО 3 + 4 Х+ + 4 e− → Se + 3 Х 2О |
0,739 V | [Ar]3d104s24p4 |
| Иридијум | 77 | 9 | 6 | ИрО 2 + 4 Х+ + 4 e− → Ir + 2 Х 2О |
0,73 V | [Xe]4f145d76s2 |
| Осмијум | 76 | 8 | 6 | ОсО 2 + 4 Х+ + 4 e− → Os + 2 Х 2О |
0,65 V | [Xe]4f145d66s2 |
| Полонијум | 84 | 16 | 6 | По2+ + 2 e− → Po |
0,6 V | [Xe]4f145d106s26p4 |
| Нихонијум | 113 | 13 | 7 | Нх+ + e− → Nh |
0,6 V | [Rn]5f146d107s27p1 |
| Родијум | 45 | 9 | 5 | Рх2+ + 2 e− → Rh |
0,60 V | [Kr]4d85s1 |
| Рутенијум | 44 | 8 | 5 | Ру3+ + 3 e− → Ru |
0,60 V | [Kr]4d75s1 |
| Телур | 52 | 16 | 5 | ТеО 2 + 4 Х+ + 4 e− → Te + 2 Х 2О |
0,57 V | [Kr]4d105s25p4 |
| Хасијум | 108 | 8 | 7 | Хс4+ + 4 e− → Hs |
0,4 V | [Rn]5f146d67s2 |
| Бакар | 29 | 11 | 4 | Цу2+ + 2 e− → Cu |
0,339 V | [Ar]3d104s1 |
| Бизмут | 83 | 15 | 6 | Би3+ + 3 e− → Bi |
0,308 V | [Xe]4f145d106s26p3 |
| Ренијум | 75 | 7 | 6 | РеО 2 + 4 Х+ + 4 e− → Re + 2 Х 2О |
0,276 V | [Xe]4f145d56s2 |
| Технецијум | 43 | 7 | 5 | ТцО 2 + 4 Х+ + 4 e− → Tc + 2 Х 2О |
0,272 V | [Kr]4d55s2 |
| Арсен | 33 | 15 | 4 | Ас 4О 6 + 12 Х+ + 12 e− → 4 As + 6 Х 2О |
0,24 V | [Ar]3d104s24p3 |
| Антимон | 51 | 15 | 5 | Сб 2О 3 + 6 Х+ + 6 e− → 2 Sb + 3 Х 2О |
0,147 V | [Kr]4d105s25p3 |
| Ливерморијум | 116 | 16 | 7 | Лв2+ + 2 e− → Lv |
0,1 V | [Rn]5f146d107s27p4 |
| Боријум | 107 | 7 | 7 | Бх5+ + 5 e− → Bh |
0,1 V | [Rn]5f146d57s2 |
Колоне група и периода означавају положај елемента у периодном систему, отуда и електронску конфигурацију. Поједностављене реакције, наведене у следећој колони, такође се могу детаљно прочитати из Пурбеових дијаграма разматраног елемента у води. Коначно, колона потенцијал наводи електрични потенцијал елемента мерен на стандардној водоничној електроди. Сви елементи који недостају у овој табели, или нису метали, или имају негативан стандардни потенцијал.
Арсен, антимон и телур се сматрају металоидима и стога не могу бити племенити метали. Такође, хемичари и металурзи сматрају да бакар и бизмут нису племенити метали, јер се лако оксидирају због реакције О
2 + 2 Х
2О + 4e− ⇄ 4 ОХ−
(aq) + 0,40 V, што је могуће на влажном ваздуху.
Филм сребра је последица високе осетљивости на водоник сулфид. Хемијски је патина изазвана нападом кисеоника у влажном ваздуху и дејством ЦО
2 након тога.[9] С друге стране, огледала која су пресвучена ренијумом су, како се наводи, врло издржљива,[9] иако је познато да ренијум и технецијум полако потамне у влажној атмосфери.[14]
Очекује се да ће супертешки елементи од хасијума до ливерморијума бити „парцијално веома племенити метали”; хемијска испитивања хасијума су утврдила да се он понаша попут његовог лакшег еквивалента осмијума, а прелиминарна испитивања нихонијума и флеровијума сугеришу племенито понашање, мада то није дефинитивно потврђено.[15] Постоје индикације да понашање коперницијума делом подсећа и на његов лакши еквивалент живу и на племенити гас радон.[16]
Види још уреди
Референце уреди
- ^ А. Холлеман, Н. Wиберг, "Лехрбуцх дер Анорганисцхен Цхемие", де Груyтер, 1985, 33. едитион, п. 1486
- ^ „Еделметалл”. www.уни-протоколле.де. Архивирано из оригинала 04. 09. 2017. г. Приступљено 6. 4. 2018.
