Tutaj znajdziesz najważniejsze informacje o pierwiastkach chemicznych. Przy każdym z pierwiastków zostały zamieszczone jego najważniejsze właściwości, metody otrzymywania oraz praktyczne zastosowania. Opisując poszczególne pierwiastki korzystano z materiałów wymienionych w bibliografii znajdującej się na końcu strony.
Znajdź opis interesującego Cię pierwiastka.
UWAGA: Nie znaleziono takiego pierwiastka! Sprawdź czy wpisana nazwa jest poprawna.
WODÓR
Najważniejsze właściwości:
w stanie wolnym występuje w dwuatomowych cząsteczkach H2
w temperaturze pokojowej jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest niemetalem
słabo rozpuszcza się w wodzie
w stanie wolnym można go spotkać na Ziemi bardzo rzadko
na Ziemi występuje przede wszystim w związkach chemicznych, głównie w niezbędnej do życia wodzie (H2O), a także w licznych związkach organicznych, m. in. w węglowodorach wchodzących w skład paliw kopalnych oraz w w wielu związkach istotnych z biologicznego punktu widzenia, m. in.: aminokwasach, białkach, kwasach nukleinowych
we Wszechświecie zajmuje pierwsze miejsce jeśli chodzi o częstość występowania
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma najprostszą z możliwych budowę atomu: w jego jądrze znajduje się jeden proton, a wokół jądra krąży jeden elektron
wodór ma trzy izotopy: prot - o liczbie masowej 1 (i wspomnianej już w poprzednim punkcie najprostszej budowie), jest on najczęściej występującym izotopem wodoru, deuter - o liczbie masowej 2, w którego jądrze oprócz protonu znajduje się jeden neutron oraz tryt - o liczbie masowej 3, jego jądro składa się z jednego protonu i dwóch neutronów
w związkach chemicznych wodór występuje na +I stopniu utlenienia, np. w kwasach (HCl, HNO3), lub na -I stopniu utlenienia, np. w wodorkach (MgH2)
Otrzymywanie:
Elektroliza wody lub wodnych roztworów elektrolitów: 2 H2O → 2H2 + O2
Reakcja metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych (odpowiednio 1. i 2. grupa uładu okresowego) z wodą: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Reakcja pary wodnej z koksem: C + H2O → CO + H2
Prowadzona w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem reakcja pary wodnej i metanu: CH4 + H2O → CO + 3H2
Termiczny rozpad metanu: 2CH4 → C2H2 + H2
Zastosowanie:
synteza amoniaku
hydrokraking węglowodorów
hydroodsiarczanie węglowodorów
w palnikach tlenowo-wodorowych
w procesie utwardzania nienasyconych tłuszczów (produkcja margaryny)
jako reduktor przy otrzymywaniu różnych związków chemicznych
paliwo przyszłości - wodór nie jest toksyczny jak inne stosowane tradycyjnie paliwa
HEL
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest bierny chemicznie, wynika to z bardzo trwałej konfiguracji elektronowej helu
po wodorze jest drugim pod względem częstości występowania we Wszechświecie
w atmosferze występuje w śladowych ilościach
naturalnie powstaje na Ziemi w wyniku przemian promieniotwórczych, choć w bardzo małych ilościach
ma największą energię jonizacji ze wszystkich pierwiastków, świadczy to o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma najniższą temperaturę wrzenia i najniższą temperaturę topnienia ze wszystkich pierwiastków
ma najmniejszy promień atomowy ze wszystkich pierwiastków
ma gęstość mniejszą od powietrza
Otrzymywanie:
z gazu ziemnego
ze skroplonego powietrza przez destylację frakcjonowaną
Zastosowanie:
gaz nośny w balonach
w medycynie przy leczeniu astmy
jako gaz dla nurków
jako środek chłodniczy
LIT
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
w reakcjach tworzy jony dodatnie
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje na Ziemi jedynie w postaci związków chemicznych
ma niską energię jonizacji, ponieważ jak wszystkie metale alkaliczne posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
w związkach chemicznych występuje na I stopniu utlenienia
ma duży promień atomowy i jonowy (słabo przyciąga elektrony, ponieważ ma niewielki ładunek jądra)
ma niewielką elektroujemność, ale największą ze wszystkich metali 1. grupy układu okresowego
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest miękkim metalem - można go bez trudu kroić nożem
ma srebrzystobiałą barwę, która zmienia się przy kontakcie z wilgocią na szarą lub nawet czarną (korozja), przy kontakcie z powietrzem zachowuje jednak połysk w przeciwieństwie do pozostałych litowców
jest metalem lekkim
jest najlżejszym metalem
na Ziemi występuje w skorupie ziemskiej w minerałach zwanych pegmatytami, a także w wodzie morskiej w postaci kationu
barwi płomień palnika na kolor karminowy
łatwo reaguje z tlenem dając tlenek litu Li2O
jego tlenki mają silnie zasadowy charakter
reaguje gwałtownie z wodą dając mocną zasadę, reakcja ta przebiega jednak zdecydowanie mniej gwałtownie niż w przypadku pozostałych metali alkalicznych: Li + H2O → LiOH + H2
reaguje z kwasami dając sole
reaguje również z wodorem, siarką, azotem i chlorem (a także innymi poza chlorem fluorowcami) dając odpowiednio: wodorki, siarczki, azotki i chlorki
w przeciwieństwie do pozostałych litowców tworzy trudno rozpuszczalne węglany i fosforany
jak wszystkie litowce wykazuje dużą przewodność elektryczną i cieplną
Otrzymywanie:
elektroliza stopionych wodorotlenków lub bezwodnych soli
rozkład termiczny azydków
Zastosowanie:
dodatek do stopów glinu i magnezu, dzięki temu stopy te są bardziej wytrzymałe
tlenki litu wchodzą w skład szkła żaroodpornego
jest stosowany w ceramice do wytwarzania glazury o lepszych wlaściwościach
jako dodatek do smarów (w formie stearynianu litu)
w akumulatorach i bateriach
w medycynie - podawany osobom chorym psychicznie
BERYL
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
w przeciwieństwie do pozostałych metali ziem alkalicznych ma tendencję do tworzenia wiązań kowalencyjnych - wpływa na to nieduży promień atomowy przy dość wysokiej elektroujemności tego pierwiastka
jest aktywny chemicznie, ale mniej niż litowce czy też pozostałe berylowce
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców, beryl ma mniejszy od nich promień atomowy i jonowy, ponadto ma najmniejszy promień atomowy i jonowy ze wszystkich pierwiastków 2. grupy układu okresowego
z tego samego względu ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż litowce temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od litowców gęstość
wodorotlenek berylu ma najsłabsze właściwości zasadowe (jest amfoteryczny) ze wszystkich wodorotlenków metali 2. grupy układu okresowego
tlenek berylu jest amfoteryczny w przeciwieństwie do pozostałych tlenków metali 2. grupy układu okresowego, które to mają charakter zasadowy
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest srebrzystobiały
jest dosyć twardy
jest lekki
jest kruchy
ma małą gęstość
charakteryzuje się dużą wytrzymałością
przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku
występuje rzadko w skorupie ziemskiej, głównie tworzy rzadkie minerały, np.: szmaragdy
nie barwi płomienia palnika (ze wszystkich berylowców tylko beryl i magnez nie barwią płomienia)
nie reaguje z wodą, reakcja ta może zajść jedynie w bardzo wysokiej temperaturze, bliskiej 100ºC, w jej wyniku powstaje wodorotlenek baru
reaguje z kwasami (poza kwasem azotowym) dając sól i wodór: Be + H2SO4 → BeSO4 + H2
reaguje ze stężonymi zasadami dając sól o nazwie tetrahydroksyberylan: Be + 2OH- + 2H2O → Be(OH)4- + H2
Otrzymywanie:
elektroliza stopionej mieszaniny chlorku berylu i chlorku sodu lub elektroliza stopionego fluorku
Zastosowanie:
w pojazdach kosmicznych
jako moderatory w reaktorach atomowych
w lampach rentgenowskich do produkcji okienek, które pozwalają przechodzić promieniom X
w stopach jako dodatek zwiększający twardość stopu
BOR
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy borowców
jest półmetalem w przeciwieństwie do pozostałych borowców będących metalami (stąd tak znacząco różni się od pozostałych pierwiastków ze swojej grupy)
jest aktywny chemicznie, choć mniej niż litowce i berylowce
w reakcjach tworzy tylko i wylącznie wiązania kowalencyjne
jego tlenek ma kwasowy charakter
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u berylowców, bor ma mniejszy od nich promień atomowy i jonowy, ponadto ma najmniejszy promień atomowy i jonowy ze wszystkich pierwiastków 13. grupy układu okresowego
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia, jest to spowodowane jego budową - posiada wiązania kowalencyjne tworzące przestrzenną sieć
ma też największą energię jonizacji ze wszystkich borowców, co świadczy o tym, że jest najmniej aktywnym pierwiastkiem ze swojej grupy
jego elektroujemność też jest większa od elektroujemności pozostałych pierwiastków 13. grupy układu okresowego, przejawia się to właściwościami zbliżonymi bardziej do niemetali niż metali
ma najmniejszą gęstość ze wszystkich borowców
w związkach chemicznych występuje na III stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
występuje w dwóch odmianach alotropowych: amorficznej - wtedy jest brązowy i może reagować z halogenami i metalami oraz krystalicznej - jest wtedy czarny, błyszczący, bardzo twardy, choć kruchy. Mimo że bor może być kryształem to jednak jego kryształy słabo przewodzą prąd, są też mało aktywne chemicznie
występuje rzadko na Ziemi, przeważnie w postaci takich minerałów jak: boraks, kernit, kolemanit, a kwas borowy H3BO3 wchodzi w skład gorących źródeł
w skomplikowany sposób łączy się z innymi pierwiastkami - tworzy wiązania wielocentrowe oraz liczne wiązania B-B, wodorki boru oraz borki metali tworzą struktury podobne do polimerów (w których występuje nawet powyżej stu atomów boru)
związki bou tworzą ciekawe struktury przestrzenne
związki boru są toksyczne
Otrzymywanie:
redukcja tlenku, chlorku lub bromku boru
termiczny rozkład jodku boru
Zastosowanie:
w metalurgii jako odtleniacz
do utwardzania stali
jako pochłaniacz promieniowania neutronowego
Zastosowanie związków boru:
wodorki boru, np. diboran są stosowane jako paliwo rakietowe
borowodorki metali są wykorzystywane jako reduktory
boraks stosuje się jako środek dezynfekujący, a także ma swoje zastosowanie w kosmetyce i garbarstwie
kwas borowy wykorzystuje się przy produkcji szkła
WĘGIEL
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy węglowców - grupa ta charakteryzuje się znaczącymi różnicami jeśli chodzi o właściwości poszczególnych pierwiastków
jako jedyny z grupy węglowców jest niemetalem
jest znany człowiekowi już od czasów starożytnych
posiada trzy różne izotopy - dwa z nich są stabilne (12C i 13C), a jeden jest promieniotwórczy (14C)
naturalnie występuje zarówno w stanie wolnym jak i związanym
rozróżnia się trzy najczęściej spotykane odmiany alotropowe węgla: grafit, diament (w tych dwóch odmianach węgiel występuje w stanie wolnym) i fulereny (występujące w szungicie, który jest minerałem)
diament jest bardzo twardy, ma budowę krystaliczną, nie przewodzi prądu, ale za to dobrze przewodzi ciepło, jest przezroczysty i silnie załamuje światło, jego aktywność chemiczna jest znikoma
grafit jest z kolei miękki, łupliwy, jest dobrym przewodnikiem zarówno elektryczności jak i ciepła, wykazuje niewielką aktywność chemiczną
fulereny mają czarną barwę, mogą być nadprzewodnikami i półprzewodnikami, są bardziej aktywne chemicznie niż diament czy grafit, mają właścwiwości zbliżone nieco do węglowodorów aromatycznych
węgiel jest na czternastym miejscu jeśli chodzi o częstość występowania na Ziemi
występuje w takich minerałach jak: kalcyt, dolomit czy magnezyt
bardzo ważnym związkiem węgla jest dwutlenek węgla CO2, kóry jest gazem występującym w atmosferze ziemskiej, jest niezbędny roślinom do przeprowadzania procesu fotosyntezy, CO2 występuje też w formie rozpuszczonej w wodzie, uważa się też, że wzrost emisji dwutlenku węgla, który nastąpił w związku z uprzemysłowieniem i rozwojem cywilizacji, jest odpowiedzialny za globalne ocieplenie
znajduje się we wszystkich związkach organicznych
może tworzyć zarówno proste, jak i rozgałęzione łańcuchy, a także pierścienie, które składają się jedynie z węgla, jest to możliwe dzięki wysokiej energii tego wiązania, a co za tym idzie jego trwałości, węgiel posiada też unikalną zdolność do tworzenia wiązań podwójnych C=C oraz potrójnych C≡C
jest składnikiem budującym m. in. węglowodory, które wchodzą w skład paliw kopalnych i są wykorzystywane w przemyśle petrochemicznym
jest składnikiem wszystkich paliw kopalnych: węgla kamiennego, brunatnego, ropy naftowej, gazu ziemnego i koksu
wchodzi w skład licznych polimerów
węgiel ma też ogromne znaczenie biologiczne, nie tylko dlatego, że jest niezbędny do fotosyntezy, ale również dlatego, że jest podstawową cegiełką budującą organizmy żywe - wchodzi w skład takich związków jak aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe, cukry, tłuszcze itd.
w wyniku termicznego rozkładu związków organicznych tworzy się węgiel bezpostaciowy - ma on strukturę podobną do grafitu, ale posiadającą liczne defekty, w zależności od tego jaki materiał zostanie poddany rozkładowi termicznemu oraz w zależności od temperatury procesu można uzyskać różne odmiany bezpostaciowego węgla, może to być: sadza, węgiel drzewny lub kostny, koks
węgiel występuje też we Wszechświecie - na innych planetach oraz w gwiazdach
tlenki węgla mają charakter kwasowy (jak CO2) lub obojętny (jak CO)
w związkach chemicznych występuje na IV, rzadziej na II stopniu utlenienia, w związkach organicznych może przyjmować ujemny stopień utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
jego aktywność zależy od postaci w jakiej występuje, jednak przeważnie jest mało aktywny chemicznie - nie reaguje z zasadami, a także niektórymi kwasami
węgiel reaguje z tlenem (po podgrzaniu), parą wodną, siarką, niektórymi metalami lub tlenkami metali dając odpowiednio: tlenki węgla, tlenek węgla, dwusiarczek węgla, węglik metalu lub metal
ma najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich pierwiastków, ma też wysoką temperaturę wrzenia
ma najwyższą energię jonizacji ze wszystkich węglowców
wśród węglowców ma też najwyższą elektroujemność, co świadczy o jego właściwościach niemetalicznych
ma najmniejszy promień atomowy i jonowy wśród węglowców
Otrzymywanie:
przeważnie jest wydobywany z ziemi
Zastosowanie:
jest źródłem energii nieodnawialnej - stosowany w elektrowniach węglowych oraz do ogrzewania budynków
węgiel aktywny stosuje się w celu oczyszczania - zaieczyszczenia ulegają adsorpcji na jego powierzchni
z grafitu produkuje się ołówki, elektrody, tygle do topienia metali, stosuje się go też jako moderator w reaktorach jądrowych
diament - najpiękniejsze okazy są wykorzystywane do wytwarzania biżuterii, pozostałych używa się do cięcia lub szlifowania różnego rodzju materiałów, ponieważ diament jest bardzo twardy
radoaktywny izotop 14C stosuje się do datowania izotopowego
AZOT
Najważniejsze właściwości:
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
stanowi 78% powietrza (objętościowo)
jest niemetalem
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek N2
w atmosferze ziemskiej występuje głównie w stanie wolnym, ale również w formie związków chemicznych, głównie tlenków azotu oraz amoniaku
w skorupie ziemskiej jest go niewiele, jest składnikiem złóż głównie tzw. saletry chilijskiej (azotan sodu NaNO3), o wiele rzadziej można go spotkać w formie azotanu potasu, magnezu, wapnia czy też baru
pełni ważne funkcje biologiczne - wchodzi w skład aminokwasów i białek z których zbudowane są żywe organizmy, a także nukleotydów i kwasów nukleinowych, które to stanowią materiał genetyczny organizmów żywych
jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków we Wszechświecie
bardzo ważny dla środowiska jest obieg azotu w przyrodzie. Azot atmosferyczny może być wiązany przez bakterie azotowe - jest on wiązany w formie amoniaku, następnie w wyniku nitryfikacji bakterie wytwarzają z amoniaku azotany (III), a z tych azotany (V), które to mogą być przyswojone przez rośliny. Następnie rośliny wytwarzają z nich białko będące ich składnikiem budulcowym. Bakterie denitryfikujące przemieniają z kolei azot z azotanów do wolnego azotu. Azot znajdujący się w formie białek jest zjadany przez zwierzęta roślinożerne, a następnie mięsożerne, z kolei martwa materia organiczna jest rozkładana przez bakterie z wytworzeniem amoniaku. Tlenki azotu z atmosfery reagują z parą wodną i razem z deszczem spadają na ziemię w formie kwasu azotowego. Tlenki azotu są też produkowane w dużej mierze przez zakłady przemysłowe w wyniku procesów spalania.
jest najbardziej elektroujemny ze wszystkich pierwiastków 15. grupy układu okresowego, co więcej charakteryzuje się jedną z najwyższych wartości elektroujemności wśród wszystkich pierwiastków - zajmuje pod tym względem 3. miejsce, zaraz po fluorze i tlenie
ma najmniejszy promień atomowy ze wszystkich azotowców oraz jeden z mniejszych promieni atomowych w porównaniu do innych pierwiastków
ma jedne z niższych temperatur topnienia oraz wrzenia jeśli porównamy go z pozostałymi pierwiastkami, tempeatura topnienia i wrzenia azotu różnią się nieznacznie - jedynie o 14 stopni Celsjusza
może występować na -III, II, III, IV oraz V stopniu utlenienia
w związkach chemicznych tworzy przeważnie wiązania kowalencyjne, w kryształach azotków występuje w formie jonu N3-
azot reaguje z tlenem w temperaturze łuku elektrycznego dając tlenek azotu NO, pozostałe tlenki azotu powstają przez jego stopniowe utlenianie
tlenki azotu powstają podczas wyładowań atmosferycznych
tlenki azotu w których azot występuje na niższym stopniu utlenienia (NO, N2O) mają charakter obojętny, z kolei te w których azot jest na wyższym stopniu utlenienia mają charakter kwasowy
generalnie jest raczej bierny chemicznie ze względu na dużą energię potrójnego wiązania występującego w dwuatomowej cząsteczce azotu
w podwyższonej temperaurze reaguje z metalami dając azotki, a z wodorem dając amoniak
Otrzymywanie:
przez skroplenie powietrza, a następnie rozdzielenie azotu i tlenu za pomocą destylacji frakcjonowanej
jako gaz ochronny przy pracy z materiałami łatwopalnymi
ciekły azot jest stosowany głównie w laboratoriach celem uzyskania bardzo niskich temperatur
do produkcji amoniaku, kwasu azotowego, cyjanoamidu
jako gaz roboczy w układach pneumatycznych
Bardzo ważne zastosowanie mają też liczne związki azotu:
azotany (V), np.: sodu, wapnia, amonu, potasu są stosowane jako nawozy sztuczne
azotan (V) potasu jest też wykorzystywany do produkcji prochu
azotan (V) srebra jest wykorzystywany w kosmetyce i medycynie
kwas azotowy (V) - produkuje się z niego azotany (V) (nawozy), lakiery, barwniki, tworzywa sztuczne, nitroglicerynę, leki, służy też do oczyszcania powierzchni metalu
amoniak - wytwarza się z niego azotany (V) (nawozy), kwas azotowy, węglan sodu, materiały wybuchowe, jest też stosowany jako sole trzeźwiące
TLEN
Najważniejsze właściwości:
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest niemetalem
wchodzi w skład atmosfery - objętościowo stanowi 21% powietrza
w stanie wolnym występuje jako dwuatomowa cząsteczka O2
posiada dwie odmiany alotropowe z których pierwszą jest cząsteczka dwuatomowa O2, a drugą cząsteczka trójatomowa O3 zwana ozonem. Ta ostatnia występuje głównie w stratosferze. Ozon powstaje podczas wyładowań atmosferycznych i w wyniku działania promieniowania nadfioletowego.
