Plemeniti metal

(преусмерено са Племенити метали)

Plemeniti metali su metali koji imaju specifične osobine i retki su u prirodi. Najčešće se koriste za izradu nakita, a ranije su se koristili za izradu novca (zlatnici, srebrenjaci itd). U grupu plemenitih metala spadaju zlato, srebro, platina i paladijum, a koriste se najčešće kao legure. Pored toga što se koriste za izradu nakita, koriste se za specijalne vrste lemova i kontakata, a u novije vreme imaju veliku primenu u medicini.[1]

Gruda zlata

Sveobuhvatnije liste uključuju jedan ili više sledećih elemenata živa (Hg),[2][3][4] renijum (Re),[5] i bakar (Cu) kao plemenite metale. Sa druge strane, titanijum (Ti), niobijum (Nb) i tantal (Ta) se ne smatraju plemenitim metalima, iako su veoma otporni na koroziju.

Kolekcija plemenitih metala, uključujući bakar, renijum i živu, koji su obuhvaćeni nekim definicijama. Oni su raspoređeni prema njihovom položaju u periodnom sistemu.

Iako su plemeniti metali uglavnom vredni - kako zbog retkosti u zemljinoj kori, tako i zbog primene u oblastima poput metalurgije, visoke tehnologije i ukrasa (nakit, umetnost, sveti predmeti, itd.) - izrazi plemeniti metal i dragoceni metal nisu sinonimi.

Izraz plemeniti metal može se pratiti barem do kraja 14. veka[6] i ima donekle različita značenja u različitim oblastima nauke i primene. Samo u atomskoj fizici postoji stroga definicija, koja uključuje samo bakar, srebro i zlato, jer su im u potpunosti popunjene d-podljuske. Iz tog razloga, postoji mnogo sasvim različitih spiskova „plemenitih metala”.

Pored funkcije ovog izraza kao složene imenice, postoje i okolnosti kada se plemenit koristi kao pridev za imenicu metal. Galvanska serija je hijerarhija metala (ili drugih električno provodljivih materijala, uključujući kompozite i semimetale) koja se kreće od plemenitih do aktivnih, i omogućava predviđanje kako će materijali reagovati u okruženju koje se koristi za generisanje serije. U ovom smislu te reči, grafit je plemenitiji od srebra i relativna plemenitost mnogih materijala je u velikoj meri zavisna od konteksta, poput aluminijuma i nerđajućeg čelika u uslovima varirajućih pH vrednosti.[7]

OsobineУреди

Platina, zlato i živa se mogu rastvoriti u carskoj vodi, visoko koncentrovanoj smeši hlorovodonične kiseline i azotne kiseline, dok iridijum ne biva rastvoren. Rastvorljivost srebra je ograničena formiranjem naslage srebro hlorida.[8] Paladijum i srebro su, međutim, rastvorni u azotnoj kiselini. Rutenijum može da bude rastvoren u carskoj vodi samo kad je u prisustvu kiseonika, dok rodijum mora da bude u fino praškastom obliku. Niobijum i tantal su otporni na sve kiseline, uključujući carsku vodu.[9]

FizikaУреди

U fizici je definicija plemenitog metala najstrožija. Zahteva se da d-opsezi elektronske strukture budu popunjeni. Iz ove perspektive, samo su bakar, srebro i zlato plemeniti metali, jer su svi njihovi d-opsezi popunjeni i ne premašuju Fermijev nivo.[10] Međutim, d-hibridizirani opsezi u maloj meri premašuju Fermijev nivo. U slučaju platine, dva d opsega prelaze Fermijev nivo, menjajući njeno hemijsko ponašanje tako da može da funkcioniše kao katalizator. Razlika u reaktivnosti lako se vidi tokom pripreme čistih metalnih površina u ultra-visokom vakuumu: površine „fizički definisanih” plemenitih metala (npr. zlata) lako se čiste i održavaju čistim tokom dužeg vremena, dok se one od platine ili paladijuma, na primer, prekrivaju ugljen-monoksidom vrlo brzo.[11]

ElektrohemijaУреди

Metalni elementi, uključujući metaloide (metali koji se obično smtraju plemenitim su naznačeni zadebljanim slovima, predviđanja za superteške elemente su označene zakošenim slovima):[12][13]