- ^ "Дицтионарy оф Мининг, Минерал, анд Релатед Термс", Цомпилед бy тхе Америцан Геологицал Институте, 2нд едитион, 1997
- ^ Сцоуллос, M.Ј., Вонкеман, Г.Х., Тхорнтон, I., Макуцх, З., "Мерцурy – Цадмиум – Леад: Хандбоок фор Сустаинабле Хеавy Металс Полицy анд Регулатион",Сериес: Енвиронмент & Полицy, Вол. 31, Спрингер-Верлаг, 2002
- ^ Тхе Неw Енцyцлопæдиа Британница, 15тх едитион, Вол. VII, 1976
- ^ „тхе дефинитион оф нобле метал”. Дицтионарy.цом. Приступљено 6. 4. 2018.
- ^ Еверетт Цоллиер, "Тхе Боатоwнер’с Гуиде то Цорросион", Интернатионал Марине Публисхинг, 2001, п. 21
- ^ W. Xинг, M. Лее, Геосyс. Енг. 20, 216, 2017
- ^ а б в А. Холлеман, Н. Wиберг, "Инорганиц Цхемистрy", Ацадемиц Пресс, 2001
- ^ Хüгер, Е.; Осуцх, К. (2005). „Макинг а нобле метал оф Пд”. ЕПЛ. 71 (2): 276. Бибцоде:2005ЕЛ.....71..276Х. дои:10.1209/епл/и2005-10075-5.
- ^ С. Фуцхс, Т.Хахн, Х.Г. Линтз, "Тхе оxидатион оф царбон моноxиде бy оxyген овер платинум, палладиум анд рходиум цаталyстс фром 10−10 то 1 бар", Цхемицал енгинееринг анд процессинг, 1994, V 33(5), пп. 363–369 [1]
- ^ Г. Wулфсберг, "Инорганиц Цхемистрy", Университy Сциенце Боокс, 2000, пп. 247–249 ✦ Братсцх С. Г., "Стандард Елецтроде Потентиалс анд Температуре Цоеффициентс ин Wатер ат 298.15 К", Јоурнал оф Пхyсицал Цхемицал Референце Дата, вол. 18, но. 1, 1989, пп. 1–21 ✦ Б. Доуглас, D. МцДаниел, Ј. Алеxандер, "Цонцептс анд Моделс оф Инорганиц Цхемистрy", Јохн Wилеy & Сонс, 1994, п. Е-3
- ^ Хоффман, Дарлеане C.; Лее, Диана M.; Персхина, Валериа (2006). „Трансацтинидес анд тхе футуре елементс”. Ур.: Морсс; Еделстеин, Норман M.; Фугер, Јеан. Тхе Цхемистрy оф тхе Ацтиниде анд Трансацтиниде Елементс (3рд изд.). Дордрецхт, Тхе Нетхерландс: Спрингер Сциенце+Бусинесс Медиа. ИСБН 1-4020-3555-1.
- ^ Р. D. Пеацк, "Тхе Цхемистрy оф Тецхнетиум анд Рхениум", Елсевиер, 1966
- ^ Нагаме, Yуицхиро; Кратз, Јенс Волкер; Маттхиас, Сцхäдел (децембар 2015). „Цхемицал студиес оф елементс wитх З ≥ 104 ин лиqуид пхасе”. Нуцлеар Пхyсицс А. 944: 614—639. Бибцоде:2015НуПхА.944..614Н. дои:10.1016/ј.нуцлпхyса.2015.07.013.
- ^ Меwес, Ј.-M.; Смитс, О. Р.; Крессе, Г.; Сцхwердтфегер, П. (2019). „Цопернициум ис а Релативистиц Нобле Лиqуид”. Ангеwандте Цхемие Интернатионал Едитион. дои:10.1002/ание.201906966
.