ozon rozpadając się pochłania promieniowanie nadfioletowe, dzięki temu warstwa ozonu chroni Ziemię przed nadmiernym promieniowaniem
tlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi. W skorupie ziemskiej stanowi ponad 46% i występuje głównie w postaci krzemianów i dwutlenku krzemu SiO2. Ponadto wchodzi w skład skał i rud metali.
tlen stanowi niemal 90% masowych hydrosfery - wchodzi w skład cząsteczek wody, która jest najważniejszym związkiem tlenu, niezbędnym do życia dla organizmów żywych
jest niezbędny organizmom żywym do oddychania, przedostaje się z płuc do krwi, gdzie wiąże się z hemoglobiną i jest rozprowadzany po całym organizmie
jest wytwarzany przez rośliny na skutek procesu fotosyntezy
jest lepiej rozpuszczalny w wodzie niż azot, dzięki temu mogą nim oddychać wodne organizmy
oddychanie czystym tlenem jest niebezpieczne, podnosi on ciśnienie i zbytnio przyspiesza procesy życiowe
jest najbardziej aktywny chemicznie ze wsystkich tlenowców
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
ma największą elektroujemność spośród wszystkich pierwiastków 16. grupy układu okresowego, a wśród wszystkich pierwiastków zajmuje drugie miejsce pod tym względem - ma największą elektroujemność zaraz po fluorze
ma też największą energię jonizacji ze wszystkich tlenowców, ale to że jest gazem oraz silnie elektroujemnym pierwiastkiem sprzyja jego aktywności
ma najmniejszy promień atomowy ze wszystkich tlenowców oraz jeden z najmniejszych promieni atomowych wśród wszystkich pierwiastków
charakteryzuje się też najniższą temperaturą topnienia oraz najniższą temperaturą wrzenia wśród pierwiastków 16. grupy układu okresowego oraz jednymi z niższych temperatur topnienia i wrzenia w porównaniu do pozostałych pierwiastków
dzięki swej dużej elektroujemności może z łatwością przyciągać elektrony przechodząc w jon O2-
w temperaturze pokojowej reaguje jedynie z metalami alkalicznymi i białym fosforem
w wyższej temperaturze reaguje prawie ze wszystkimi pierwiastkami, poza fluorem i platyną
jest niezbędny w procesach spalania, po ogrzaniu łączy się ze spalaną substancją tworząc tlenki i wydzielając ciepło
reaguje z wieloma związkami, zarówno nieorganicznymi jak i organicznymi, w tym z wieloma o znaczeniu biologicznym
ozon charakteryzuje się jeszcze większą aktywnością niż jego dwuatomowa odmiana alotropowa - jest bardzo silnym utleniaczem
tlen jest nieznacznie cięższy od powietrza
najtrwalszym stopniem utlenienia tlenu jest -II, ale może też występować na -I lub na +II stopniu utlenienia
Otrzymywanie:
przez skroplenie powietrza, a następnie rozdzielenie azotu i tlenu za pomocą destylacji frakcjonowanej
rozkład azotanu potasu w wysokiej temperaturze: 2KNO3 → 2KNO2 + O2
Zastosowanie:
w butlach tlenowo-azotowych stosowanych w medycynie, a także wykorzystywanych przez nurków i kosmonautów
do świeżenia stali w hutnictwie
do wytwarzania wysokich temperatur, np.: w palnikach acetylenowo-tlenowych - są one wykorzystywane do spawania oraz cięcia metali
ozon służy jako środek dezynfekujący
FLUOR
Najważniejsze właściwości:
w warunkach normalnych jest gazem, ma żółtozieloną barwę i charakterystyczny, nieprzyjemny zapach drażniący drogi oddechowe
jest niemetalem
w przyrodzie występuje tylo w stanie związanym
w skorupie ziemskiej jest go ok. 0,06%, występuje głównie w takich minerałach jak: fluoryt, apatyt i kriolit
w stanie wolnym występuje jako dwuatomowa cząsteczka F2
jest pierwiastkiem o najwyższej elektroujemności
ma bardzo mały promień atomowy, mniejszy od niego promień atomu, wśród wszystkich pierwiastków układu okresowego, mają jedynie hel i neon
łatwo tworzy aniony F-
jest najbardziej aktywny chemicznie ze wszystkich fluorowców oraz ze wszystkich niemetali
jest też najsilniejszym utleniaczem ze wszystkich pierwiastków, reagując z innymi pierwiastkami przeprowadza je zazwyczaj na najwyższy możliwy dla nich stopień utlenienia
może reagować nawet z większością gazów szlachetnych (poza helem i neonem)
reaguje z wieloma metalami, z metalami alkalicznymi oraz z metalami ziem alkalicznych tworzy wiązania jonowe, z pozostałymi głównie kowalencyjne spolaryzowane, może reagować nawet ze złotem czy platyną w temperaturze powyżej 800K, niektóre metale pokrywają się warstwą fluorków, która ma chronić przed dalszymi reakcjami
reaguje też z niemetalami, a z niektórymi bardzo gwałtownie, m. in.: z bromem, jodem czy siarką
wypiera wszytkie inne fluorowce z roztworów ich soli
gwałtownie reaguje z wodorem oraz zabiera go z innych jego związków
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia oraz niską temperaturą wrzenia
Otrzymywanie:
na drodze elektrolitycznej z kwasu fluorwodorowego HF, ten z kolei otrzymuje się głównie z fluorytu
Zastosowanie:
otrzymywanie tetrafluoroetylenu C2F4 służącego jako monomer niezbędny do produkcji teflonu
produkcja halonów stosowanych jako ciecze chłodzące
otrzymywanie sześciofluorku uranu oraz tetrafluorku uranu, pierwszy z nich jest wykorzystywany do rozdzielania izotopów uranu, drugi stosuje się do otrzymywania metlaicznego uranu
produkcja półprzewodników
produkcja kwasu fluorowodorowego wykorzystywanego do trawienia szkła
w formie fluorków stanowi dodatek do past do zębów
NEON
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest bierny chemicznie, wynika to z bardzo trwałej konfiguracji elektronowej neonu
w atmosferze występuje w śladowych ilościach, bardziej rozpowszechniony jest we Wszechświecie
jak wszystkie gazy szlachetne ma dużą energię jonizacji, co świadczy o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia oraz niską temperaturą wrzenia
ma bardzo mały promień atomowy, ze wszystkich pierwiastków układu okresowego tylko hel ma mniejszy od neonu promień atomowy
ma gęstość mniejszą od powietrza
Otrzymywanie:
ze skroplonego powietrza przez destylację frakcjonowaną
Zastosowanie:
w lampach jarzeniowych
jako środek chłodniczy
w laserach
SÓD
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
w reakcjach tworzy jony dodatnie
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje właściwie wyłącznie w postaci związków chemicznych
ma niską energię jonizacji, ponieważ jak wszystkie metale alkaliczne posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
w związkach chemicznych występuje na I stopniu utlenienia (lub bardzo rzadko na -I)
ma duży promień atomowy i jonowy (słabo przyciąga elektrony, ponieważ ma niewielki ładunek jądra)
ma niewielką elektroujemność (jak wszystkie metale alkaliczne)
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest miękkim metalem - można go bez trudu kroić nożem
ma srebrzystą barwę, jednak przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku i traci połysk, a jego barwa staje się szara
jest metalem lekkim
powszechnie występuje na Ziemi - stanowi aż 2,36% skorupy ziemskiej, m. in. jest składnikiem soli kamiennej (NaCl), której najwięcej jest w morskiej wodzie, ale występuje ona również w postaci złóż, poza tym sód wchodzi też w skład złóż saletry chilijskiej (NaNO3)
barwi płomień palnika na kolor żółty
łatwo reaguje z tlenem dając nadtlenki
jego tlenki mają silnie zasadowy charakter
reaguje gwałtownie z wodą i powietrzem, dlatego też należy go przechowywać w nafcie, podczas reakcji sodu z wodą wydziela się ciepło i powstaje mocna zasada sodowa: Na + H2O → NaOH + H2
reaguje z kwasami dając sole
reaguje również z wodorem i chlorem (a także innymi poza chlorem fluorowcami) dając odpowiednio: wodorki (NaH) i chlorki (NaCl)
jego dotknięcie powoduje oparzenia, dlatego należy uważać prowadząc eksperymenty z jego wykorzystaniem
jak wszystkie litowce wykazuje dużą przewodność elektryczną i cieplną
wykazuje chemiluminescencję
jest bardzo ważny z biologicznego punktu widzenia - wraz z potasem uczestniczy w utrzymaniu potencjału czynnościowego błon komórkowych, różnice w stężeniach sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki (wewnątrz komórki jest większe stężenie potasu, a na zewnątrz sodu) powodują różnice potencjału elektrycznego (tzw. potencjał błonowy), gdy zostanie zaburzony potencjał (co jest spowodowane przenikaniem jonów potasu do wnętrza komórki) wtedy nastąpi przepływ impulsu przez neurony
Otrzymywanie:
elektroliza stopionych wodorotlenków lub bezwodnych soli
rozkład termiczny azydków
Zastosowanie:
do produkcji nadtlenku sodu, który jest wykorzystywany do produkowania środków wybielających
jako reduktor w reakcjach chemicznych
w lampach sodowych
jako ciecz chłodząca w reaktorach jądrowych (w formie ciekłej)
Bardzo ważne zastosowanie mają też liczne związki sodu:
do celów spożywczych stosowana jest popularna sól kuchenna - NaCl, związek ten wykorzystuje się też do posypywania dróg zimą w celu topienia śniegu i lodu
wodorowęglan sodu NaHCO3 (soda oczyszczona) jest stosowany do produkcji proszku do pieczenia, tabletek musujących, do pochłaniania nieprzyjemnych zapachów oraz w gaśnicach pianowych
węglan sodu - NaCO3 (soda) - produkcja środków piorących i czyszczących, w papiernictwie, produkcji szkła
azotan sodu - NaNO3 - popularna saletra sodowa (chilijska), ma zastosowanie jako nawóz
MAGNEZ
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
jest aktywny chemicznie, ale mniej niż litowce, wśród berylowców jest aktywniejszy od berylu, ale mniej aktywny niż pozostałe pierwiastki 2. grupy układu okresowego
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców, magnez ma mniejszy promień atomowy i jonowy w porównaniu z sodem znajdującym się w tym samym okresie, ale za to w pierwszej grupie układu okresowego
z tego samego względu ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż znajdujący się odpowiednio w tym samy okresie litowiec temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od znajdującego się w tym samym okresie litowca gęstość
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
tworzy dwuwartościowe kationy
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma barwę srebrzystobiałą
jest dosyć twardy
jest lekki
przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku lub wodorotlenku stając się tym samym matowym
stanowi aż 2,33% skorupy ziemskiej, występuje w licznych minerałach do których należą m. in.: talk, magnezyt, dolomit, kizeryt i karnalit
w naturze występuje, jak wspomniano już w poprzednim punkcie, w minerałach, a także w postaci jonów - głównie w soli morskiej oraz wodach mineralnych
nie barwi płomienia palnika (ze wszystkich berylowców tylko beryl i magnez nie barwią płomienia)
jest palny, podczas spalania daje bardzo jasne, białe światło
łatwo ulega hydratacji
reaguje z wodą w podwyższonej temperaturze: Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
reaguje z kwasami (poza kwasem fluorowodorowym) dając sól i wodór: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
reaguje z tlenem w wysokiej temperaturze dając tlenek magnezu MgO
w środowisku eteru reaguje z halogenkami organicznymi dając związki Grignarda: Mg + R-X → Mg-R-X
podobnie jak beryl, ale w przeciwieństwie do pozostałych berylowców, nie reaguje bezpośrednio z wodorem (może przereagować z wodorem przy jego zwiększonym ciśnieniu)
jest składnikiem chlorofilu - związku umożliwiającego roślinom prowadzenie fotosyntezy
jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu - wpływa dobrze na serce oraz na układ nerwowy (ma działanie uspokajające i poprawia koncentrację), jest jednym z głównych materiałów budulcowych kości (poza wapniem, który jest najważniejszym ich składnikiem), poprawia też trawienie, a także pracę nerek, niedobór magnezu objawia się przede wszystkim zmęczeniem, skurczami, drżeniem powiek, problemami z zasypianiem
wodorowęglany magnezu jak i wapnia powodują twardość wody, która objawia się powstawaniem osadu podczas gotowania wody
Otrzymywanie:
redukcja tlenku magnezu w wysokiej temperaturze
elektroliza stopionych soli zawierających magnez
Zastosowanie:
jest skladnikiem lekkich stopów stosowanych głównie w przemyśle lotniczym i kosmicznym
w obudowach urządzeń elektronicznych
stosowany jako suplement diety - najlepiej wchłania się gdy występuje w formie łatwo rozpuszczalnych związków, takich jak np. mleczan magnezu, oraz gdy jest podawany razem z witaminą B6
GLIN
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy borowców, choć ze względu na to, że w 13. grupie układu okresowego bor ma znacznie różniące się właścwiości od pozostałych pierwiastków, pierwiastki tej grupy z wyłączeniem boru często nazywa się glinowcami
jest metalem
jest najbardziej rozpowszechnionym metalem w skorupie ziemskiej (powyżej 7%), a wśród wszystkich pierwiastków znajdujących się w skorupie Ziemi zajmuje trzecie miejsce pod względem częstości występowania, na Ziemi można go spotkać w postaci licznych minerałów, takich jak: korund (tlenek glinu, wskutek zanieczyszczenia korundu metalami ciężkimi ten zabarwia się tworząc piękne kamienie szlachetne, np.: szafir albo rubin), boksyty (uwodnione tlenki glinu), glinokrzemiany, skalenie, mika, granit, bazalt, porfir, gnejs, kriolit
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje głównie w związkach chemicznych, jest najbardziej aktywny ze wszystkich glinowców
jego tlenek ma amfoteryczny charakter
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u berylowców, glin ma mniejszy promień atomowy i jonowy od leżącego w tym samym okresie układu okresowego berylowca
ma wyższą temperaturę topnienia niż pozostałe glinowce, ale zdecydowanie niższą niż bor
ma niedużą energię jonizacji, porównywalną z energiami jonizacji pierwiastków 2. grupy układu okresowego
ma najniższą elektroujemność ze wszystkich pierwiastków 13. grupy układu okresowego, dlatego też charakteryzuje się właścwiościami charakterystycznymi dla metali
ma niewielką gęstość
w związkach chemicznych występuje na III stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
ma barwę srebrzystobiałą
bardzo łatwo ulega pasywacji w kontakcie z powietrzem atmosferycznym pokrywając się warstwą tlenku glinu, a w wilgotnym powietrzu również wodorotlenkiem glinu
reaguje z mocnymi kwasami (nie reaguje jedynie z kwasem azotowym): 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
reaguje również (po podgrzaniu) z tlenem, a także z tlenkami metali, dając tlenek glinu Al2O3
jest dobrym przewodnikiem elektryczności
jest odporny na korozję
jest plastyczny
uważa się, że może powodować chorobę Alzheimera
Otrzymywanie:
otrzymywany z boksytu - do boksytu dodaje się NaOH, by boksyt przereagował do rozpuszczalnego w środowisku wodnym glinianu sodu, potem przeprowadza się filtrację, która ma na celu oddzielenie nierozpuszczalnych zanieczyszczeń, następnie w wyniku działania dwutlenkiem węgla strąca się wodorotlenek glinu, na skutek ogrzewania przechodzi on w tlenek glinu, który jest poddawany elektrolizie w stopionym kriolicie - w ten sposób powstaje czysty glin
Zastosowanie:
w produkcji luster (gdyż bardzo dobrze odbija światło widzialne)
do wytwarzania różego rodzaju stopów lekkich, najważniejsze z nich to: duraluminium (o dużej wytrzymałości mechanicznej), silumin (charakteryzujący się dużą odpornością na korozję), brąz aluminiowy
w produkcji folii aluminiowej
do redukcji tlenków metali - w ten sposób produkuje się niektóre metale np. chrom
do ochrony żelaza przed korozją
Zastosowanie związków glinu:
w ceramice - z glinokrzemianów produkuje się m. in.: porcelanę, kamionkę, klinkier, fajans
w budownictwie - z glinokrzemianów robi się cegły
leczenie nadkwasoty żołądka, np.: fosforanem lub wodorowęglanem glinu
amalgamat glinu, czyli połączenie glinu i rtęci metalicznej stosuje się jako reduktor
chlorek glinu - w syntezie organicznej
siarczan(VI) glinu - jako zaprawa farbiarska, w garbarstwie i papiernictwie
ałun (podwójny siarczan(VI) glinu oraz metalu alkalicznego) - minerał o działaniu aseptycznym, służy też do tamowania niewielkiego krwawienia
tlenek glinu - jako podłoże adsorpcyjne w chromatografii
glinokrzemiany są stosowane jako wymieniacze jonowe lub sita molekularne
KRZEM
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy węglowców - grupa ta charakteryzuje się znaczącymi różnicami jeśli chodzi o właściwości poszczególnych pierwiastków
jest półmetalem
występuje powszechnie na Ziemi, przede wszystkim w skorupie ziemskiej, gdzie stanowi niemal 28%, zaraz po tlenie jest najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej
naturalnie na Ziemi występuje w dwutlenku krzemu (składa się z niego piasek i szkło, a także kamienie szlachetne takie jak: kwarc, chryzopraz, ametyst, chalcedon, agat, jaspis i onyks), krzemianach (z których zbudowane jest szkło wodne) i glinokrzemianach, nie występuje w stanie wolnym
występuje też w organizmach żywych, głównie w tkance łącznej, którą wzmacnia, odpowiada też za wzmocnienie układu kostnego, usuwanie stanów zapalnych, wzmocnienie naczyń włosowatych, opóźnianie procesów starzenia, wzmocnienie włosów i paznokci
jest twardy, ale za to bardzo kruchy
jest kryształem, a jego sieć przestrzenna jest podobna do sieci przestrzennej diamentu
ma ciemnoszarą barwę
jest półprzewodnikiem, może przewodzić prąd nawet w polu elektrycznym lub w wysokiej temperaturze (wraz ze wzrostem temperatury jego przewodość elektryczna wzrasta)
jest mało aktywny chemicznie, reaguje jedynie z fluorem, kwasem fluorowodorowym, wodorotlenkami litowców
w wyższych temperaturach może też reagować z fluorowcami
w wyższych temperaturach może też tworzyć z metalami krzemki
w temperaturze pokojowej pokrywa się ochronną warstwą tlenku SiO2
aktywniejszy chemicznie jest w formie rozdrobnionej
podobnie jak węgiel może tworzyć długie łańcuchy składające się z wiązań Si-Si, są to tzw. silany
w związkach chemicznych występuje na IV, rzadziej na II stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
może tworzyć wiązania jonowe, jak w SiO2 (tworzy się wiązanie jonowe, ponieważ występuje znacząca różnica elektroujemności między pierwiastkami wchodzącymi w skład związku)
za pomocą aluminotermii - redukcja glinem dwutlenku krzemu: 3SiO2 + 4Al → 3Si + 2Al2O3
Zastosowanie:
ze względu na to, że jest półprzewodnikiem znalazł swoje zastosowanie w elektronice do produkcji tranzystorów (wykorzystywanych m. in. w komputerach), diod, triod, a także ogniw fotowoltaicznych w panelach słonecznych
dodatek do kwasoodpornej stali ze wzgędu na swoją niewielką aktywność chemiczną
dodatek do stopów glinu, ołowiu, niklu i miedzi
Zastosowanie związków krzemu:
krzemionka służy do produkcji szkła, jest też wykorzystywana w jubilerstwie
krzemionka poddana temperaturze powyżej 2000°C ulega stopieniu i tworzy bezpostaciową masę - jest to szkło kwarcowe, które służy do produkcji szkła laboratoryjnego odpornego na działanie chemikaliów, szkło kwarcowe jest też wykorzystywane w produkcji światłowodów
szkło wodne, czyli krzemian sodu (Na2SiO3) jest wykorzystywane w papiernictwie oraz w produkcji impregnatów do drewna
glinokrzemiany są stosowane jako wymieniacze jonowe lub sita molekularne, a także do produkcji wyrobów ceramicznych, m. in. porcelany, kamionki, klinkieru, fajansu
węglik krzemu SiC stosuje się do szlifowania metali
FOSFOR
Najważniejsze właściwości:
jest niemetalem
naturalnie nie występuje w stanie wolnym, tylko związanym
w skorupie ziemskiej jest go 0,11%, co daje mu 13. pozycję jeśli chodzi o występowanie, wchodzi w skład fosforytów i apatytów
występuje w skałach, ale również w wodzi i glebie, przeważnie w postaci fosforanów
zbyt duża ilość fosforanów w wodzie jest niekorzystna - powoduje nadmierny przyrost glonów (tzw. zakwit wód), które to zużywają tlen znajdujący się w wodzie, pozbawiając go tym samym pozostałe organizmy wodne
jest bardzo ważny z biologicznego punktu widzenia - wchodzi w skład białek, kwasów nukleinowych, buduje kości, zęby, jest we krwi i w mózgu, tworzy błony komórkowe (fosfolipidy), a ATP, czyli adenozynotrójfosforan, jest przekaźnikiem energii na poziomie cząsteczkowym
najczęściej spotykany w trzech odmianach alotropowych - jako fosfor biały, czerwony lub czarny. Fosfor biały jest nierozpuszczalny w wodzie, toksyczny oraz łatwopalny (dlatego należy przechowywać go pod wodą), po ogrzaniu bez dotępu powietrza łatwo przechodzi w fosfor czerwony, który to jest nietoksyczny i mniej reaktywny niż fosfor biały. Fosfor czarny z kolei jest najbardziej trwały, ma szarą barwę, metaliczny połysk i przewodzi prąd, otrzymuje się go przez ogrzewanie fosforu białego pod wysokim ciśnieniem bez dostępu powietrza.