Element Atomski broj Grupa Perioda Reakcija Potencijal Elektronska konfiguracija
Kopernicijum 112 12 7 Cn2+
+ 2 e → Cn
2,1 V [Rn]5f146d107s2
Rendgenijum 111 11 7 Rg3+
+ 3 e → Rg
1,9 V [Rn]5f146d97s2
Darmštatijum 110 10 7 Ds2+
+ 2 e → Ds
1,7 V [Rn]5f146d87s2
Zlato 79 11 6 Au3+
+ 3 e → Au
1,5 V [Xe]4f145d106s1
Astat 85 17 6 At+
+ e → At
1,0 V [Xe]4f145d106s26p5
Platina 78 10 6 PtO + 2 H+
+ 2 e → Pt + H
2
O
0,98 V [Xe]4f145d96s1
Paladijum 46 10 5 Pd2+
+ 2 e → Pd
0,915 V [Kr]4d105s0
Flerovijum 114 14 7 Fl2+
+ 2 e → Fl
0,9 V [Rn]5f146d107s27p2
Majtnerijum 109 9 7 Mt3+
+ 3 e → Mt
0,8 V [Rn]5f146d77s2
Srebro 47 11 5 Ag+
+ e → Ag
0,7993 V [Kr]4d105s1
Živa 80 12 6 Hg2+
2
+ 2 e→ 2 Hg
0,7925 V [Xe]4f145d106s2
Selenijum 34 16 4 H
2
SeO
3
+ 4 H+
+ 4 e → Se + 3 H
2
O
0,739 V [Ar]3d104s24p4
Iridijum 77 9 6 IrO
2
+ 4 H+
+ 4 e → Ir + 2 H
2
O
0,73 V [Xe]4f145d76s2
Osmijum 76 8 6 OsO
2
+ 4 H+
+ 4 e → Os + 2 H
2
O
0,65 V [Xe]4f145d66s2
Polonijum 84 16 6 Po2+
+ 2 e → Po
0,6 V [Xe]4f145d106s26p4
Nihonijum 113 13 7 Nh+
+ e → Nh
0,6 V [Rn]5f146d107s27p1
Rodijum 45 9 5 Rh2+
+ 2 e → Rh
0,60 V [Kr]4d85s1
Rutenijum 44 8 5 Ru3+
+ 3 e → Ru
0,60 V [Kr]4d75s1
Telur 52 16 5 TeO
2
+ 4 H+
+ 4 e → Te + 2 H
2
O
0,57 V [Kr]4d105s25p4
Hasijum 108 8 7 Hs4+
+ 4 e → Hs
0,4 V [Rn]5f146d67s2
Bakar 29 11 4 Cu2+
+ 2 e → Cu
0,339 V [Ar]3d104s1
Bizmut 83 15 6 Bi3+
+ 3 e → Bi
0,308 V [Xe]4f145d106s26p3
Renijum 75 7 6 ReO
2
+ 4 H+
+ 4 e → Re + 2 H
2
O
0,276 V [Xe]4f145d56s2
Tehnecijum 43 7 5 TcO
2
+ 4 H+
+ 4 e → Tc + 2 H
2
O
0,272 V [Kr]4d55s2
Arsen 33 15 4 As
4
O
6
+ 12 H+
+ 12 e → 4 As + 6 H
2
O
0,24 V [Ar]3d104s24p3
Antimon 51 15 5 Sb
2
O
3
+ 6 H+
+ 6 e → 2 Sb + 3 H
2
O
0,147 V [Kr]4d105s25p3
Livermorijum 116 16 7 Lv2+
+ 2 e → Lv
0,1 V [Rn]5f146d107s27p4
Borijum 107 7 7 Bh5+
+ 5 e → Bh
0,1 V [Rn]5f146d57s2

Kolone grupa i perioda označavaju položaj elementa u periodnom sistemu, otuda i elektronsku konfiguraciju. Pojednostavljene reakcije, navedene u sledećoj koloni, takođe se mogu detaljno pročitati iz Purbeovih dijagrama razmatranog elementa u vodi. Konačno, kolona potencijal navodi električni potencijal elementa meren na standardnoj vodoničnoj elektrodi. Svi elementi koji nedostaju u ovoj tabeli, ili nisu metali, ili imaju negativan standardni potencijal.