Литература уреди
- Броокс, Роберт Р., ур. (1992). Нобле Металс анд Биологицал Сyстемс: Тхеир Роле ин Медицине, Минерал Еxплоратион, анд тхе Енвиронмент. Боца Ратон, Фла.: ЦРЦ Пресс. ИСБН 9780849361647. ОЦЛЦ 24379749.
- Тхе фоллоwинг артицле мигхт алсо цларифy тхе цоррелатион бетwеен банд струцтуре анд тхе терм нобле метал: Хüгер, Е.; Осуцх, К. (2005). „Макинг а нобле метал оф Пд”. ЕПЛ. 71 (2): 276. Бибцоде:2005ЕЛ.....71..276Х. дои:10.1209/епл/и2005-10075-5.
- Балсхаw L 2020, "Нобле металс диссолвед wитхоут аqуа региа", Цхемистрy Wорлд, 1 Септембер
- Беамисх ФЕ 2012, Тхе аналyтицал цхемистрy оф тхе нобле металс, Елсевиер Сциенце, Бурлингтон
- Брассер Р, Мојзсис СЈ 2017, "А цолоссал импацт енрицхед Марс' мантле wитх нобле металс", Геопхyс. Рес. Летт., вол. 44, пп. 5978–5985, doi:10.1002/2017GL074002
- Брубакер ПЕ, Моран ЈП, Бридборд К, Хуетер ФГ 1975, "Нобле металс: а тоxицологицал аппраисал оф потентиал неw енвиронментал цонтаминантс", Енвиронментал Хеалтх Перспецтивес, вол. 10, пп. 39–56, doi:10.1289/ehp.751039
- Ду Р ет ал. 2019, "Емергинг нобле метал аерогелс: Стате оф тхе арт анд а лоок форwард", Маттер, вол. 1, пп. 39–56
- Хäмäлäинен Ј, Ритала M, Лескелä M 2013, "Атомиц лаyер депоситион оф нобле металс анд тхеир оxидес", Цхемистрy оф Материалс, вол. 26, но. 1, пп. 786–801, doi:10.1021/cm402221
- Кепп К 2020, "Цхемицал цаусес оф метал нобленесс", ЦхемПхyсЦхем, вол. 21 но. 5. пп. 360−369,doi:10.1002/cphc.202000013
- Лал Х, Бхагат СН 1985, "Градатион оф тхе металлиц цхарацтер оф нобле металс он тхе басис оф тхермоелецтриц пропертиес", Индиан Јоурнал оф Пуре анд Апплиед Пхyсицс, вол. 23, но. 11, пп. 551–554
- Лyон СБ 2010, "3.21 - Цорросион оф нобле металс", ин Б Цоттис ет ал. (едс.), Схреир'с Цорросион, Елсевиер, пп. 2205–2223, doi:10.1016/B978-044452787-5.00109-8
- Медици С, Пеана МФ, Зородду МА 2018, "Нобле металс ин пхармацеутицалс: Апплицатионс анд лимитатионс", ин M Раи M, Ингле, С Медици (едс.), Биомедицал апплицатионс оф металс, Спрингер, doi:10.1007/978-3-319-74814-6_1
- Пан С ет ал. 2019, "Нобле-нобле стронг унион: Голд ат итс бест то маке а бонд wитх а нобле гас атом", ЦхемистрyОпен, вол. 8, п. 173, doi:10.1002/open.201800257
- Руссел А 1931, "Симпле депоситион оф реацтиве металс он нобле металс", Натуре, вол. 127, пп. 273–274, doi:10.1038/127273b0
- Ст. Јохн Ј ет ал. 1984, Нобле металс, Тиме-Лифе Боокс, Алеxандриа, ВА
- Wанг Х 2017, "Цхаптер 9 - Нобле Металс", ин ЛY Јианг, Н Ли (едс.), Мембране-басед сепаратионс ин металлургy, Елсевиер, пп. 249–272, doi:10.1016/B978-0-12-803410-1.00009-8
Спољашње везе уреди
- noble metal – chemistry Encyclopædia Britannica, online edition
- To see which bands cross the Fermi level, the Fermi surfaces of almost all the metals can be found at the Fermi Surface Database