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
w związkach chemicznych występuje na -III, III, IV, a najczęściej na V stopniu utlenienia
reaguje z tlenem dając tlenki P2O3 i P2O5 - w rzeczywistości są to dimery
tlenki fosforu mają charakter kwasowy
najaktywniejszą odmianą fosforu jest fosfor biały
w związkach chemicznych fosfor tworzy wiązania kowalencyjne
w kryształach fosforków występuje w postaci jonu P3-
P2O5 gwałtownie reaguje z wodą, po dodaniu odpowiedniej ilości wody tworzy:
kwas metafosforowy HPO3
kwas pirofosforowy H4P2O7
kwas ortofosforowy H3PO4
Otrzymywanie:
ogrzewanie fosforanu wapnia z koksem i piaskiem: 2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 6CaSiO3 + 10CO + P4
Zastosowanie:
produkcja kwasu fosforowego, tlenku (V) fosforu, chlorków fosforu
jako dodatek do stopów zwanych brązami fosforowymi, a także do lutu twardego
fosfor czerwony jest wykorzystywany w produkcji zapałek
Bardzo ważne zastosowanie mają też liczne związki azotu:
tlenki fosforu są stosowane jako reduktory, a także jako środki suszące, np.: w eksykatorach
kwas fosforowy jest dodawany do napojów gazowanych
fosforan sodu i polifosforany są dodawane do proszków do prania jako środki zmiękczające wodę
ortofosforany są wykorzystywane jako nawozy sztuczne
siarczek fosforu służy do produkcji zapałek
SIARKA
Najważniejsze właściwości:
jest niemetalem
w temperaturze pokojowej występuje w stałym stanie skupienia
jest krucha
ma żółtą barwę
w stanie stałym występuje w postaci ośmioatomowych pierścieni S8
we Wszechświecie zajmuje 10. miejsce pod względem częstości występowania
w skorupie ziemskiej jest jej poniżej 0,5%, co daje jej 16. miejsce wśród pierwiastków pod względem częstości występowania w skorupie ziemskiej
w stanie wolnym występuje głównie w pokładach siarki rodzimej, obfite złoża siarki (właśnie w postaci siarki rodzimej) znajdują się w Polsce, zwłaszcza w okolicach Tarnobrzegu, poza tym siarka występuje też głównie w USA, Rosji, Meksyku, Japonii, a także na Sycylii we Włoszech
wchodzi w skład minerałów - blendy cynkowej ZnS, galeny PbS, pirytu FeS2, gipsu CaSO4·2H2O oraz anhydrytu CaSO4
występuje też w witaminie B1 oraz białkach, w tych ostatnich wchodzi w skład dwóch aminokwasów - cysteiny i metioniny
siarka jest też obecna w złożach gazu ziemnego i ropy naftowej
w postaci siarkowodoru może występować w niektórych wodach mineralnych oraz w wyziewach pochodzenia wulkanicznego
może występować na następujących stopniach utlenienia: -II, -I, I, II, III, IV, V, VI, ale najczęściej występuje na -II, IV lub VI stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
ma trzy odmiany alotropowe różniące sę budową, należą do nich: siarka rombowa, jednoskośna i amorficzna
jest mniej aktywna chemicznie od tlenu
w temperaturze pokojowej jest bardzo mało aktywna chemicznie
po ogrzaniu łączy się z tlenem dając tlenek siarki (IV) SO2, w obecności katalizatora wanadowego z tlenku siarki (IV) można otrzymać tlenek siarki (VI) SO3
łatwo reaguje z fluorem dając heksafluorek siarki
reaguje też z chlorem, w wyniku reakcji z chlorem może tworzyć S2Cl2 lub SCl4
wiele metali może spalać się w parach siarki
po ogrzaniu tworzy z metalami siarczki
w temperaturze pokojowej reaguje z niektórymi metalami szlachetnymi: srebrem, miedzią, rtęcią
z siarki wytwarza się SO2 (który to jest wykorzystywany do wybielania, dawniej również jako środek odkażający), a następnie SO3, z którego produkowany jest kwas siarkowy wykorzystywany do produkcji leków, barwników, sztucznych włókien, akumulatorów, nawozów sztucznych, służy też do oczyszczania olejów, nafty oraz osuszania gazów
do produkcji prochu, zapałek, sztucznych ogni
w medycynie w leczeniu chorób skóry
wchodzi w skład wielu substancji bakteriobójczych, np.: antybiotyków
do produkcji gumy w procesie wulkanizacji kauczuku
do produkcji ebonitu
jako fungicyd i pestycyd w rolnictwie
do produkcji barwników
siarczan wapnia jest stosowany jako nawóz sztuczny
CHLOR
Najważniejsze właściwości:
w warunkach normalnych jest gazem o zielonożółtej barwie i ostrym zapachu drażniącym drogi oddechowe, jest silnie trujący
jest niemetalem
jest cięższy od powietrza
w przyrodzie występuje tylko w stanie związanym
w skorupie ziemskiej jest go zaledwie ok. 0,02%, występuje w takich minerałach jak: kainit, sylwin, karnalit czy sól kuchenna
występuje w znacznych ilościach w wodach mórz i oceanów w postaci chlorków
jego najważniejszym związkiem jest NaCl (chlorek sodu), NaCl występuje w wodzie morskiej, a także w złożach soli i jest najważniejszym surowcem z którego pozyskuje się chlor
zawartość chloru na Ziemi ogółem szacuje się na ok. 0,1% mas.
w stanie wolnym chlor występuje jako dwuatomowa cząsteczka Cl2
jest pierwiastkiem o badzo dużej elektroujemności, bardziej elektroujemne od chloru są jedynie fluor i tlen
łatwo tworzy aniony Cl-
dobrze rozpuszcza się w wodzie, tworząc tzw. wodę chlorową
wykazuje znaczną aktywność chemiczną, wśród pierwiastków 17. grupy układu okresowego aktywniejszy od chloru jest jedynie fluor
jest silnym utleniaczem
najczęściej występuje na -I stopniu utlenienia, ale może też być na I, III, V, VII stopniu utlenienia
reaguje powoli z wodą: Cl2 + H2O → HCl + HClO, w wyniku działania światła zachodzi dalej następująca reakcja: 2HClO → 2HCl + O2
reaguje z wieloma metalami, z metalami alakalicznymi oraz z metalami ziem alkalicznych tworzy wiązania jonowe, z pozostałymi głównie kowalencyjne spolaryzowane
reaguje z większością niemetali
wypiera z roztworów ich soli fluorowce o większej od niego liczbie atomowej
reaguje z wodorem, ale jedynie w obecności światła: Cl2 + H2 → 2HCl
w łatwy sposób reaguje z węglowodorami
nie reaguje bezpośrednio ani z tlenem ani też z węglem
jego tlenki mają charakter silnie kwasowy
chlor tworzy liczne kwasy tlenowe: HClO, HClO2, HClO3, HClO4, im wyższy stopień utlenienia chloru w tych związkach, a co za tym idzie im większa liczba atomów tlenu w kwasie, tym kwas jest mocniejszy
Otrzymywanie:
na drodze elektrolitycznej z chlorku sodu
w reakcji manganianu potasu (VII) z kwasem solnym: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
w reakcji tlenku manganu (IV) z kwasem solnym: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Zastosowanie:
do wybielania wyrobów włókienniczych
jako środek dezynfekujący wodę
jako substrat w otrzymywaniu różnych związków organicznych i nieorganicznych
Zastosowanie związków chloru:
do celów spożywczych stosowana jest popularna sól kuchenna - NaCl, związek ten wykorzystuje się też do posypywania dróg zimą w celu topienia śniegu i lodu
kwas solny HCl jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu: włókienniczym, farmaceutycznym, metalurgicznym, tworzyw sztucznych, jest też popularnym odczynnikiem laboratoryjnym
kwas podchlorawy wykorzystywany jest jako środek wybielający i odkażający
chloroaminy są stosowane jako środki dezynfekujące
chloroform jest ważnym rozpuszczalnikiem
ARGON
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest bardziej rozpowszechniony we Wszechświecie niż na Ziemi, choć i tak występuje na Ziemi w zdecydowanie większych ilościach niż pozostałe helowce
w atmosferze ziemskiej stanowi objętościowo ok. 1% - to znacznie więcej w porównaniu do pozostałych gazów szlachetnych obecnych w atmosferze jedynie w ilościach śladowych
tworzy się na Ziemi w wyniku przemian promieniotwórczych - powstaje z nietrwałego izotopu potasu
jest bierny chemicznie, wynika to z bardzo trwałej konfiguracji elektronowej argonu
jak wszystkie gazy szlachetne ma dużą energię jonizacji, co świadczy o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia oraz niską temperaturą wrzenia
ma niewielki promień atomowy, choć jest on niemalże dwukrotnie większy od promienia neonu
ma gęstość większą od powietrza
charakteryzuje się niską przewodnością cieplną
Otrzymywanie:
ze skroplonego powietrza przez destylację frakcjonowaną
Zastosowanie:
do wytwarzania atmosfery ochronnej w procesach, w których inna atmosfera byłaby zbyt reaktywna
do wypełniania dysków twardych komputerów
do wypełniania żarówek
do wypełniania szyb zespolonych
POTAS
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
w reakcjach tworzy jony dodatnie
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje właściwie wyłącznie w postaci związków chemicznych
ma niską energię jonizacji, ponieważ jak wszystkie metale alkaliczne posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
w związkach chemicznych występuje na I stopniu utlenienia (lub bardzo rzadko na -I)
ma duży promień atomowy i jonowy (słabo przyciąga elektrony, ponieważ ma niewielki ładunek jądra)
ma niewielką elektroujemność (jak wszystkie metale alkaliczne)
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest miękkim metalem - można go bez trudu kroić nożem
ma srebrzystą barwę, jednak przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku i traci połysk, a jego barwa staje się szara
jest metalem lekkim
zawartość potasu w skorupie ziemskiej jest duża (ponad 2%), ale jego związki rzadko tworzą złoża, występuje w postaci następujących minerałów: sylwin, karnalit, kainit oraz glinokrzemiany, np. mika
barwi płomień palnika na kolor różowofioletowy
łatwo reaguje z tlenem dając ponadtlenki
jego tlenki mają silnie zasadowy charakter
reaguje bardzo gwałtownie z wodą i powietrzem - zapala się w kontakcie z wodą, może też zapalić się w kontakcie z powietrzem, dlatego też należy go przechowywać w nafcie, podczas jego reakcji z wodą powstaje mocna zasada potasowa: K + H2O → KOH + H2
reaguje z kwasami dając sole
reaguje również z wodorem i chlorem (a także innymi poza chlorem fluorowcami) dając odpowiednio: wodorki (NaH) i chlorki (NaCl)
jak wszystkie litowce wykazuje dużą przewodność elektryczną i cieplną
wykazuje chemiluminescencję
jest bardzo ważny z biologicznego punktu widzenia - aktywuje liczne enzymy, jest niezbędny do syntezy białek w rybosomach, dzięki niemu może prawidłowo funkcjonować układ mięśniowy i nerwowy. Wraz z sodem uczestniczy w utrzymaniu potancjału czynnościowego błon komórkowych, różnice w stężeniach sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki (wewnątrz komórki jest większe stężenie potasu, a na zewnątrz sodu) powodują różnice potencjału elektrycznego (tzw. potencjał błonowy), gdy zostanie zaburzony potencjał (co jest spowodowane przenikaniem jonów potasu do wnętrza komórki) wtedy następuje przepływ impulsu przez neurony
Otrzymywanie:
elektroliza stopionych wodorotlenków lub bezwodnych soli
rozkład termiczny azydków
Zastosowanie:
nie znajduje szerszego zastosowania z uwagi na to, że jest droższy od sodu
WAPŃ
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
jest aktywny chemicznie, ale mniej niż litowce, z kolei porównując jego aktywność chemiczną z pozostałymi berylowcami można stwierdzić, że jest ona większa od berylowców mających mniejszą od niego liczbę atomową, ale mniejsza w porównaniu z tymi o większej liczbie atomowej
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców, wapń ma mniejszy promień atomowy i jonowy w porównaniu z potasem znajdującym się w tym samym okresie, ale za to w pierwszej grupie układu okresowego
z tego samego względu ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż znajdujący się odpowiednio w tym samy okresie litowiec temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od znajdującego się w tym samym okresie litowca gęstość
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
tworzy dwuwartościowe kationy
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma barwę srebrzystoszarą
jest dosyć twardy
jest kruchy
przy kontakcie z powietrzem ulega pasywacji pokrywając się warstwą tlenku i azotku
w skorupie ziemskiej jest ponad 4% wapnia, występuje w licznych krzemianach, glinokrzemianach, węglanach (m. in. kalcycie o wzorze chemicznym CaCO3, który jest skladnikiem takich skał wapiennych jak: marmur, wapień i kreda oraz w dolomicie o wzorze CaCO3&·MgCO3), siarczanach, np. w gipsie (jest to uwodniony siarczan wapnia CaSO4·2H2O) oraz fosforanach (np.: fosforyt, apatyt) i fluorkach, np. fluoryt CaF2
barwi płomień palnika na ceglastoczerwony
z wodą reaguje już w temperaturze pokojowej, dlatego też należy go przechowywać w nafcie, reakcja wapnia z wodą zachodzi jednak powoli: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
reaguje z kwasami dając sól i wodór: Ca + H2SO4 → CaSO4 + H2
reaguje z tlenem w temperaturze pokojowej
reaguje też z wodorem
jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu - jest najważniejszym składnikiem budulcowym kości (a w tym zębów), odpowiada też za prawidłową krzepliwość krwi, przewodzenie impulsów, aktywację wielu enzymów
wśród składników odżywczych najbogatszym źródłem wapnia są mleko i produkty mleczne, do prawidłowego przyswajania wapnia niezbędna jest witamina D
wodorowęglany wapnia jak i magnezu powodują twardość wody, która objawia się powstawaniem osadu podczas gotowania wody
Otrzymywanie:
prażenie tlenku wapnia i glinu
elektroliza stopionego chlorku wapnia
Zastosowanie:
zabezpieczenie przed utlenianiem przy produkcji innych metali, np.: miedzi
osuszanie alkoholi, paliw kopalnych
Zastosowanie najważniejszych związków wapnia:
tlenek wapnia (wapno palone, powstaje po ogrzaniu do bardzo wysokiej temperatry węglanu wapnia, reakcja przebiega następująco: CaCO3 → CaO + CO2 ) jest silnie higroskopijny, dlatego też służy do osuszania innych związków chemicznych, poza tym wchodzi w skład tynku i zaprawy murarskiej po wyschnięciu
wodorotlenek wapnia (wapno gaszone, powstaje w następującej reakcji: CaO + H2O → Ca(OH)2 ) jest silnie żrący, dlatego służy głównie jako środek dezynfekujący, jest też wykorzystywany w budownictwie - wchodzi w skład zaprawy murarskiej, która wysychając staje się twarda, ponieważ reaguje z CO2 i przechodzi w węglan wapnia wydzielając jedncześnie wodę, wapno gaszone służy też do bielenia ścian, wapnowania gleby na polach uprawnych, a także do wykrywania CO2
gips CaSO4·2H2O - ma swoje zastosowanie w budownictwie w zaprawach gipsowych służących do wyrównywania ścian, wykorzystuje się go też do wykonywania odlewów, a także w medycynie do usztywniania złamanych kości
chlorek wapnia CaCl2 - podobnie jak NaCl jest wykorzystywany do rozpuszczania śniegu i lodu na drogach zimą
azotan wapnia Ca(NO3)2 - nawóz
SKAND
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystobiałą barwę
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma 25 różnych izotopów, ale tylko jeden z nich 45Sc jest trwały i tylko ten występuje w przyrodzie
zawartość skandu w skorupie ziemskiej wynosi ok. 0,002%
skand występuje naturalnie przeważnie w minerale o nazwie tortweityt Sc2Si2O7
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym, ma jednak najmniejszy promień atomowy oraz jonowy ze wszystkich skandowców (w skład których poza skandem i itrem wchodzą również lantan i aktyn)
występuje na III stopniu utlenienia
reaguje z wodą, a także z rozcieńczonymi kwasami
jego tlenki mają charakter słabo zasadowy
skand, podobnie jak pozostałe skandowce i lantanowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
ma właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
w wyniku reakcji tlenku skandu z fluorowodorem w temperaturze 600 stopni C powstaje fluorek skandu, który następnie poddaje się reakcji z wapniem i otrzymuje się skand w stanie wolnym zgodnie z reakcją: 2ScF3 + 3Ca → 3CaF2 + 2Sc
Zastosowanie skandu:
stop skandu i magnezu jest wykorzystywany w filtrach neutronów w reaktorach
TYTAN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest bardzo wytrzymały mechanicznie - charakteryzuje się największą wytrzymałością mechaniczną w stosunku do swojego ciężaru
jest wytrzymały na rozciąganie
ma niewielką gęstość
jest odporny na korozję
czysty tytan jest ciągliwy i łatwo można go poddawać obróbce
jest twardy
posiada dwie odmiany alotropowe - heksagonalną i regularną, druga z nich występuje w temperaturze powyżej 1100K; odmiany alotropowe tytanu mogą przechodzić w siebie nawzajem w zależności od temperatury
tytan charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wysoką temperaturą wrzenia
jest pierwiastkiem często spotykanym na Ziemi - stanowi ok. 0,57% skorupy ziemskiej, co daje mu 9. pozycję wśród wszystkich pierwiastków pod względem rozpowszechnienia
w skorupie ziemskiej przeważnie występuje jednak w rozproszeniu, ale jest też spotykany w postaci minerałów: rutylu TiO2 oraz ilmenitu FeTiO3
tytan jest też obecny na Księżycu i w meteorytach
jest paramagnetykiem
dość słabo (jak na metal) przewodzi prąd i ciepło
występuje na II, III lub IV stopniu utlenienia, najtrwalszy z nich jest IV stopień utlenienia
jego tlenki mają charakter amfoteryczny
jest mało aktywny chemicznie
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
roztwarza się w kwasie siarkowym, fluorowodorowym, a na gorąco w kwasie solnym
w wysokich temperaturach reaguje z tlenem, azotem, węglem i chlorem
ciekawą właściwością tytanu jest jego zdolność rozpuszczania tlenu
Otrzymywanie:
z rutylu lub ilmenitu poprzez ogrzewanie mieszaniny minerału z węglem oraz chlorem - w ten sposób tworzą się chlorki tytanu, które redukuje się do czystego tytanu za pomocą magnezu przy obecności ochronnej atmosfery argonu (jest to tzw. metoda Krolla)
Zastosowanie tytanu i jego związków:
dodatek do stali zwiększający jej wytrzymałość mechaniczną oraz elastyczność
do konstruowania samolotów oraz rakiet
dwutlenek tytanu jest stosowany m. in.: w przemyśle metalurgicznym, lakierniczym, papierniczym, wytwarza się z niego białe pigmenty
azotek tytanu oraz węglik tytanu wykorzystuje się do produkcji narzędzi tnących
WANAD
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystoszarą barwę
jest twardy, ale charakteryzuje się ciągliwością i kowalnością
w temperaturze powyżej 300 st.C staje się kruchy
jest pierwiastkiem dość często spotykanym na Ziemi - stanowi ponad 0,01% skorupy ziemskiej
w skorupie ziemskiej przeważnie występuje jednak w postaci rozproszonej, może też tworzyć minerały, takie jak patronit, wanadynit czy karnotyt, ale należą one do rzadkości
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wysoką temperaturą wrzenia
można go spotkać na stopniach utlenienia od -I do V, ale najtrwalszy jest IV stopień utlenienia wanadu
związki wanadu na II i III stopniu utlenienia mają charakter jonowy, a na IV i V kowalencyjny
jego tlenki mają zazwyczaj charakter amfoteryczny, tlenek wanadu (II) jest zasadowy
jest odporny chemicznie, nie reaguje z wodą, kwasem solnym, azotowym ani siarkowym, nie reaguje też z zasadami
ulega działaniu wody królewskiej, kwasu fluorowodorowego, oleum (kwas siarkowy zawierający nadmiarową ilość SO3)
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
po silnym ogrzaniu może przereagować z tlenem, azotem, węglem, a także wodorem
Otrzymywanie:
redukcja V2O5 wapniem lub glinem
redukcja V2O3 węglem
redukcja VCl3 magnezem
Zastosowanie:
dodatek do stali zwiększający odporność na ścieranie i pękanie
do konstruowania reaktorów jądrowych
jako znacznik izotopowy (w tym celu jest używany izotop 48V)
związki wanadu, zwłaszcza V2O5, znajdują zastosowanie jako katalizatory