Arsen, antimon i telur se smatraju metaloidima i stoga ne mogu biti plemeniti metali. Takođe, hemičari i metalurzi smatraju da bakar i bizmut nisu plemeniti metali, jer se lako oksidiraju zbog reakcije O
2
+ 2 H
2
O
+ 4e ⇄ 4 OH
(aq) + 0,40 V, što je moguće na vlažnom vazduhu.

Film srebra je posledica visoke osetljivosti na vodonik sulfid. Hemijski je patina izazvana napadom kiseonika u vlažnom vazduhu i dejstvom CO
2
nakon toga.[9] S druge strane, ogledala koja su presvučena renijumom su, kako se navodi, vrlo izdržljiva,[9] iako je poznato da renijum i tehnecijum polako potamne u vlažnoj atmosferi.[14]

Očekuje se da će superteški elementi od hasijuma do livermorijuma biti „parcijalno veoma plemeniti metali”; hemijska ispitivanja hasijuma su utvrdila da se on ponaša poput njegovog lakšeg ekvivalenta osmijuma, a preliminarna ispitivanja nihonijuma i flerovijuma sugerišu plemenito ponašanje, mada to nije definitivno potvrđeno.[15] Postoje indikacije da ponašanje kopernicijuma delom podseća i na njegov lakši ekvivalent živu i na plemeniti gas radon.[16]

Vidi jošУреди

ReferenceУреди

  1. ^ A. Holleman, N. Wiberg, "Lehrbuch der Anorganischen Chemie", de Gruyter, 1985, 33. edition, p. 1486
  2. ^ „Edelmetall”. www.uni-protokolle.de. Приступљено 6. 4. 2018. 
  3. ^ "Dictionary of Mining, Mineral, and Related Terms", Compiled by the American Geological Institute, 2nd edition, 1997
  4. ^ Scoullos, M.J., Vonkeman, G.H., Thornton, I., Makuch, Z., "Mercury – Cadmium – Lead: Handbook for Sustainable Heavy Metals Policy and Regulation",Series: Environment & Policy, Vol. 31, Springer-Verlag, 2002
  5. ^ The New Encyclopædia Britannica, 15th edition, Vol. VII, 1976
  6. ^ „the definition of noble metal”. Dictionary.com. Приступљено 6. 4. 2018. 
  7. ^ Everett Collier, "The Boatowner’s Guide to Corrosion", International Marine Publishing, 2001, p. 21
  8. ^ W. Xing, M. Lee, Geosys. Eng. 20, 216, 2017
  9. 9,0 9,1 9,2 A. Holleman, N. Wiberg, "Inorganic Chemistry", Academic Press, 2001
  10. ^ Hüger, E.; Osuch, K. (2005). „Making a noble metal of Pd”. EPL. 71 (2): 276. Bibcode:2005EL.....71..276H. doi:10.1209/epl/i2005-10075-5. 
  11. ^ S. Fuchs, T.Hahn, H.G. Lintz, "The oxidation of carbon monoxide by oxygen over platinum, palladium and rhodium catalysts from 10−10 to 1 bar", Chemical engineering and processing, 1994, V 33(5), pp. 363–369 [1]
  12. ^ G. Wulfsberg, "Inorganic Chemistry", University Science Books, 2000, pp. 247–249 ✦ Bratsch S. G., "Standard Electrode Potentials and Temperature Coefficients in Water at 298.15 K", Journal of Physical Chemical Reference Data, vol. 18, no. 1, 1989, pp. 1–21 ✦ B. Douglas, D. McDaniel, J. Alexander, "Concepts and Models of Inorganic Chemistry", John Wiley & Sons, 1994, p. E-3
  13. ^ Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria (2006). „Transactinides and the future elements”. Ур.: Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd изд.). Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1. 
  14. ^ R. D. Peack, "The Chemistry of Technetium and Rhenium", Elsevier, 1966
  15. ^ Nagame, Yuichiro; Kratz, Jens Volker; Matthias, Schädel (decembar 2015). „Chemical studies of elements with Z ≥ 104 in liquid phase”. Nuclear Physics A. 944: 614—639. Bibcode:2015NuPhA.944..614N. doi:10.1016/j.nuclphysa.2015.07.013. 
  16. ^ Mewes, J.-M.; Smits, O. R.; Kresse, G.; Schwerdtfeger, P. (2019). „Copernicium is a Relativistic Noble Liquid”. Angewandte Chemie International Edition. doi:10.1002/anie.201906966 . 

LiteraturaУреди

Spoljašnje vezeУреди