CHROM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma błękitnosrebrzystą barwę
jest twardy oraz kruchy
jest dość dobrze rozpowszechniony w skorupie ziemskiej - stanowi ok. 0,01% skorupy Ziemi, co daje mu pod tym względem 20. pozycję spośród wszystkich pierwiastków
wchodzi w skład różnych minerałów, przede wszystkim chromitu - FeCr2O4 i krokoitu - PbCrO4, występuje też w glinokrzemianach i spinelach
jest dobrym przewodnikiem elektryczności oraz ciepła
charakteryzuje się wysokimi temperaturami topnienia oraz wrzenia
warto zwrócić uwagę na konfigurację elektronową chromu: [Ar] 3d5 4s1 - jak widać podpowłoka d jest do połowy zapełniona elektronami, podczas gdy na podpowłoce s występuje tylko jeden elektron - wynika to stąd, że dla pierwiastków bardziej korzystna energetycznie jest konfiguracja w której podpowłoka d jest całkowicie lub też połowicznie zapełniona elektronami niż taka w której to podpowłoka s byłaby całkowicie wypełniona elektronami
w związkach chemicznych występuje na II, III lub VI stopniu utlenienia, przy czym najtrwalszym stopniem utlenienia chromu jest III
chrom na VI stopniu utlenienia jest silnym utleniaczem, natomiast na II stopniu utlenienia jest silnym reduktorem
w temperaturze pokojowej ulega pasywacji - pokrywa się ochronną warstwą tlenku zapobiegającą korozji, przebiega następująca reakcja: 4Cr + 3O2 → 2Cr2O3
jego tlenki, w zależności od stopnia utlenienia chromu, mogą mieć charakter zasadowy, kwasowy lub amfoteryczny - im wyższy stopień utlenienia tego pierwiastka tym bardziej kwasowy charakter ma tlenek
również wodorotlenki chromu mają różnorodny charakter: Cr(OH)2 jest zasadowy, a Cr(OH)3 amfoteryczny
jest mało aktywny chemicznie, podobnie jak pozostałe chromowce
na zimno chrom reaguje z kwasem siarkowym oraz kwasem solnym, reaguje też z fluorem
w wyższych temperaturach reaguje z chlorowcami, a także z siarką, węglem i azotem
pod wpływem kwasu azotowego (a także innych utleniaczy) ulega pasywacji
charakterystyczne dla chromu jest to, że tworzy związki chemiczne o różnorodnych kolorach w zależności od tego na którym stopniu utlenienia występuje oraz jakie połączenia powstają, np.:
na II stopniu utlenienia: Cr(OH)2 ma barwę ciemnobrunatną, tlenek chromu (II) CrO jest czarny, roztwory soli chromu (II) są zazwyczaj niebieskie
na III stopniu utlenienia: Cr(OH)3 ma barwę szaroniebieską, za to jony chromu na III stopniu utlenienia są koloru zielonego, np.: Cr(OH)6-3- oraz Cr3+ (ten ostatni może też przyjmować zielonogranatowe zabarwienie, np.: gdy występuje jako siarczan (VI) chromu (III)), z kolei CrCl3 w formie stałej jest koloru czerwonofioletowego (dopiero po jego rozpuszczeniu w wodzie jony Cr3+ powodują, że roztwór staje się zielony)
na VI stopniu utlenienia: jony chromu na tym stopniu utlenienia mogą mieć barwę żółtą, jeśli występują w postaci CrO42- lub pomarańczową, gdy są w postaci Cr2O72-
chrom jest też ważnym mikroelementem - wchodzi w skład wielu enzymów, ułatwia przenikanie glukozy do komórek, jego niedobór powoduje wzrost poziomu cukru, a także cholesterolu we krwi
Otrzymywanie:
głównie z chromitu - poddaje się go działaniu węglanu sodu przy dużym dostępie powietrza, powstaje wtedy chromian sodu, który po zakwaszeniu jest przeprowadzany do dichromianu sodu, ten z kolei redukuje się do Cr2O3 przez ogrzewanie wspomanianego dichromianu w obecności węgla, następnie do Cr2O3 dodaje się glin, który redukuje tlenek do chromu, zgodnie z reakcją: Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3
przez elektrolizę
Zastosowanie:
jako powłoka antykorozyjna do pokrywania innych metali
dodatek do stopów - powoduje, że stop staje się twardszy oraz bardziej odporny zarówno mechanicznie jak i chemicznie
produkcja elementów grzewczych
związki chromu, ze względu na swe różnorodne kolory, są stosowane jako barwniki i pigmenty
MANGAN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma różowosrebrzystą barwę
jest twardy oraz kruchy
stanowi nieco poniżej 0,1% skorupy ziemskiej, co daje mu 12. miejsce pod względem rozpowszechnienia wśród wszystkich pierwiastków
zaraz po żelazie jest najbardziej rozpowszechnionym metalem ciężkim na Ziemi
naturalnie występuje głównie w tlenkach - najpopularniejsze to braunsztyn MnO2 i manganit Mn2O3·H2O, wchodzi w skład głównie skał pochodzenia magmowego, może przechodzić ze skał do roztworu wodnego w czasie procesu ich wietrzenia
wykazuje właściwości paramagnetyczne
w związkach chemicznych przyjmuje II, III, IV, VI lub VII stopień utlenienia, przy czym najtrwalszy z nich jest II stopień utlenienia
mangan na VII stopniu utlenienia jest bardzo silnym utleniaczem
jes dość aktywnym pierwiastkiem
jego tlenki, w zależności od stopnia utlenienia manganu, mogą mieć charakter zasadowy, kwasowy lub amfoteryczny - im wyższy stopień utlenienia tego pierwiastka tym bardziej kwasowy charakter ma tlenek
ulega pasywacji - w atmosferze reaguje z tlenem i pokrywa się ochronną warstwą tlenków zabezpieczającą go przed korozją, zdecydowanie łatwiej ulega utlenianiu, gdy jest rozdrobniony
roztwarza się w kwasach nieutleniających, w czasie reakcji wydziela się wodór
reaguje łatwo z siarką i węglem, może też reagować z azotem
w postaci pyłu mangan reaguje również z wodą
charakterystyczne dla manganu jest to, że tworzy związki chemiczne o różnorodnych kolorach w zależności od tego na którym stopniu utlenienia występuje oraz jakie połączenia powstają, np.:
na II stopniu utlenienia: jony manganu Mn2+ mają bladoróżową barwę (choć zawdzięczają ją głównie uwodnieniu, gdyż w roztworze tworzą się tak naprawdę jony [Mn(H2O)6]2+) - występują przede wszystkim w solach manganu, np.: MnSO4, wodorotlenek managanu Mn(OH)2 jest białym ciałem stałym, ale szybko utlenia się do brunatnego tlenku manganu (IV), tlenek manganu (II) MnO ma z kolei szarozielone zabarwienie - występuje w formie stałej i jest trudno rozpuszczalny w wodzie
na III stopniu utlenienia: Mn2O3 jest czarnym ciałem stałym, Mn2(SO4)3 jest ciemnozielony, ale po rozpuszczeniu w wodzie staje się fioletowy
na IV stopniu utlenienia: wspomniany już tlenek manganu (IV) MnO2, będący najtrwalszym związkiem manganu na tym stopniu utlenienia, ma barwę brunatną
na VI stopniu utlenienia: jony MnO42- mają barwę zieloną
na VII stopniu utlenienia: jony MnO4- mają barwę fioletową
mangan jest też ważnym mikroelementem - wchodzi w skład wielu enzymów, uczestniczy m. in. w procesie wytwarzania krwi oraz w rozwoju komórek
Otrzymywanie:
przede wszystkim z tlenków manganu za pomocą aluminotermii: 3MnO2 + 4Al → 3Mn + 2Al2O3
na drodze elektrolitycznej
Zastosowanie:
głównie jako dodatek do stopów - powoduje, że stają się twardsze i bardziej odporne mechanicznie
Zastosowanie związków manganu:
MnO2 jest stosowany jako utleniacz, służy do usuwania czadu (CO) z powietrza (wraz z tlenkiem miedzi powoduje utlenianie CO do CO2), dlatego też znajduje się w maskach przeciwgazowych, jest również stosowany do odbarwiania szkła, a także w produkcji elektrod w ogniwach Leclanchégo
nadmanganian potasu K2MnO4 jest wykorzystywany jako środek do dezynfekcji oraz utleniacz, jest stosowany w analizach miareczkowych (tzw. manganometria)
ŻELAZO
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest dość miękkie (przynajmniej w czystej postaci, żelazo otrzymane w wyniku wytapiania jest twardsze, ponieważ zawiera zanieczyszczenia)
jest ciągliwe i kowalne
jest najczęściej występującym na Ziemi metalem ciężkim, w skorupie ziemskiej spośród wszystkich pierwiastków zajmuje 4. miejsce pod względem rozpowszechnienia, uważa się też, że generalnie jest najbardziej rozpowszechnionym pierwastkiem na Ziemi ze względu na to, że jest głównym składnikiem jądra naszej planety
jest spotykany w formie żelaza rodzimego, ale przede wszystkim występuje na Ziemi w postaci związków chemicznych, najważniejsze rudy żelaza to: hematyt Fe2O3, magnetyt Fe3O4, syderyt FeCO3, piryt FeS2 oraz limonit, którego głównym składnikiem jest FeO(OH)
znane są cztery odmiany alotropowe żelaza: alfa, beta, gamma i delta, każda z nich występuje w innej temperaturze i mogą one wzajemnie przechodzić w siebie, odmiana alfa jest ferromagnetykiem
w związkach chemicznych występuje najczęściej na II lub III stopniu utlenienia - tworzy wtedy jony, odpowiednio Fe2+ lub Fe3+, może też występować na IV, V, VI stopniu utlenienia - tworzy wtedy połączenia kowalencyjne, znane są też połączenia żelaza na -II, -I, 0 i I stopniu utlenienia
żelazo na VI stopniu utlenienia jest bardzo silnym utleniaczem, przykładem są tu jony FeO42-, są one zazwyczaj nietrwałe
tlenek żelaza (II) FeO ma bardziej zasadowe właściwości niż tlenek żelaza (III) Fe2O3, dlatego też jedynie żelazo na II stopniu utlenienia tworzy sole ze słabymi kwasami, z kolei sole żelaza (III) lepiej hydrolizują
w zetknięciu z powietrzem ulega pasywacji i pokrywa się ochronną warstwą tlenków zabezpieczającą go przed korozją
rdzewieje pod wpływem wilgoci w powietrzu oraz podczas kontaktu z elektrolitami - powstająca rdza to mieszanina uwodnionych tlenków oraz soli, głównie węglanów żelaza
gdy żelazo jest silnie rozdrobnione może zapalić się w powietrzu - powstaje wtedy tlenek żelaza (IV) Fe3O4, tworzy się on także podczas reakcji żelaza w podwyższonej temperaturze z wodą występującą w powietrzu
żelazo jest bardziej aktywne niż wodór, dlatego też wypiera go z kwasów: Fe + H2S → FeS + H2
w reakcji żelaza z kwasami mineralnymi tworzą się sole żelaza na II stopniu utlenienia, podobnie jest w reakcji z kwasami utleniającymi, jednak w tym przypadku, jeśli stężenie kwasu utleniającego jest duże reakcja szybko ulega zahamowaniu ze względu a to, że na powierzchni żelaza powstaje ochronna warstwa tlenku uniemożliwiająca reakcję; żelazo ulega pasywacji np.: pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V) czy też stężonego kwasu siarkowego(VI)
żelazo, które uległo pasywacji, może jednak przereagować z kwasem posiadającym redukujące właściwości
żelazo może tworzyć dwa wodorotlenki: Fe(OH)2 o właściwościach amfoterycznych i Fe(OH)3 o właściwościach słabej zasady, Fe(OH)2 łatwo utlenia się do Fe(OH)3, przy okazji zmienia się zabarwienie - Fe(OH)2 jest białym proszkiem, który pod wpływem utleniania przyjmuje barwę zieloną, a następnie utleniając się do Fe(OH)3 staje się brunatny
żelazo jest też bardzo ważne z biologicznego punktu widzenia - wchodzi w skład licznych białek, w tym enzymów, a przede wszystkim znajduje się w hemoglobinie zawartej w erytrocytach i odpowiedzialnej za transport tlenu we krwi, niedobór żelaza prowadzi do anemii oraz osłabienia odporności organizmu
Otrzymywanie:
przez redukcję rud tlenków żelaza koksem w wielkich piecach (o wysokości ok. 30m), na skutek tego procesu powstaje tzw. surówka będąca stopem żelaza i węgla - zawartość węgla wynosi w niej ok. 4%, surówkę przerabia się na stal o zawartości węgla poniżej 1,7%. W górnej części pieca jest podawana ruda żelaza wraz z koksem i topnikami, od dołu pieca podawane jest gorące powietrze niebędne do spalania koksu, podczs spalania koksu wytwarza się tlenek węgla CO który redukuje tlenki z rudy żelaza, a sam utlenia się do CO2, zachodzą następujące reakcje:
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Reakcje te zachodzą w górnej części pieca, w dolnej zaś spala się koks i jak to już zostalo wspomniane tworzy się CO. W środkowej części pieca skała obecna w rudzie reaguje z topnikami, tworzy się łatwo topliwa mieszanina. Z pieca wpływa produkt - płynne żelazo oraz produkt odpadowy - żużel. Powstałe żelazo zawiera też węgiel, który powoduje jego kruchość i twardość - jest to tzw. żeliwo. Aby otrzymać stal należy usunąć część węgla - jest to możliwe dzięki jego utlenieniu - proces ten przeprowadza się zazwyczaj w tzw. piecach martenowskich
przez redukcję rud tlenków żelaza mieszaniną wodoru, tlenku węgla i metanu
przez redukcję tlenków wodorem - otrzymane tą metodą żelazo jest czyste chemicznie
rozkład karbonylku żelaza
metodą elektrolityczną
Zastosowanie:
głównie jako składnik licznych stopów, przede wszystkim stali i żeliwa
jako reduktor lub katalizator
do wytwarzania elektromagnesów
KOBALT
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o białosrebrzystej barwie
jest ciągliwy i kowalny
jest ferromagnetykiem (traci właściwości ferromagnetyczne dopiero w temperaturze 1388K)
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
stanowi niecałe 0,003% skorupy ziemskiej - występuje głównie w takich minerałach jak smaltyn CoAs2, kobaltyn CoAsS, linneit Co3S4
jest znanych 26 izotopów kobaltu, ale tylko jeden z nich jest trwały i jako jedyny występuje w naturze - jest to izotop 59
w związkach chemicznych kobalt występuje na II lub rzadziej na III stopniu utlenienia
ulega pasywacji
nie koroduje pod wpływem wilgotnego powietrza
reaguje z kwasami mineralnymi dając sole kobaltu na II stopniu utlenienia: Co + 2HCl → CoCl2 + H2
pod wpływem stężonego kwasu azotowego ulega pasywacji
gdy kobalt jest silnie rozdrobniony może zapalić się w powietrzu, jeśli nie jest rozdrobniony może przereagować z tlenem dopiero w podwyższonej temperaturze dając tlenek kobaltu Co3O4
w podwyższonej temperaturze reaguje też z siarką i chlorowcami
jest mikroelementem - potrzebny jest jednak dla organizmu w bardzo niewielkich ilościach, wchodzi w skład niektórych enzymów, występuje też w witaminie B12, gdy jest go za mało w organizmie prowadzi to do problemów z krzepliwością krwi
Otrzymywanie:
wydziela się go z rud miedzi i żelaza, podczas tego procesu tworzą się tlenki kobaltu, które redukuje się węglem
metodą elektrolityczną
Zastosowanie kobaltu i jego związków:
dodatek do stopów, głównie magnetycznych, a także nadstopów (charakteryzujących się żaroodpornością), zwiększa też odporność stopu na korozję
do produkcji elektrod w akumulatorach
jako barwnik, zwłaszcza przy produkcji szkła w kolorze niebieskim
w radioterapii
sole kobaltu są stosowane w elektronice, są też wykorzystywane jako pigmenty, a także jako katalizatory w syntezie organicznej
NIKIEL
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o białosrebrzystej barwie i nieco żółtym odcieniu
jest ciągliwy i kowalny
jest ferromagnetykiem (traci właściwości ferromagnetyczne dopiero w wyższych temperaturach, rzędu kilkuset kelwinów)
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
stanowi niecałe 0,009% skorupy ziemskiej - występuje głównie w takich minerałach jak chloantyt NiAs3, gersdorfit NiAsS, pentlandyt (Ni,Fe)9S8
przypuszcza się, że wraz z żelazem tworzy jądro naszej planety
w związkach chemicznych nikiel występuje na II lub rzadziej na III stopniu utlenienia
ulega pasywacji
nie koroduje pod wpływem wilgotnego powietrza
reaguje z kwasami mineralnymi dając sole niklu na II stopniu utlenienia: Ni + 2HCl → NiCl2 + H2
pod wpływem stężonego kwasu azotowego ulega pasywacji
gdy nikiel jest silnie rozdrobniony może zapalić się w powietrzu, jeśli nie jest rozdrobniony może przereagować z tlenem dopiero w podwyższonej temperaturze dając tlenek niklu NiO
w podwyższonej temperaturze reaguje też z siarką i chlorowcami
jest mikroelementem - potrzebny jest jednak dla organizmu w bardzo niewielkich ilościach, wchodzi w skład niektórych enzymów
Otrzymywanie:
z minerałów zawierających nikiel
metodą karbonylkową Monda - otrzymany w ten sposób nikiel jest bardzo czysty
Zastosowanie niklu i jego związków:
dodatek do stopów, zwiększa ich odporność na korozję oraz dodaje połysku, jest wykorzystywany głównie do produkcji stali nierdzewnej, a także nadstopów (charakteryzujących się żaroodpornością)
do wytwarzania magnesów
jako katalizator w reakcjach uwodorniania
do produkcji taniej biżuterii
związki kompleksowe niklu są stosowane jako katalizatory
MIEDŹ
Najważniejsze właściwości:
jest metalem półszlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
jest miękka, a także ciągliwa i kowalna
charakteryzuje się różowoczerwoną barwą i połyskiem
dobrze przewodzi ciepło oraz prąd - jest jednym z najlepszych przewodników ciepła oraz elektryczności wśród wszystkich pierwiastków
pod wpływem powietrza ulega pasywacji - jej powierzchnia pokrywa się warstwą tlenku Cu2O odpowiadającego za czerwonobrązową barwę miedzi; po ogrzaniu Cu2O przechodzi w czarny CuO
z kolei pod wpływem działania dwutlenku węgla oraz wilgoci miedź pokrywa się patyną - jest to warstwa węglanów o zielonej barwie, chroni ona miedź przed czynnikami atmosferycznymi
miedź stanowi 0,006% skorupy ziemskiej, co daje jej 26. pozycję wśród wszystkich pierwiastków pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej
może występować w przyrodzie zarówno w stanie wolnym jak i związanym, głównie w postaci tlenków, takich jak np.: kupryt Cu2O, lub siarczków, jak chalkozyn Cu2S, chalkopiryt CuFeS2 czy kowelin CuS, może też występować w postaci węglanów, np. w malachicie Cu2CO3(OH)2
warto zwrócić uwagę na konfigurację elektronową miedzi: [Ar] 3d10 4s1 - jak widać podpowłoka d jest całkowicie zapełniona elektronami, podczas gdy na podpowłoce s występuje tylko jeden elektron - wynika to stąd, że dla pierwiastków bardziej korzystna energetycznie jest konfiguracja w której podpowłoka d jest całkowicie lub też połowicznie zapełniona elektronami niż taka w której to podpowłoka s byłaby całkowicie wypełniona elektronami
w związkach chemicznych może występować na I, II, III lub IV stopniu utlenienia, przy czym najczęściej występuje na II stopniu utlenienia. Na I stopniu utlenienia miedź występuje w nierozpuszczalnych związkach stałych, a na III lub IV stopniu utlenienia w związkach kompleksowych
miedź nie wykazuje zbyt dużej aktywności chemicznej - jest mniej aktywna od wodoru i nie wypiera go z kwasów
reaguje ze stężonymi kwasami utleniającymi np.: z HNO3 i gorącym H2SO4, zgodnie z reakcją: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
tlenki miedzi mają charakter zasadowy, natomiast wodorotlenek miedzi (II) ma właściwości amfoteryczne
miedź jest też istotna z biologicznego punktu widzenia - jest ważnym mikroelementem, pozwala organizmowi lepiej przyswajać żelazo, występuje w centrach aktywnych licznych enzymów, jest niezbędna przy wytwarzaniu czerwonych krwinek, uczestniczy też w przewodzeniu impulsów nerwowych
Otrzymywanie:
jest otrzymywana głównie z rud siarczkowych miedzi, siarczki miedzi są oddzielane od pozostałych składników przez proces flotacji, otrzymuje się w ten sposób koncentrat miedziowy, który jest następnie przerabiany w piecu hutniczym na tzw. kamień miedziowy, który składa się głównie z siarczków miedzi oraz z siarczku żelaza. Z kamienia miedziowego otrzymuje się surową miedź - następuje to w tzw. piecu konwertorowym. Zachodzą następujące reakcje: 2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2, a następnie: 2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
Zastosowanie miedzi:
ze względu na dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne oraz odpowiednie właściwości mechaniczne czysta miedź elektrolityczna służy do wytwarzania przewodów elektrycznych, kabli oraz części do transformatorów, występuje też w układach scalonych oraz jest wykorzystywana do produkcji elektromagnesów
miedź jest też wykorzystywana do produkcji kotłów i aparatury przemysłowej, m. in. wymienników ciepła czy radiatorów
do wytwarzania blachy miedzianej, którą stosuje się do pokrywania dachów
wchodzi w skład licznych stopów: mosiądzu (stop miedzi i cynku), tombaku (stop miedzi i cynku, ale o minimalnej zawartości miedzi wynoszącej 80%), brązu (stop miedzi i cyny), konstantanu (stop miedzi i niklu)
jako pokrycie biostatyczne, m. in. powierzchni statków
Zastosowanie związków miedzi:
siarczan (VI) miedzi (II) ma zastosowanie jako nawóz
związki miedzi są też wykorzystywane w medycynie do leczenia wrzodów żołądka
CYNK
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma niebieskobiałą barwę
w temperaturze pokojowej jest kruchy, z kolei w temperaturze przekraczającej 370K można go walcować, ale po podgrzaniu do temperatury powyżej 420K znów staje się bardzo kruchy
stanowi 0,007% skorupy ziemskiej, co daje mu 22. pozycję wśród wszystkich pierwiastków pod względem częstości występowania w skorupie ziemskiej
przeważnie występuje w przyrodzie w postaci minerałów, najbardziej rozpowszechnione minerały cynku to blenda cynkowa ZnS oraz smitsonit ZnCO3
ma stosunkowo niską temperaturę topnienia
w zetknięciu z powietrzem ulega pasywacji - pokrywa się ochronną warstwą tlenku tracąc tym samym połysk
po podgrzaniu reaguje z tlenem dając tlenek cynku: 2Zn + O2 → 2ZnO
tlenek cynku ma właściwości amfoteryczne
cynk występuje na II stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie w środowisku kwaśnym oraz zasadowym
w środowisku obojętnym nie reaguje z wodą
roztwarza się w kwasach mineralnych z wydzieleniem wodoru
reaguje też z gorącymi roztworami mocnych zasad dając tetrahydroksycynkan i wodór
cynk może łatwo tworzyć związki kompleksowe - tworzy je z ligandami, które jako atom donorowy zawierają atom tlenu, siarki lub azotu
właściwości chemiczne cynku są zbliżone do właściwości chemicznych kadmu
cynk jest ważnym mikroelementem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu - wchodzi w skład centrów aktywnych licznych enzymów, biorąc tym samym udział w wielu bardzo ważnych procesach, takich jak: gojenie ran, wspomaganie pracy układu odpornościowego, mineralizacja kości, utrzymywanie ciśnienia krwi na odpowiednim poziomie oraz wydzielanie insuliny w odpowiednich ilościach
Otrzymywanie:
z rud cynku za pomocą metody pirometalurgicznej polegającej na prażeniu blendy cynkowej ZnS w obecności powietrza - w ten sposób tworzy się tlenek cynku ZnO, który następnie redukuje się do cynku za pomocą węgla (reakcja ta zachodzi w temperaturze wyższej od temperatury wrzenia cynku)
z rud cynku metodą hydrometalurgiczną, która jest podobna do powyżej omówionej metody pirometalurgicznej, ale rozwiązuje problem utleniania pewnych ilości powstałego cynku przez dwutlenek węgla - w metodzie hydrometalurgicznej wtryskiwany jest ołów, który rozpuszcza powstały w wyniku reakcji redukcji cynk uniemożliwiając tym samym jego utlenienie
Zastosowanie cynku i jego związków:
głównie do pokrywania innych metali, zwłaszcza żelaza, w celu zabezpieczenia przed korozją - cynk najlepiej nadaje się do tego, ponieważ nawet w przypadku uszkodzenia powłoki ochronnej żelazo nie ulega korozji (roztwarzaniu ulega w tym przypadku powłoka cynkowa)
wchodzi w skład wielu stopów, a zwłaszcza mosiądzu (stop cynku i miedzi)
jest też wykorzystywany do produkcji ogniw galwanicznych
biel cynkowa ZnO jest stosowana w przemyśle lakierniczym oraz farbiarskim, a także jako wypełniacz tworzyw sztucznych
GAL
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy borowców, choć ze względu na to, że w 13. grupie układu okresowego bor ma znacznie różniące się właścwiości od pozostałych pierwiastków, pierwiastki tej grupy z wyłączeniem boru często nazywa się glinowcami
jest metalem
jest go bardzo mało w skorupie ziemskiej, nie tworzy minerałów, głównie można go spotkać jako zanieczyszczenie innych minerałów, np.: blendy cynkowej czy boksytu
jest aktywny chemicznie
jego tlenek ma amfoteryczny charakter
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u berylowców, ind ma mniejszy promień atomowy i jonowy od leżącego w tym samym okresie układu okresowego berylowca
ma zdecydowanie wyższą temperaturę wrzenia niż topnienia
ma niedużą energię jonizacji, porównywalną z energiami jonizacji pierwiastków 2. grupy układu okresowego
w związkach chemicznych występuje na III stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
german może tworzyć germanowodory - związki o budowie łańcuchowej złożone z wiązań Ge-Ge
Otrzymywanie:
german otrzymuje się przez oczyszczenie z minerału germanitu lub z rudy cynku
Zastosowanie:
dawniej był stosowany do produkcji tranzystorów i diod, ale został wyparty przez krzem dzięki jego właściwościom oraz powszechności występowania
produkcja światłowodów
produkcja katalizatorów
produkcja przyrządów optycznych
ARSEN
Najważniejsze właściwości:
jest półmetalem
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
rzadko występuje w przyrodzie - stanowi głównie składnik siarczków, arsenków i arsenosiarczkówa, jeszcze rzadziej można go spotkać w stanie wolnym
wyróżnia się trzy odmiany alotropowe arsenu: arsen szary, żółty i czarny
nie jest aktywny chemicznie
w związkach tworzy wiązania kowalencyjne
występuje na -III, III lub rzadziej na V stopniu utlenienia
bardzo trudno zachodzi w reakcję z tlenem
As2O3 ma charakter amfoteryczny, a As2O5 słabo kwasowy
związki arsenu są toksyczne
Otrzymywanie:
beztlenowe ogrzewanie arsenopirytu: FeAsS → FeS + As
redukcja arszeniku węglem: As2O3 + 3C → 2As + 3CO
Zastosowanie:
impregnacja drewna
jako dodatek do niektórych stopów
dodatek do szkła
jako pigmenty w farbach malarskich
do produkcji środków ochrony roślin
arsenek galu jest wykorzystywany w produkcji półprzewodników
SELEN
Najważniejsze właściwości:
jest niemetalem
w skorupie ziemskiej jest go bardzo mało - poniżej 0,05 ppm, przeważnie występuje jako zanieczyszczenie innych minerałów, zwłaszcza siarczkowych
występuje w różnych odmianach alotropowych, zarówno w formie krystalicznej jak i amorficznej, może tworzyć (podobnie jak siarka) pierścienie składające się z ośmiu atomów, może też występować w formie łańcuchowej
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
może występować na -II, II, IV i VI stopniu utlenienia
jest mniej aktywny chemicznie od tlenowców o mniejszej od niego liczbie atomowej
podczas ogrzewania ulega procesowi spalania w wyniku którego powstaje tlenek selenu (IV) SeO2
łatwo reaguje z fluorem dając heksafluorek selenu
reaguje też z chlorem, w wyniku reakcji z chlorem może tworzyć Se2Cl2 lub SeCl4
łatwo reaguje z metalami alkalicznymi
jego tlenki mają charakter silnie kwasowy
wzmacnia układ odpornościowy, chroni błony komórkowe przed wolnymi rodnikami, przeciwdziała chorobom krążenia, należy jednak pamiętać, że w zbyt dużych ilościach może być szkodliwy - powoduje wypadanie włosów oraz łamliwość paznokci
Otrzymywanie:
z rud siarczkowych - na skutek prażenia tworzy się SeO2 z którego następnie otrzymuje się czysty selen
w laboratorium jest otrzymywany przez redukcję hydrazyną kwasu selenowego
Zastosowanie:
jest stosowany do produkcji fotokomórek i kserokopiarek ze względu na swoje przewodnictwo zależne od naświetlenia
do produkcji prostowników
do barwienia szkła na kolor czerwony
związku selenu są wykorzystywane do wytwarzania ogniw fotowoltaicznych
siarczek selenu SeS2 jest stosowany w medycynie i kosmetyce - służy jako środek przeciw grzybicy oraz przeciw łupieżowi
BROM
Najważniejsze właściwości:
w warunkach normalnych jest cieczą o czerwonobrązowej barwie
jest niemetalem
ma ostry drażniący zapach podobny do zapachu chloru
jest toksyczny
w przyrodzie występuje tylko w stanie związanym
w skorupie ziemskiej występuje w śladowych ilościach
zdecydowanie więcej bromu znajduje się w wodach mórz i oceanów, w wodzie morskiej pierwiastek ten występuje w postaci bromków
w stanie wolnym brom występuje jako dwuatomowa cząsteczka Br2
jest pierwiastkiem o bardzo dużej elektroujemności
łatwo tworzy aniony Br-
dosyć dobrze rozpuszcza się w wodzie, tworząc tzw. wodę bromową o brązowej barwie
lepiej niż w wodzie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych
wykazuje znaczną aktywność chemiczną, wśród pierwiastków 17. grupy układu okresowego jest aktywniejszy od jodu i astatu, choć mniej aktywny niż fluor i chlor
jest silnym utleniaczem
najczęściej występuje na -I stopniu utlenienia, ale może też być na I, III, V, VII stopniu utlenienia
reaguje powoli z wodą: Br2 + H2O → HBr + HBrO
reaguje łatwo z wieloma metalami
reaguje też z niemetalami takimi jak: siarka, fosfor, arsen
jest wypierany z roztworów soli przez fluorowce o mniejszej od niego liczbie atomowej
reaguje z wodorem, ale jedynie w obecności silnego światła lub po podgrzaniu: Br2 + H2 → 2HBr
może reagować też z węglowodorami
jego tlenki mają charakter silnie kwasowy
brom tworzy liczne kwasy tlenowe: HBrO, HBrO2, HBrO3, HBrO4, im wyższy stopień utlenienia bromu w tych związkach, a co za tym idzie im większa liczba atomów tlenu w kwasie, tym kwas jest mocniejszy
Otrzymywanie:
przeważnie z wody morskiej poprzez wyparcie go chlorem: 2Br- + Cl2 → Br2 + 2Cl-
Zastosowanie:
w przemyśle farmaceutycznym
w przemyśle barwników
w syntezach organicznych
Zastosowanie związków bromu:
bromek srebra ma zastosowanie w fotografii, choć obecnie stracił na znaczeniu ze względu na rozwój fotografii cyfrowej
bromek potasu stosuje się jako środek uspokajający
dibromoetylen jest środkiem przeciwstukowym dodawanym do benzyny
KRYPTON
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest bardziej rozpowszechniony we Wszechświecie niż na Ziemi, choć jego zawartość we Wszechświecie jest mniejsza niż zawartość helowców o mniejszej od kryptonu liczbie atomowej
w atmosferze ziemskiej występuje w śladowych ilościach
tworzy się na Ziemi w wyniku przemian promieniotwórczych - powstaje w wyniku rozpadu promieniotwórczego uranu i plutonu
jest bierny chemicznie, wynika to z bardzo trwałej konfiguracji elektronowej kryptonu
jak wszystkie gazy szlachetne ma dużą energię jonizacji, co świadczy o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
może reagować jedynie z fluorem w warunkach wysokiego ciśnienia dając fluorki: KrF2, KrF4, oraz z fluorowodorem dając fluorowodorek kryptonu
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia oraz niską temperaturą wrzenia
ma gęstość większą od powietrza
charakteryzuje się niską przewodnością cieplną
Otrzymywanie:
ze skroplonego powietrza przez destylację frakcjonowaną
Zastosowanie:
do wypełniania żarówek
do wypełniania szyb zespolonych
RUBID
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
w reakcjach tworzy jony dodatnie
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje właściwie wyłącznie w postaci związków chemicznych
ma niską energię jonizacji, ponieważ jak wszystkie metale alkaliczne posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
w związkach chemicznych występuje na I stopniu utlenienia (lub bardzo rzadko na -I)
ma bardzo duży promień atomowy i jonowy, zarówno jego promień atomowy jak i jonowy jest drugi po cezie pod względem wielkości (słabo przyciąga elektrony, ponieważ ma niewielki ładunek jądra, co wpływa na wielkość promienia pierwiastka)
ma bardzo małą elektroujemność (jak wszystkie metale alkaliczne)
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest miękkim metalem - można go bez trudu kroić nożem
ma srebrzystą barwę, jednak przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku i traci połysk, a jego barwa staje się szara
jest metalem lekkim
występuje w przyrodzie w niewielkich ilościach
ma aż 29 izotopów z których tylko jeden 85Rb jest stabilny
barwi płomień palnika na kolor różowofioletowy
łatwo reaguje z tlenem dając ponadtlenki
jego tlenki mają silnie zasadowy charakter
reaguje bardzo gwałtownie z wodą, jeszcze gwałtowniej niż sód i potas (aktywność litowców rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej), dlatego też należy go przechowywać w nafcie, jego reakcja z wodą przebiega zgodnie z równaniem: Rb + H2O → RbOH + H2
reaguje z kwasami dając sole
reaguje również z wodorem i chlorem (a także innymi poza chlorem fluorowcami) dając odpowiednio: wodorki (NaH) i chlorki (NaCl)
jak wszystkie litowce wykazuje dużą przewodność elektryczną i cieplną
Otrzymywanie:
elektroliza stopionych wodorotlenków lub bezwodnych soli
rozkład termiczny azydków
Zastosowanie:
nie jest powszechnie stosowany
STRONT
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
jest aktywny chemicznie, jego aktywność chemiczna jest większa niż berylowców mających mniejszą od niego liczbę atomową, ale mniejsza w porównaniu z tymi o większej liczbie atomowej
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców, stront ma mniejszy promień atomowy i jonowy w porównaniu z rubidem znajdującym się w tym samym okresie, ale za to w pierwszej grupie układu okresowego
z tego samego względu ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż znajdujący się odpowiednio w tym samy okresie litowiec temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od znajdującego się w tym samym okresie litowca gęstość
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma barwę srebrzystoszarą
jest miększy niż wapń
przy kontakcie z powietrzem ulega pasywacji pokrywając się warstwą tlenku
na Ziemi jest go niewiele, można go spotkać w niektórych minerałach, np.: w celestynie i stroncjanicie
barwi płomień palnika na karminowy kolor
z wodą i z tlenem reaguje w temperaturze pokojowej, dlatego też należy go przechowywać w nafcie
reakcja strontu z wodą zachodzi szybciej niż reakcja wapnia z wodą, przebiega zgodnie z równaniem: Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2
reaguje z kwasami dając sól i wodór: Sr + H2SO4 → SrSO4 + H2
reaguje też z wodorem
Otrzymywanie:
elektroliza stopionego chlorku strontu
Zastosowanie:
dodatek do szkła z którego są produkowane ekrany
w radioterapii - izotop strontu jest stosowany w celu leczenia raka kości
dodatek do sztucznych ogni
ITR
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma 33 różne izotopy, ale tylko jeden z nich 89Y jest trwały i tylko ten występuje w przyrodzie
zawartość itru w skorupie ziemskiej wynosi ok. 0,003%
itr występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, najbardziej znanym minerałem itru jest ksenotym
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
występuje na III stopniu utlenienia
w temperaturze pokojowej ulega pasywacji - podczas kontaktu z powietrzem pokrywa się ochronną warstwą tlenków
reaguje powoli z wodą, z tlenem może przereagować w podwyższonej temperaturze
po ogrzaniu może też reagować z zasadami i kwasami mineralnymi
jego tlenki mają charakter słabo zasadowy
właściwości chemiczne itru są zbliżone do magnezu
itr, podobnie jak pozostałe skandowce i lantanowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
ma właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z minerałów zawierających itr, m. in.: z ksenotymu
Zastosowanie itru i jego związków:
stopy itru mają swoje zastosowanie jako nadprzewodniki, z kolei stop itru i wolframu jest wykorzystywany do produkcji lamp rentgenowskich
do produkcji kineskopów
tlenek itru jest stosowany w złotnictwie do produkcji cyrkonii
wodorki itru są wykorzystywane jako środki redukujące
CYRKON
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest bardzo wytrzymały mechanicznie
jest plastyczny i łatwo można go poddawać obróbce
posiada dwie odmiany alotropowe - heksagonalną i regularną, druga z nich występuje w temperaturze powyżej 1100K; odmiany alotropowe cyrkonu mogą przechodzić w siebie nawzajem w zależności od temperatury
cyrkon charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wysoką temperaturą wrzenia
jest pierwiastkiem stosunkowo często spotykanym na Ziemi - stanowi ok. 0,02% skorupy ziemskiej, co daje mu 20. pozycję wśród wszystkich pierwiastków pod względem rozpowszechnienia
w skorupie ziemskiej przeważnie występuje jednak w rozproszeniu, ale jest też spotykany w postaci minerałów: cyrkonu ZrSiO4 oraz baddeleitu ZrO2
cyrkon jest też obecny na Księżycu i w meteorytach
ma najwyższy współczynnik odbicia promieniowania elektromagnetycznego ze wszystkich pierwiastków
pod względem właściwości chemicznych jest bardzo podobny do hafnu
najtrwalszym stopniem utlenienia cyrkonu jest IV stopień utlenienia, może on też występować w związkach na II lub III stopniu utlenienia, ale związki te są nietrwałe
jego tlenki mają charakter amfoteryczny
jest mało aktywny chemicznie
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
roztwarza się w kwasie fluorowodorowym
w wysokich temperaturach reaguje z tlenem, azotem, węglem i chlorem
ciekawą właściwością cyrkonu jest jego zdolność rozpuszczania tlenu
Otrzymywanie:
z baddeleitu poprzez ogrzewanie mieszaniny minerału z węglem oraz chlorem - w ten sposób tworzą się chlorki cyrkonu, które redukuje się do czystego cyrkonu za pomocą magnezu przy obecności ochronnej atmosfery argonu (jest to tzw. metoda Krolla)
Zastosowanie cyrkonu i jego związków:
wytwarzanie osłon na paliwo w reaktorach (ze względu na to, że nie pochłania neutronów)
ZrO2 stosuje się do produkcji sztucznych kamieni ozdobnych zwanych cyrkoniami
NIOB
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystoszarą barwę
jest miękki, ciągliwy i kowalny
jest pierwiastkiem dość często spotykanym na Ziemi - stanowi ok. 0,002% skorupy ziemskiej
w skorupie ziemskiej przeważnie występuje jednak w postaci rozproszonej, ale może też tworzyć, wspólnie z tantalem, minerał (Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6, będący podwójnym tlenkiem, w którego skład wchodzi także żelazo i mangan
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wysoką temperaturą wrzenia
pod względem właściwości chemicznych jest bardzo podobny do tantalu
można go spotkać na stopniach utlenienia od -I do V, ale najtrwalszy jest V stopień utlenienia niobu
jego tlenki mają charakter amfoteryczny, choć są bardziej zasadowe niż tlenki wanadu
jest odporny chemicznie, nie reaguje z wodą, większością kwasów ani też z zasadami
ulega działaniu wody królewskiej, kwasu fluorowodorowego oraz innych mocnych kwasów nieorganicznych, a także stopionych wodorotlenków litowców
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
po silnym ogrzaniu może przereagować z tlenem, azotem, węglem, a także wodorem
Otrzymywanie:
z niobitu lub tantalitu poprzez stapianie z NaOH i ługowanie kwasami, a następnie przez rozdzielenie od tantalu za pomocą ekstrakcji i redukcję do czystego metalu
Zastosowanie:
przeważnie jako dodatek do stopów - stop niobu z glinem oraz z cyną ma właściwości nadprzewodnika
MOLIBDEN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest twardy
w skorupie ziemskiej występuje w ilości ok. 1,5ppm, głównie w minerałach: molibdenicie MoS2 i molibdenianach
jest dobrym przewodnikiem elektryczności oraz ciepła
charakteryzuje się bardzo wysokimi temperaturami topnienia oraz wrzenia
warto zwrócić uwagę na konfigurację elektronową molibdenu: [Kr] 3d5 4s1 - jak widać podpowłoka d jest do połowy zapełniona elektronami, podczas gdy na podpowłoce s występuje tylko jeden elektron - wynika to stąd, że dla pierwiastków bardziej korzystna energetycznie jest konfiguracja w której podpowłoka d jest całkowicie lub też połowicznie zapełniona elektronami niż taka w której to podpowłoka s byłaby całkowicie wypełniona elektronami
w związkach chemicznych może występować na -IV, -II, II, III, IV, V, VI stopniu utlenienia, ale najczęściej występje na VI stopniu utlenienia - związki tego pierwiastka na niższych stopniach utlenienia można uzyskać działając bardzo silnymi reduktorami
podobnie jak pozostałe chromowce jest mało aktywny chemicznie
jego tlenki, w zależności od stopnia utlenienia molibdenu, mogą mieć charakter kwasowy lub amfoteryczny - na najwyższym VI stopniu utlenienia molibdenu, jego tlenek ma charakter kwasowy
na zimno może reagować z kwasem siarkowym oraz fluorem, w wyższych temperaturach reaguje z chlorowcami, a także z siarką, węglem i azotem
pod wpływem kwasu azotowego (a także innych utleniaczy) ulega pasywacji
Otrzymywanie:
z molibdenitu, który poddaje się prażeniu, w wyniku prażenia powstaje tlenek molibdenu (VI) z którego następnie otrzymuje się czysty molibden
Zastosowanie:
jako dodatek do stopów - dzięki dodatkowi molibdenu stop staje się twardszy, wykazuje większą odporność mechaniczną i temperaturową
produkcja elementów grzewczych oraz lamp żarowych
w przemyśle lotniczym
związki molibdenu znalazły zastosowanie jako barwniki
TECHNET
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
nie występuje naturalnie na Ziemi, jest otrzymywany sztucznymi metodami
odkryto, że występuje w kosmosie w atmosferze gwiazd
żaden z jego izotopów nie jest stabilny
reaguje z kwasem azotowym i wodą królewską
reaguje też z tlenem w wysokiej temperaturze dając Tc2O7
znane są połączenia technetu na II, IV i VII stopniu utlenienia, ale to ten ostatni jest najtrwalszy i najczęściej spotykany
Otrzymywanie:
przez bombardowanie deuteronami molibdenu lub niobu
przez bombardowanie neutronami jąder uranu
Zastosowanie:
w diagnostyce medycznej
RUTEN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o szarobiałej barwie
jest twardy oraz kruchy
ze względu na właściwości podobne do rodu i palladu jest zaliczany do platynowców lekkich
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
w skorupie ziemskiej znajdują się śladowe ilości rutenu, spotykany jest on przede wszystkim jako zanieczyszczenie rud żelaza, chromu, miedzi i niklu, tworzy też minerał lauryt RuS2
w związkach chemicznych może występować na II, III, IV, VI, VII lub VIII stopniu utlenienia, ale przeważnie jest spotykany na IV stopniu utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
nie reaguje z wodą ani z powietrzem, może reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, która zawiera też domieszkę innych platynowców, które można z niej wydzielić
przez rozkład związków rutenu w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
stopy rutenu i palladu lub platyny mają swoje zastosowanie w dentystyce i złotnictwie
związki rutenu są stosowane jako katalizatory
ROD
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o szarobiałej barwie
jest twardy oraz kruchy
ze względu na właściwości podobne do rutenu i palladu jest zaliczany do platynowców lekkich
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
w skorupie ziemskiej stanowi zaledwie ok. 0,1ppb, spotykany jest przede wszystkim jako zanieczyszczenie rud miedzi i niklu
są znane 34 izotopy rodu, z czego tylko jeden jest trwały, jest to izotop 103, który jako jedyny stanowi naturalny skład tego pierwiastka w przyrodzie
w związkach chemicznych może występować na I, II, III, IV, V lub VI stopniu utlenienia, ale najczęściej jest sptykany na III stopniu utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
nie reaguje z wodą, powietrzem ani z kwasami, może ulegać mocnym zasadom, może też reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, która zawiera też domieszkę innych platynowców, które można z niej wydzielić
przez rozkład związków rodu w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
wytwarzanie tygli
produkcja elementów grzejnych
wyrób narzędzi chirurgicznych
jako powłoka nadająca połysk
jako katalizator
PALLAD
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o szarobiałej barwie
jest dość miękki, ale twardszy od miedzi
jest też ciągliwy i kowalny
ze względu na właściwości podobne do rutenu i rodu jest zaliczany do platynowców lekkich
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
w skorupie ziemskiej stanowi zaledwie ok. 0,6ppb, spotykany jest przede wszystkim jako zanieczyszczenie rud miedzi, cynku i niklu
występuje 25 izotopów palladu, z czego 6 to izotopy trwałe, których mieszanina stanowi naturalny skład tego pierwiastka w przyrodzie
ciekawą właściwością palladu jest jego zdolność rozpuszczania wodoru - pallad jest w stanie rozpuścić kilkaset razy większą objętość wodoru od swojej własnej, wodór jest absorbowany przez pallad w formie atomowej
w związkach chemicznych występuje przeważnie na II lub IV stopniu utlenienia, rzadziej na I lub na VI stopniu utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
nie reaguje z wodą, powietrzem, za to rozpuszcza się w wyniku działania silnych kwasów lub zasad, może reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem, ulega też działaniu wody królewskiej, w wysokiej temperaturze może też przereagować z tlenem dając nietrwałe tlenki palladu
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, która zawiera też domieszkę innych platynowców, które można z niej wydzielić
przez rozkład związków palladu w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
jako filtr do oczyszczania wodoru
jako katalizator
stopy palladu z rutenem mają swoje zastosowanie w dentystyce i złotnictwie
SREBRO
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę i charakteryzuje się połyskiem
wykazuje bardzo dobrą ciągliwość i kowalność
jest bardzo dobrym przewodnikiem elektryczności oraz ciepła - najlepszym ze wszystkich pierwiastków układu okresowego
w stanie czystym jest miękkie
ma największy współczynnik odbicia światła dla światła widzialnego spośród wszystkich metali
zawartość srebra w skorupie ziemskiej wynosi ok. 7·10−2ppm, występuje na Ziemi w postaci srebra rodzimego, a także w minerałach, takich jak: argentyt Ag2S, pirargiryt Ag3SbS3 i chlorargiryt AgCl
nie utlenia się pod wpływem tlenu zawartego w powietrzu, ale jest utleniane przez ozon, a także reaguje z siarkowodorem zawartym w atmosferze - tworzy się wtedy siarczek srebra stanowiący ciemny nalot na powierzchni srebra
charakterystyczne dla stopionego srebra jest to, że może rozpuszczać znaczne objętości tlenu
warto zwrócić uwagę na konfigurację elektronową srebra: [Kr] 4d10 5s1 - jak widać podpowłoka d jest całkowicie zapełniona elektronami, podczas gdy na podpowłoce s występuje tylko jeden elektron - wynika to stąd, że dla pierwiastków bardziej korzystna energetycznie jest konfiguracja w której podpowłoka d jest całkowicie lub też połowicznie zapełniona elektronami niż taka w której to podpowłoka s byłaby całkowicie wypełniona elektronami
jest raczej bierne chemicznie, reaguje jedynie ze stężonymi kwasami utleniającymi np.: z HNO3 i gorącym H2SO4, zgodnie z reakcją: 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
w związkach chemicznych występuje przeważnie na I, zdecydowanie rzadziej na II lub III stopniu utlenienia
Otrzymywanie:
z minerałów zawierających srebro przez dodanie roztworu NaCN - tworzą się kompleksowe związki cyjankowe charakteryzujące się dobrą rozpuszczalnością w wodzie, srebro strąca się przez dodatek cynku do takiego roztworu
Zastosowanie srebra i jego związków:
stop srebra z miedzią (czyste srebro jest zbyt miękkie) wykorzystuje się do wytwarzania biżuterii, naczyń, monet, medali oraz instrumentów muzycznych
ma właściwości bakteriobójcze, dlatego też jest stosowane jako środek odkażający zapobiegający infekcjom ran, służy też do pokrywania narzędzi chirurgicznych oraz do produkcji ubrań - dodatek srebra ma za zadanie zapobieganie grzybicom, infekcjom bakteryjnym i nieprzyjemnemu zapachowi
w medycynie znalazło również zastosowanie jako wypełnienie zębów (głównie w postaci amalgamatów)
jako pokrycie mniej szlachetnych metali w celu zapewnienia im połysku
do wyrobu luster
jako katalizator
do wytwarzania sprzętu elektronicznego
w fotografii chemicznej (głównie azotan srebra)
KADM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma niebieskobiałą barwę
w temperaturze pokojowej jest miękki oraz ciągliwy
w skorupie ziemskiej jest go niewiele, ok. 0,00005%; występuje głównie jako zanieczyszczenie minerałów cynkowych, ale tworzy też minerał o nazwie grenokit CdS (nie mający jednak zastosowań użytkowych)
ma stosunkowo niską temperaturę topnienia
w zetknięciu z powietrzem ulega pasywacji - pokrywa się ochronną warstwą tlenku tracąc tym samym połysk
po podgrzaniu reaguje z tlenem dając tlenek kadmu: 2Cd + O2 → 2CdO
tlenek kadmu ma właściwości zasadowe
kadm występuje na II stopniu utlenienia
roztwarza się w kwasach mineralnych z wydzieleniem wodoru
kadm może łatwo tworzyć związki kompleksowe - tworzy je z ligandami, które jako atom donorowy zawierają atom azotu, siarki lub fosforu
właściwości chemiczne kadmu są zbliżone do właściwości chemicznych cynku
kadm jest bardzo toksyczny - działa wyniszczająco na nerki, uszkadza komórki kory mózgu, zaburza wydzielanie insuliny, powoduje osteoporozę oraz anemię
Otrzymywanie:
stanowi produkt uboczny w procesie otrzymywania cynku - kadm od cynku rozdziela się na drodze destylacji frakcjonowanej
Zastosowanie:
do pokrywania innych metali w celu zabezpieczenia przed korozją - powłoki kadmowe są jeszcze lepsze po tym względem niż cynkowe
wchodzi w skład wielu stopów - stopy kadmu i miedzi są stosowane do wytwarzania przewodów
jako filtr pochłaniający neutrony w reaktorach atomowych
do produkcji akumulatorów niklowo-kadmowych
w stomatologii - z amalgamatu kadmu wytwarza się plomby
IND
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy borowców, choć ze względu na to, że w 13. grupie układu okresowego bor ma znacznie różniące się właścwiości od pozostałych pierwiastków, pierwiastki tej grupy z wyłączeniem boru często nazywa się glinowcami
jest metalem
jest go bardzo mało w skorupie ziemskiej, nie tworzy minerałów, głównie można go spotkać jako zanieczyszczenie m. in. rud żelaza czy cynku
w przyrodzie pojawia się jedynie w postaci związków chemicznych
jest aktywny chemicznie
jego tlenek ma amfoteryczny charakter
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u berylowców, ind ma mniejszy promień atomowy i jonowy od leżącego w tym samym okresie układu okresowego berylowca
ma stosunkowo niską temperaturę topnienia, ale wysoką temperaturę wrzenia
ma niedużą energię jonizacji, porównywalną z energiami jonizacji pierwiastków 2. grupy układu okresowego
w związkach chemicznych występuje na III stopniu utlenienia, rzadziej na I
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
reaguje również (po podgrzaniu) z tlenem, dając tlenek indu
w przeciwieństwie do glinu i galu nie reaguje z zasadami
jest bardzo miękki - można go kroić nożem
Otrzymywanie:
podczas przeróbki blendy cynkowej
redukcja tlenku indu
Zastosowanie:
jako ochrona przed korozją
produkcja niskotopliwych stopów
w elektronice - do wytwarzania ekranów LCD
CYNA
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy węglowców - grupa ta charakteryzuje się znaczącymi różnicami jeśli chodzi o właściwości poszczególnych pierwiastków
jest metalem
występuje w dwóch odmianach alotropowych: jako cyna szara - krucha i będąca półprzewodnikiem oraz jako cyna biała, która to jest srebrzystobiałym, ciągliwym metalem
w roztworach wodnych cyna tworzy kationy Sn2+
nie jest zbyt rozpowszechniona w skorupie ziemskiej, występuje w różnych minerałach - najważniejszym z nich jest kasyteryt SnO2
w związkach chemicznych występuje na II lub na IV stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia
łączy się z tlenem w wysokich temperaturach, tworzy tlenki o charakterze amfoteryczym (SnO lub SnO2)
reaguje z mocnymi kwasami: Sn + 2HCl → SnCl2 + H2
reaguje z mocnymi zasadami (wodorotlenki litowców): Sn + 2OH- + 4H2O → [Sn(OH)6]2- + 2H2
Otrzymywanie:
cynę otrzymuje się z rudy kasyterytu, którą oczyszcza się przez prażenie, a potem przeprowadza się redukcję węglem w wysokej temperaturze, zgodnie z równaniem: SnO2 + 2C → Sn + 2CO
Zastosowanie:
do pokrywania metali warstwą ochronną broniącą przed korozją
jest składnikiem licznych stopów, m. in.: stopu cyny i ołowiu służącego do lutowania metali, stopu drukarskiego składającego się z cyny, ołowiu i antymonu, spiżu będącego stopem cyny, miedzi, cynku i ołowiu oraz brązu cynowego - stopu cyny i miedzi
ANTYMON
Najważniejsze właściwości:
jest półmetalem
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
w skorupie ziemskiej występuje bardzo rzadko - jest składnikiem siarczków, np.: antymonitu oraz tlenków, np.: walentynitu
posiada dwie odmiany alotropowe: metaliczną i bezpostaciową
nie jest aktywny chemicznie
w związkach tworzy wiązania kowalencyjne
występuje na III lub V stopniu utlenienia
bardzo trudno zachodzi w reakcję z tlenem
Sb2O3 ma charakter amfoteryczny, a Sb2O5 słabo kwasowy
Otrzymywanie:
prażenie siarczków antymonu, a następnie redukcja węglem
redukcja siarczków antymonu żelazem
Zastosowanie:
zwiększa twardość stopów, jest wykorzystywany do produkcji stopu czcionkowego oraz stopu łożyskowego
jest też stosowany jako domieszka do półprzewodników
TELLUR
Najważniejsze właściwości:
jest półmetalem
w skorupie ziemskiej jest go niezwykle mało, przeważnie występuje jako zanieczyszczenie innych minerałów, zwłaszcza siarczkowych
najczęściej spotykana odmina alotropowa telluru to tellur metaliczny posiadający budowę łańcuchową - ma on srebrzystobiałą barwę, jest kruchy i miękki
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
może występować na -II, -I, IV i VI stopniu utlenienia
jest mniej aktywny chemicznie od tlenowców o mniejszej od niego liczbie atomowej
podczas ogrzewania ulega procesowi spalania w wyniku którego powstaje tlenek telluru (IV) TeO2
łatwo reaguje z fluorem dając heksafluorek telluru
reaguje też z chlorem, w wyniku reakcji z chlorem może tworzyć Te2Cl2 lub TeCl4
łatwo reaguje z metalami alkalicznymi
jego tlenki mają charakter silnie kwasowy
jest półprzewodnikiem
Otrzymywanie:
jako produkt uboczny przy elektrolitycznej rafinacji miedzi
Zastosowanie:
w stopach metali - ułatwia ich obróbkę
w produkcji półprzewodników składających się z tellurków metali ciężkich
JOD
Najważniejsze właściwości:
w warunkach normalnych jest ciałem stałym o budowie krystalicznej, ciemnoszarej barwie i metalicznym połysku
jest niemetalem
pary jodu mają fioletową barwę i nieprzyjemny, drażniący zapach
w przyrodzie występuje tylko w stanie związanym
w skorupie ziemskiej występuje głównie w złożach saletry sodowej w Ameryce Południowej w postaci jodanów (V) lub jodanów (VII)
znajduje się w wodzie morskiej w postaci jodków
w postaci związanej występuje też w organizmie ludzkim w tarczycy
w stanie wolnym jod występuje jako dwuatomowa cząsteczka I2
jest pierwiastkiem o dużej elektroujemności
łatwo tworzy aniony I-
wykazuje małą rozpuszczalność w wodzie
lepiej niż w wodzie rozpuszcza się w roztworze jodku potasu oraz w wielu rozpuszczalnikach organicznych
w niektórych rozpuszczalnikach przyjmuję barwę fioletową, a w innych brązową - w tym drugim przypadku jest to spowodowane powstawaniem solwatów jodu z rozpuszczalnikiem
jest aktywny chemicznie, choć mniej niż lżejsze od niego pierwiastki 17. grupy układu okresowego
jest silnym utleniaczem
najczęściej występuje na -I stopniu utlenienia, ale może też być na I, III, V, VII stopniu utlenienia
reaguje łatwo z większością metali
spośród niemetali reaguje jedynie z fosforem, fluorem i chlorem
jest wypierany z roztworów soli przez fluorowce o mniejszej od niego liczbie atomowej
jego tlenki mają charakter silnie kwasowy
jod tworzy liczne kwasy tlenowe: HIO, HIO2, HIO3, HIO4, im wyższy stopień utlenienia jodu w tych związkach, a co za tym idzie im większa liczba atomów tlenu w kwasie, tym kwas jest mocniejszy
Otrzymywanie:
pozyskiwany jest ze złóż saletry chilijskiej, znajdujące się w tych złożach jodany redukuje się wodorosiarczanami uzyskując jod
z jodków, poprzez wyparcie go chlorem: 2I- + Cl2 → I2 + 2Cl-
Zastosowanie:
otrzymywanie środków dezynfekujących, np.: jodyny
leczenie chorób tarczycy
produkcja barwników
służy też do wykrywania skrobi, gdyż barwi ją na kolor fioletowoniebieski
KSENON
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
jest bardziej rozpowszechniony we Wszechświecie niż na Ziemi, choć jego zawartość we Wszechświecie jest mniejsza niż zawartość helowców o mniejszej od ksenonu liczbie atomowej
w atmosferze ziemskiej występuje w śladowych ilościach
jest bierny chemicznie, wynika to z bardzo trwałej konfiguracji elektronowej ksenonu
jak wszystkie gazy szlachetne ma dużą energię jonizacji, co świadczy o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
może reagować jedynie z fluorem i tlenem w specyficznych warunkach, dając odpowiednio fluorki: XeF2, XeF4, XeF6, oraz tlenki: XeO4
może występować na następującyh stopniach utlenienia: 0, II, IV, VI, VIII
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia oraz niską temperaturą wrzenia
ma gęstość większą od powietrza
charakteryzuje się niską przewodnością cieplną
Otrzymywanie:
ze skroplonego powietrza przez destylację frakcjonowaną
Zastosowanie:
do wypełniania żarówek, jarzeniówek, lamp błyskowych
do wytwarzania silników jonowych
ma wpływ na hamowanie reakcji łańcuchowych
CEZ
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
w reakcjach tworzy jony dodatnie
wykazuje bardzo dużą aktywność chemiczną, dlatego występuje właściwie wyłącznie w postaci związków chemicznych
ma niemalże najniższą energię jonizacji (ustępuje pod tym względem, choć nieznacznie fransowi), ponieważ - podobnie jak wszystkie metale alkaliczne - posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
w związkach chemicznych występuje na I stopniu utlenienia (lub bardzo rzadko na -I)
ma największy promień zarówno atomowy jak i jonowy ze wszystkich pierwiastków (słabo przyciąga elektrony, ponieważ ma niewielki ładunek jądra)
ma bardzo małą elektroujemność, cez i frans charakteryzują się najmniejszą elektroujemnością ze wszystkich pierwiastków
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
jest miękkim metalem - można go bez trudu kroić nożem
ma srebrzystą barwę, jednak przy kontakcie z powietrzem pokrywa się warstwą tlenku i traci połysk, a jego barwa staje się szara
jest metalem lekkim
występuje w przyrodzie w niewielkich ilościach
barwi płomień palnika na kolor różowofioletowy
łatwo reaguje z tlenem dając ponadtlenki
jego tlenki mają silnie zasadowy charakter
reaguje bardzo gwałtownie z wodą, jeszcze gwałtowniej niż sód i potas (aktywność litowców rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej), dlatego też należy go przechowywać w nafcie, jego reakcja z wodą przebiega zgodnie z równaniem: Cs + H2O → CsOH + H2
reaguje z kwasami dając sole
reaguje również z wodorem i chlorem (a także innymi poza chlorem fluorowcami) dając odpowiednio: wodorki (NaH) i chlorki (NaCl)
jak wszystkie litowce wykazuje dużą przewodność elektryczną i cieplną
Otrzymywanie:
elektroliza stopionych wodorotlenków lub bezwodnych soli
rozkład termiczny azydków
Zastosowanie:
do produkcji fotokomórek cezowych
BAR
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
jest bardzo aktywny chemicznie, jego aktywność chemiczna w reakcji z wodą jest porównywalna z aktywnością sodu należącego do grupy litowców, które są przecież z reguły bardziej aktywne niż berylowce
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców, bar ma mniejszy promień atomowy i jonowy w porównaniu z cezem znajdującym się w tym samym okresie, ale za to w pierwszej grupie układu okresowego
z tego samego względu ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż znajdujący się odpowiednio w tym samy okresie litowiec temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od znajdującego się w tym samym okresie litowca gęstość
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma barwę srebrzystoszarą
jest miększy niż wapń i stront
przy kontakcie z powietrzem bardzo szybko ulega pasywacji pokrywając się warstwą tlenku i nadtlenku baru
na Ziemi jest go niewiele, można go spotkać w niektórych minerałach, np.: w barycie i witerycie
naturalnie występuje jako mieszanina swoich siedmiu różnych izotopów
barwi płomień palnika na zielono
z wodą i z tlenem reaguje w temperaturze pokojowej, dlatego też należy go przechowywać w nafcie
reakcja baru z wodą zachodzi szybciej niż reakcja strontu z wodą i jest równie szybka jak w przypadku sodu czy potasu, przebiega zgodnie z równaniem: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
reaguje z kwasami dając sól i wodór: Ba + H2SO4 → BaSO4 + H2
reaguje też z wodorem
Otrzymywanie:
redukcja tlenku baru glinem
rozkład wodorku baru
Zastosowanie:
utwardzanie stopów ołowiu
jako odtleniacz
Zastosowanie związków baru:
przegrody pochłaniające promieniowania X i gamma
dodatek barwiący do sztucznych ogni
pigmenty do farb
dodatek do emalii (jako fluorek baru)
LANTAN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystobiałą barwę
jest zaliczany zarówno do lantanowców jak i skandowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na 32 ppm
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym lantan jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym - ma największy promień jonowy ze wszystkich lantanowców
ma wysoką temperaturę wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation La3+
w przeciwieństwie do większości lantanowców jony lantanu są bezbarwne
w temperaturze pokojowej ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku La2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek lantanu La(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter silnie zasadowy
lantan, podobnie jak pozostałe skandowce i lantanowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie lanatanu i jego związków:
metal mieszany, w którym lantan stanowi ok. 25%, jest stosowany jako środek odtleniający i odsiarczający, metal mieszany jest też wykorzystywany jako dodatek do stopów glinu, a jego stop z żelazem stosuje się do produkcji kamieni zapalniczek
do wytwarzania specjalnych szkieł optycznych
jego stop z niklem stosuje się do magazynowania wodoru w samochodach mających napęd wodorowy
CER
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na 0,007%
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym cer jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
ma wysoką temperaturę wrzenia
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, ale wykazuje też zdolność do przechodzenia na IV stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Ce3+, rzadziej jako Ce4+
jony Ce3+ są bezbarwne, a Ce4+ dają żółte zabarwienie roztworu
jony Ce4+ są silnym utleniaczem
w temperaturze pokojowej cer ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Ce2O3, w wyższych temperaturach zapala się
w środowisku zasadowym cer łatwo przechodzi z III na IV stopień utlenienia
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek ceru Ce(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
cer, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony Ce3+ mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie ceru i jego związków:
metal mieszany, w którym cer stanowi niecałe 50%, jest stosowany jako środek odtleniający i odsiarczający, metal mieszany jest też wykorzystywany jako dodatek do stopów glinu, a jego stop z żelazem stosuje się do produkcji kamieni zapalniczek
CeO2 wykorzystuje się do polerowania szkła
związki ceru są też stosowane do barwienia porcelany
PRAZEODYM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym prazeodym jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym - ma największy promień atomowy ze wszystkich lantanowców
ma wysoką temperaturę wrzenia
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, ale wykazuje też zdolność do przechodzenia na IV stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Pr3+
jony Pr3+ mają żółtozieloną barwę
w temperaturze pokojowej prazeodym ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Pr2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek prazeodymu Pr(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
prazeodym, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony prazeodymu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie prazeodymu i jego związków:
metal mieszany, w którym prazeodym stanowi ok. 5%, jest stosowany jako środek odtleniający i odsiarczający, metal mieszany jest też wykorzystywany jako dodatek do stopów glinu, a jego stop z żelazem stosuje się do produkcji kamieni zapalniczek
Pr2O3 znajduje zastosowanie jako katalizator
tlenki i sole prazeodymu są wykorzystywane do barwienia emalii oraz szkła
NEODYM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na 0,004%
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym neodym jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
ma wysoką temperaturę wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Nd3+
jony Nd3+ mają czerwonofioletową barwę
w temperaturze pokojowej neodym ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Nd2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek neodymu Nd(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
neodym, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony Nd3+ mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie neodymu i jego związków:
metal mieszany, w którym neodym stanowi ok. 18%, jest stosowany jako środek odtleniający i odsiarczający, metal mieszany jest też wykorzystywany jako dodatek do stopów glinu, a jego stop z żelazem stosuje się do produkcji kamieni zapalniczek
Nd2O3 znajduje zastosowanie jako katalizator oraz jest stosowany do produkcji okularów ochronnych
tlenki i sole neodymu są wykorzystywane do barwienia emalii oraz szkła
PROMET
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
niemal nie występuje naturalnie - śladowe ilości tego pierwiastka wykryto jedynie w rudach uranu, został uzyskany na skutek przemian jądrowych, a wszystkie znane izotopy prometu są niestabilne i mają bardzo króki okres półtrwania
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
ma wysoką temperaturę wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Pm3+
jony Pm3+ mają różową barwę
w temperaturze pokojowej promet ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Pm2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek prometu Pm(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
promet, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony Pm3+ mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
na skutek przemian jądrowych, a zwłaszcza jako jeden z produktów rozszczepienia jąder uranu
Zastosowanie prometu:
jako źródło cząstek beta
w zegarach atomowych
SAMAR
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym samar jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować II stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Sm3+, rzadziej Sm2+
jony Sm3+ mają żółtą barwę, Sm2+ czerwonobrunatną
w temperaturze pokojowej samar ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Sm2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek samaru Sm(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
samar, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony samaru mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie samaru i jego związków:
metal mieszany, w którym samar stanowi ok. 1%, jest stosowany jako środek odtleniający i odsiarczający, metal mieszany jest też wykorzystywany jako dodatek do stopów glinu, a jego stop z żelazem stosuje się do produkcji kamieni zapalniczek
Sm2O3 znajduje zastosowanie jako katalizator oraz jest stosowany do barwienia szkła i porcelany
izotop 149Sm jest wykorzystywany jako pochłaniacz neutronów w reaktorach atomowych
EUROP
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje naturalnie przeważnie w krzemianach i fosforanach, w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), najpopularniejszym minerałem zawierającym europ jest monacyt CePO4 w którego skład wchodzą wszystkie lżejsze lantanowce (o liczbach atomowych od 57 do 64), poza tym wchodzi też w skład bastnazytu LnFCO3
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
ma niższą temperaturę topnienia oraz niższą temperaturę wrzenia w porównaniu z pozostałymi lantanowcami
ma również mniejszą gęstość od pozostałych lantanowców
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować II stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Eu3+, rzadziej Eu2+
jony Eu3+ mają jasnoróżową barwę, Eu2+ jasnożółtą
w temperaturze pokojowej europ ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Eu2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek europu Eu(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
europ, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony europu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie samaru i jego związków:
sole europu są stosowane przy produkcji luminoforów
izotop 151Eu jest wykorzystywany jako pochłaniacz neutronów w reaktorach atomowych
GADOLIN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
w minerałach występuje wraz z innymi lantanowcami (ze względu na to, że są one do siebie podobne zarówno pod względem wielkości atomów jak i właściwości), gadolin wchodzi w skład monacytu CePO4, bastnazytu LnFCO3 oraz gadolinitu Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
warto zwrócić uwagę na konfigurację elekronową gadolinu [Xe] 4f7 5d1 6s2 - wbrew oczekiwaniom na podpowłoce f znajduje się siedem elektronów, a nie osiem, z kolei jeden elektron zapełnia podpowłokę d, konfiguracja ta jest bardziej korzystna energetycznie dla pierwiastka, choć różnica energii elektronów na poziomach 4f i 5d nie jest duża
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Gd3+
jony Gd3+ są bezbarwne w przeciwieństwie do jonów większości lantanowców
w temperaturze pokojowej gadolin ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Gd2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek gadolinu Gd(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
gadolin, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony gadolinu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie gadolinu i jego związków:
sole gadolinu są stosowane przy produkcji luminoforów
gadolin jest wykorzystywany jako pochłaniacz neutronów w reaktorach atomowych
TERB
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować IV stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich przeważnie jako kation Tb3+
jony Tb3+ są bezbarwne w przeciwieństwie do jonów większości lantanowców
w temperaturze pokojowej terb ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Tb2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek terbu Tb(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
terb, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony terbu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie terbu i jego związków:
terb wchodzi w skład stopów odpornych na wysoką temperaturę
sole terbu są stosowane przy produkcji luminoforów
DYSPROZ
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje przeważnie na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować II stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Dy3+ lub też Dy2+
jony Dy3+ są jasnożółtozielone, podobną barwę mają też jony Dy2+
w temperaturze pokojowej dysproz ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Dy2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek dysprozu Dy(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
dysproz, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony dysprozu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie dysprozu:
jest stosowany głównie jako pochłaniacz neutronów
HOLM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Ho3+
jony Ho3+ są brunatnożółte
w temperaturze pokojowej holm ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Ho2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek holmu Ho(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
holm, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony holmu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie holmu:
w elektronice
ERB
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Er3+
jony Er3+ są różowe
w temperaturze pokojowej erb ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Er2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek erbu Er(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
erb, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony erbu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie erbu:
jako barwnik szkła
TUL
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,0001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować II stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich przeważnie jako kation Tm3+
jony Tm3+ są jasnozielone
w temperaturze pokojowej tul ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Tm2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek tulu Tm(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
tul, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony tulu mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie tulu:
w elektronice
ITERB
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
ma niższą temperaturę topnienia oraz niższą temperaturę wrzenia w porównaniu z pozostałymi lantanowcami
ma również mniejszą gęstość od pozostałych lantanowców
występuje na III stopniu utlenienia, choć może też przyjmować II stopień utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Yb3+ lub też Yb2+
jony Yb3+ są bezbarwne, a Yb2+ mają barwę zieloną
w temperaturze pokojowej iterb ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Yb2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek iterbu Yb(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
iterb, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
jony Yb3+ mają właściwości paramagnetyczne
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie iterbu:
dodatek do stopów glinu
źródło promieniowania X
LUTET
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystoszarą barwę
należy do lantanowców
jest miękki i kowalny
jego zawartość w skorupie ziemskiej szacuje się na mniej niż 0,0001%
występuje, podobnie jak pozostałe cięższe lantanowce, głównie w minerałach zawierających itr, a przede wszystkim w gadolinicie Y2FeBe2Si2O10
charakteryzuje się dość dużym promieniem atomowym i jonowym
charakteryzuje się też dość wysoką temperaturą wrzenia
występuje na III stopniu utlenienia
jest aktywny chemicznie
dzięki dużemu promieniowi jonowemu łatwo tworzy związki jonowe, występuje w nich jako kation Lu3+
jony Lu3+ są bezbarwne w przeciwieństwie do jonów większości lantanowców
w temperaturze pokojowej lutet ulega utlenieniu pokrywając się warstwą tlenku Lu2O3, w wyższych temperaturach zapala się
reaguje powoli z wodą dając wodorotlenek lutetu Lu(OH)3
rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach wydzielając przy tym wodór
jego tlenki mają charakter zasadowy
lutet, podobnie jak pozostałe lantanowce oraz skandowce, może tworzyć nierozpuszczalne tlenki, wodorotlenki, węglany, fosforany i fluorki oraz rozpuszczalne siarczany, azotany i chlorki
Otrzymywanie:
z rud zawierających lantanowce - działa się na nie stężonym kwasem siarkowym lub gorącym roztworem zasady sodowej usuwając w ten sposób związki tytanu, cyrkonu oraz krzemionkę. W roztworze znajdują się zaś jony lantanowców, które rozdziela się przez ekstrakcję chromatografię jonowymienną, frakcjonowaną krystalizację lub też przez frakcjonowane strącanie z roztworu
Zastosowanie lutetu:
w datowaniu radioizotopowym
w leczeniu niektórych rodzajów nowotworów
HAFN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest bardzo wytrzymały mechanicznie
jest plastyczny i łatwo można go poddawać obróbce
posiada dwie odmiany alotropowe - heksagonalną i regularną, druga z nich występuje w temperaturze powyżej 2000K; odmiany alotropowe hafnu mogą przechodzić w siebie nawzajem w zależności od temperatury
hafn charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wysoką temperaturą wrzenia
w skorupie ziemskiej jest go ok. 0,0003%, występuje przeważnie w rozproszeniu oraz jako zanieczyszczenie minerałów cyrkonu
cechą charakterystyczną hafnu jest bardzo dobre pochłanianie neutronów
pod względem właściwości chemicznych jest bardzo podobny do cyrkonu
najtrwalszym stopniem utlenienia hafnu jest IV stopień utlenienia, może on też występować w związkach na II lub III stopniu utlenienia, ale związki te są nietrwałe
jego tlenki mają charakter amfoteryczny
jest mało aktywny chemicznie
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
roztwarza się w kwasie fluorowodorowym
w wysokich temperaturach reaguje z tlenem, azotem, węglem i chlorem
Otrzymywanie:
podczas wytwarzania cyrkonu, gdyż hafn występuje głównie jako zanieczyszczenie minerałów tego pierwiastka, hafn oddziela się od cyrkonu metodą ekstrakcji
Zastosowanie hafnu i jego związków:
produkcja prętów stosowanych w reaktorach jądrowych do regulacji ilości neutronów (ze względu na to, że hafn bardzo dobrze pochłania neutrony)
HfO2 jest wykorzystywany do izolacji tranzystorów oraz do cięcia plazmowego
TANTAL
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystoszarą barwę
jest twardy, ale charakteryzuje się ciągliwością
stanowi ok. 0,0002% skorupy ziemskiej
tworzy, wspólnie z tantalem, minerał będący podwójnym tlenkiem, w którego skład wchodzi także żelazo i mangan: (Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6
charakteryzuje się bardzo wysokimi temperaturami topnienia oraz wrzenia (pod względem wysokości temperatury topnienia zajmuje 5. miejsce, a pod względem wysokości temperatury wrzenia 3. miejsce wśród wszystkich pierwiastków układu okresowego)
jeśli chodzi o właściwości chemiczne jest bardzo podobny do niobu
można go spotkać na stopniach utlenienia od -I do V, ale najtrwalszy jest V stopień utlenienia tantalu
jego tlenki mają charakter amfoteryczny, choć są bardziej zasadowe niż tlenki wanadu
jest odporny chemicznie, nie reaguje z wodą, większością kwasów ani też z zasadami
ulega działaniu wody królewskiej, kwasu fluorowodorowego, a także stopionych wodorotlenków litowców
w atmosferze powietrza ulega pasywacji pokrywając się ochronną warstwą tlenków
po silnym ogrzaniu może przereagować z tlenem, azotem, węglem, a także wodorem
Otrzymywanie:
z niobitu lub tantalitu poprzez stapianie z NaOH i ługowanie kwasami, a następnie przez rozdzielenie od niobu za pomocą ekstrakcji i redukcję do czystego metalu
Zastosowanie:
wytwarzanie kondensatorów elektrolitycznych
produkcja aparatury chemicznej
WOLFRAM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma srebrzystobiałą barwę
jest twardy
w skorupie ziemskiej występuje w ilości ok. 1,25ppm, głównie w minerałach: wolframicie (Fe,Mn)WO4 i szelicie CaWO4
jest dobrym przewodnikiem elektryczności oraz ciepła
ma najwyższe temperatury wrzenia i topnienia ze wszystkich pierwiastków chemicznych
w związkach chemicznych może występować na II, III, IV, V lub VI stopniu utlenienia
podobnie jak pozostałe chromowce jest mało aktywny chemicznie
jego tlenki mają charakter kwasowy
w wyższych temperaturach reaguje z fluorowcami, a także z siarką, węglem i azotem
pod wpływem kwasu azotowego (a także innych utleniaczy) ulega pasywacji
Otrzymywanie:
z rud wolframitu
Zastosowanie:
jako dodatek do stopów - dzięki dodatkowi wolframu stop staje się twardszy, wykazuje większą odporność mechaniczną i temperaturową
produkcja elementów grzewczych
produkcja włókien stosowanych w żarówkach elektrycznych
produkcja lamp elektronowych i rentgenowskich
wytwarzanie materiałów ściernych (tzw. widii)
w przemyśle zbrojeniowym
REN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
jest twardy, choć w stanie zupełnie czystym jest miękki i ciągliwy
ma srebrzystą barwę
charakteryzuje się bardzo dużą gęstością
ma jedne z najwyższych temperatur topnienia oraz wrzenia ze wszystkich pierwiastków
bardzo rzadko występuje na Ziemi, głównie w rudach molibdenu oraz w platynie rodzimej
reaguje z kwasem azotowym oraz wodą utlenioną
reaguje też z tlenem w podwyższonej temperaturze - jeśli jest w formie rozdrobnionej wymaga jedynie nieznacznego podgrzewania, aby zaszła wspomniana reakcja
może występować na II, III, IV, VI lub VII stopniu utlenienia, dwa ostatnie są najbardziej trwałe i najczęściej spotykane
Otrzymywanie:
z rudy molibdenitowej przez prażenie, w ten sposób powstaje Re2O7, który następnie oczyszcza się i redukuje do pierwiastkowego renu
Zastosowanie:
jako dodatek do stopów zwiększający ich twardość i odporność na korozję, dzięki temu znalazł zastosowanie w przemyśle lotniczym i zbrojeniowym
do produkcji termopar, elementów grzewczych, lamp, żarówek błyskowych, elektrod
jako katalizator
OSM
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma niebieskoszarą barwę
jest kruchy i twardy
ma właściwości podobne do irydu i platyny i wraz z nimi jest zaliczany do platynowców ciężkich
charakteryzuje się bardzo wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia (zajmuje pod tym względem odpowiednio 4. i 5. miejsce wśród wszystkich pierwiastków)
ma bardzo dużą gęstość (większą od osmu gęstość ma jedynie iryd, choć według niektórych pomiarów to osm jest najgęstszym pierwiastkiem)
zawartość osmu w skorupie ziemskiej wynosi zaledwie ok. 0,1ppb, spotykany jest głównie jako zanieczyszczenie rud miedzi i niklu
w związkach chemicznych może występować na II, III, IV, VI lub VIII stopniu utlenienia, najtrwalszy jest VI oraz VIII stopień utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
czysty osm reaguje z wodą królewską, poza tym osm może reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem, a także tlenem, z tym ostatnim może też przereagować w pewnym stopniu już w temperaturze pokojowej, jednak powstała ilość OsO4 jest wtedy niewielka
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, która zawiera też domieszkę innych platynowców, które można z niej wydzielić
przez rozkład związków osmu w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
przeważnie występuje jako stop z platyną lub irydem - jest stosowany do produkcji odważników i końcówek wiecznych piór
IRYD
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
lśniący, o białosrebrzystej barwie
jest kruchy i twardy
ma właściwości podobne do osmu i platyny i wraz z nimi jest zaliczany do platynowców ciężkich
charakteryzuje się bardzo wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
ma bardzo dużą gęstość, największą ze wszystkich pierwiastków
zawartość irydu w skorupie ziemskiej wynosi zaledwie ok. 1ppb, spotykany jest głównie jako zanieczyszczenie rud miedzi i niklu
niektóre skały na Ziemi posiadają na sobie warstwę irydu - pochodzi ona najprawdopodobniej od uderzeń meteorytów, gdyż iryd cząsto występuje w składzie tego typu obiektów kosmicznych
w związkach chemicznych może występować na II, III, IV lub VI stopniu utlenienia, najtrwalszy jest IV stopień utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
nie reaguje z wodą ani też z wodą królewską, może reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem, w wysokiej temperaturze może też przereagować z tlenem dając nietrwałe tlenki irydu
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, która zawiera też domieszkę innych platynowców, które można z niej wydzielić
przez rozkład związków irydu w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
jako dodatek do platyny powodujący, że staje się ona twardsza
PLATYNA
Najważniejsze właściwości:
jest metalem szlachetnym
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
posiada białosrebrzystą barwę, jest lśniąca
jest dość miękka (ale twardsza od miedzi)
jest ciągliwa i kowalna
ma właściwości podobne do osmu i irydu i wraz z nimi jest zaliczana do platynowców ciężkich
charakteryzuje się wysoką temperaturą topnienia oraz wrzenia
zawartość platyny w skorupie ziemskiej wynosi zaledwie ok. 4ppb, spotykana jest w postaci rodzimej (platyna rodzima zawiera też domieszkę żelaza, miedzi oraz innych platynowców), a także jako zanieczyszczenie rud miedzi i niklu, występuje również w minerałach takich jak sperrylit PtAs2 i kuperyt PtS
podobnie jak pallad, wykazuje zdolność rozpuszczania wodoru
w związkach chemicznych występuje na II, a najczęściej na IV stopniu utlenienia
charakteryzuje się niezbyt wysoką energią jonizacji
ma dodatni i wysoki potencjał standardowy
nie reaguje z wodą ani z powietrzem, może reagować w wyższych temperaturach z siarką, fosforem, fluorem i chlorem, reaguje też z wodą królewską
łatwo tworzy związki kompleksowe
Otrzymywanie:
ze złóż platyny rodzimej lub szlamu anodowego pozostałego po oczyszczaniu niklu metodą elektrolizy - otrzymuje się wtedy platynę surową, której głównym składnikiem jest platyna - aby ją otrzymać należy oddzielić pozostałe platynowce stanowiące domieszkę w platynie surowej
przez rozkład związków platyny w wysokiej temperaturze
Zastosowanie:
wytwarzanie tygli oraz różnego rodzaju aparatury laboratoryjnej
należy do bloku energetycznego d układu okresowego
ma żółtą barwę i jest błyszczące
wykazuje bardzo dobrą ciągliwość i kowalność - jest najbardziej kowalne ze wszystkich metali
jest bardzo dobrym przewodnikiem elektryczności oraz ciepła
zawartość złota w skorupie ziemskiej wynosi ok. 4·10−7%, występuje na Ziemi głównie w postaci złota rodzimego, żyły złota znajdują się przede wszystkim w skałach magmowych, z kolei w minerałach siarczkowych złoto występuje w silnie rozdrobnionej formie, można je też znaleźć w złożach osadowych - dostaje się tam w wyniku procesu wietrzenia skał, w formie związanej złoto występuje głównie w tellurkach złota
nie ulega pasywacji ani żadnym innym zmianom pod wpływem powietrza, zarówno w temperaturze pokojowej jak i w wyższych temperaturach
jest odporne na korozję
charakteryzuje się dużą gęstością
warto zwrócić uwagę na konfigurację elektronową złota: [Xe] 4f14 5d10 6s1 - jak widać podpowłoka d jest całkowicie zapełniona elektronami, podczas gdy na podpowłoce s występuje tylko jeden elektron - wynika to stąd, że dla pierwiastków bardziej korzystna energetycznie jest konfiguracja w której podpowłoka d jest całkowicie lub też połowicznie zapełniona elektronami niż taka w której to podpowłoka s byłaby całkowicie wypełniona elektronami
jest bierne chemicznie, wykazuje największą odporność na działanie czynników chemicznych ze wszystkich miedziowców
reaguje z wodą królewską, będącą mieszaniną kwasów solnego i azotowego, w wyniku tej reakcji powstaje kwas tetrachlorozłotowy
poza tym złoto jest również roztwarzane przez roztwory cyjanków
rozpuszcza się w rtęci, w wyniku czego tworzy z nią amalgamat
najtrwalszy stopień utlenienia złota to stopień III, pierwiastek ten może też występować na I stopniu utlenienia, zdarza się, że w niektórych związkach może przyjmować II lub V stopień utlenienia, ale dzieje się tak bardzo rzadko
Otrzymywanie:
ze złóż złota, dodaje się do wydobytego złota roztwór NaCN - tworzą się kompleksowe związki cyjankowe charakteryzujące się dobrą rozpuszczalnością w wodzie, złoto strąca się przez dodatek cynku do takiego roztworu
Zastosowanie złota i jego związków:
głównie do wytwarzania biżuterii i różnego rodzaju ozdób - ponieważ czyste złoto jest miękkie (choć twardsze od srebra) często używa się stopów złota z innymi metalami, ilość złota w stopie jest określana w karatach, czyli ile części złota znajduje się w 24 częściach masowych stopu
jak to już zostało wspomniane, złoto jest wykorzystywane do wytwarzania różnych stopów (zmienia ich twardość oraz kolor)
w stomatologii
arkusze rozwalcowanego złota są stosowane jako osłony chroniące przed promieniowaniem podczerwonym
w elektronice
jako dodatek przy wytwarzaniu przedmiotów wykazujących dużą odporność chemiczną
RTĘĆ
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
w temperaturze pokojowej jest połyskliwą cieczą o srebrzystobiałej barwie
warto podkreślić, że rtęć to jedyny metal będący cieczą w warunkach normalnych
charakterystyczną dla rtęci właściwością jest rozpuszczanie innych metali już w temperaturze pokojowej - w ten sposób tworzą się tzw. amalgamaty, będące ciekłymi lub też stałymi stopami rtęci, rtęć rozpuszcza między innymi: cynk, miedź czy też mangan, nie rozpuszcza żelaza
w skorupie ziemskiej rtęci jest niewiele, ok. 0,0000085%; występuje głównie w postaci minerału o nazwie cynober HgS, znajduje się też w kalomelu Hg2Cl2
ma niską temperaturę topnienia
charakteryzuje się dużą lotnością
nie reaguje pod wpływem powietrza w temperaturze pokojowej
z tlenem może przereagować dopiero w bardzo wysokich temperaturach, powyżej 600K, powstały tlenek ma właściwości zasadowe
występuje przeważnie na II stopniu utlenienia, ale w przeciwieństwie do cynku czy kadmu powszechne są też związki rtęci na I stopniu utlenienia
reaguje z kwasem azotowym oraz gorącym stężonym kwasem siarkowym, nie reaguje z kolei z kwasami mineralnymi
może też reagować z chlorem oraz z siarką
jest bardzo toksyczna - już w niewielkich stężeniach powoduje zatrucie organizmu, niszczy błony biologiczne i łączy się z białkami uniemożliwiając w ten sposób wiele procesów zachodzących wewnątrz komórek, działa szczególnie wyniszczająco na nerki, układ nerwowy oraz jelita
Otrzymywanie:
przez ogrzewanie cynobru w obecności tlenu: HgS + O2 → Hg + SO2
Zastosowanie rtęci i jej związków:
do napełniania termometrów
do produkcji elektrod (popularne są zwłaszcza elektrody kalomelowe oraz kroplowe elektrody rtęciowe)
do wytwarzania farb okrętowych
w stomatologii - z amalgamatu kadmu wytwarza się plomby
TAL
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy borowców, choć ze względu na to, że w 13. grupie układu okresowego bor ma znacznie różniące się właścwiości od pozostałych pierwiastków, pierwiastki tej grupy z wyłączeniem boru często nazywa się glinowcami
jest metalem
jest go bardzo mało w skorupie ziemskiej, występuje w nielicznych minerałach, np. w lorandycie
jest aktywny chemicznie
jego tlenek ma zasadowy charakter (jako jedyny ze wszystkich pierwiastków 13. grupy układu okresowego)
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u berylowców, tal ma mniejszy promień atomowy i jonowy od leżącego w tym samym okresie układu okresowego berylowca
ma bardzo niską temperaturę topnienia, ale wysoką temperaturę wrzenia
ma niedużą energię jonizacji, porównywalną z energiami jonizacji pierwiastków 2. grupy układu okresowego
w związkach chemicznych występuje na I lub na III stopniu utlenienia
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
reaguje również (po podgrzaniu) z tlenem, dając tlenek indu
w przeciwieństwie do glinu i galu, ale podobnie jak ind, nie reaguje z zasadami
jest bardzo miękki - można go kroić nożem
Otrzymywanie:
podczas przeróbki blendy cynkowej
redukcja tlenku talu
Zastosowanie:
jako ochrona przed korozją
produkcja niskotopliwych stopów
w elektronice - do wytwarzania ekranów LCD
OŁÓW
Najważniejsze właściwości:
należy do grupy węglowców - grupa ta charakteryzuje się znaczącymi różnicami jeśli chodzi o właściwości poszczególnych pierwiastków
jest metalem ciężkim
ma dużą gęstość
charakteryzuje się niską temperaturą topnienia
ma szarą barwę
jest miękki i ciągliwy
wykazuje połysk, ale ulega pasywacji - pokrywa się warstwą tlenku tracąc połysk
jest silnie toksyczny - uszkadza mózg i nerki
nie jest zbyt rozpowszechniony w skorupie ziemskiej, występuje w różnych minerałach, ale najczęściej można go spotkać w połączeniu z siarką, jako siarczek ołowiu PbS, minerał ten nazywany jest galeną
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
w związkach chemicznych występuje przeważnie na II, rzadziej na IV stopniu utlenienia
w roztworach wodnych ołów tworzy kationy Pb2+
łączy się z tlenem w wysokich temperaturach, tworzy tlenki o charakterze amfoteryczym (PbO lub PbO2)
reaguje z kwasem azotowym oraz gorącym 80% kwasem siarkowym
nie reaguje z kwasami, których sole nie są łatwo rozpuszczalne w wodzie i które tworzą na jego powierzchni ochronną warstwę tlenku
ma największy promień atomowy ze wszystkich węglowców
Otrzymywanie:
ołów jest otrzymywany z galeny, można go otrzymać w dwojaki sposób:
początkowo prażąc siarczek ołowiu: 2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2, a następnie redukując powstały tlenek ołowiu koksem: PbO + CO → Pb + CO2
prażąc siarczek ołowiu, ale nie utleniając go zupełnie, a następnie prażąc powstałą mieszaninę siarczku ołowiu i tlenku ołowiu bez dostępu tlenu: 2PbO + PbS → 3Pb+ SO2
Zastosowanie:
głównie w bateriach i akumulatorach ołowianych
w budownictwie - w płytach do konstrukcji dachowych, jako blachy, rynny, okładziny, a także w rurach kanalizacyjnych
jest składnikiem licznych stopów, m. in.: stopu cyny i ołowiu służącego do lutowania metali, stopu drukarskiego składającego się z ołowiu, cyny i antymonu, spiżu będącego stopem cyny, miedzi, cynku i ołowiu, wchodzi też w skład niektórych brązów oraz jest dodatkiem do mosiądzu
w barierach przeciwdźwiękowych i przeciwpromiennych
jako balast w łodziach
jako barwnik
BIZMUT
Najważniejsze właściwości:
jest metalem ciężkim
jest kruchy
ma srebrzystą barwę o różowym połysku
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
w skorupie ziemskiej występuje bardzo rzadko - jest głównie składnikiem siarczków, takich jak bizmutyn oraz tlenków, np.: ochry bizmutowej
posiada 35 różnych izotopów - wszystkie są niestabilne
nie jest aktywny chemicznie
w związkach tworzy wiązania kowalencyjne, ale w roztworach soli tworzy jony Bi3+
występuje na III lub V stopniu utlenienia
bardzo trudno zachodzi w reakcję z tlenem
Bi2O3 ma charakter zasadowy, a Bi2O5 słabo kwasowy
ciekawą właściwością bizmutu jest to, że jako jedyny pierwiastek zmniejsza swoją gęstość w niższych temperaturach, czego konsekwencją jest większa gęstość bizmutu w stanie ciekłym niż w stanie stałym
Otrzymywanie:
prażenie siarczków bizmutu, a następnie redukcja węglem
redukcja siarczków bizmutu żelazem
Zastosowanie:
w produkcji łatwo topliwych stopów
do wytwarzania półprzewodników ochładzających się podczas przewodzenia prądu
jego sole stosuje się w leczeniu wrzodów żołądka
POLON
Najważniejsze właściwości:
jest metalem ciężkim
jest promieniotwórczy
w skorupie ziemskiej występuje w śladowych ilościach w rudach uranu
ma srebrzystoszarą barwę
silnie emituje promieniowanie alfa
ma 33 izotopy
nie ma stabilnych izotopów - najtrwalszy z nich ma czas połowicznego rozpadu wynoszący 103 lata, izotop ten został jednak sztucznie wytworzony, czasy połowicznego rozpadu naturalnych izotopów polonu są zdecydowanie krótsze
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
jego tlenki mają charakter amfoteryczny
może występować na II, IV lub VI stopniu utlenienia, przy czym IV stopień utlenienia jest najtrwalszy
jest silnie trujący, ale nie przenika przez skórę
został odkryty przez Marię Skłodowską-Curie i Piotra Curie
Otrzymywanie:
bombardowanie bizmutu 209Bi neutronami
Zastosowanie:
jako źródło promieniowania alfa
jako źródło ciepła w satelitach i statkach kosmicznych
ASTAT
Najważniejsze właściwości:
w warunkach normalnych jest ciałem stałym o ciemnoszarej barwie i metalicznym połysku
jest półmetalem
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
niemal nie występuje w przyrodzie
czas życia izotopów astatu jest bardzo krótki, najtrwalszy z nich ma okres połowicznego rozpadu wynoszący ok. 8h
jego właściwości są najbardziej zbliżone do jodu, ale w porównaniu z jodem właściwości astatu są bardziej zbliżone do metalicznych
jest pierwiastkiem o dużej elektroujemności
łatwo tworzy aniony At-, podobnie jak jod może też tworzyć jony AtO- i AtO3-
jest łatwo lotny
rozpuszcza się w niektórych rozpuszczalnikach organicznych
może występować na -I, I, III, V, VII stopniu utlenienia
jego właściwości nie są dobrze zbadane, ale najprawdopodobniej może reagować z wodorem, a także z litowcami
Otrzymywanie:
przez bombardowanie jąder bizmutu 209Bi cząstkami alfa
Zastosowanie:
w radioterapii
RADON
Najważniejsze właściwości:
jest gazem szlachetnym
występuje w formie atomowej
jest bezbarwnym i bezwonnym gazem
schłodzony do temperatury punktu zamarzania staje się żółty, przy dalszym zmniejszaniu temperatury przyjmuje barwę pomarańczową
jest promieniotwórczy - naturalnie na Ziemi występuje w wyniku rozpadu promieniotwórczego radu
występuje na Ziemi w śladowych ilościach, choć w samej skorupie ziemskiej jego zawartość ocenia się na ok. 2ppm
podczas rozpadu emituje promieniowanie alfa
wszystkie jego izotopy mają bardzo krótki czas połowicznego rozpadu
jego właściwości chemiczne nie są dobrze znane, ale generalnie jest bierny chemicznie (podobnie jak pozostałe gazy szlachetne), znane są jedynie nieliczne jego związki chemiczne z fluorem, chlorem czy tlenem
jak wszystkie gazy szlachetne ma dużą energię jonizacji, co świadczy o dużej trwałości jego konfiguracji elektronowej
należy do bloku energetycznego p układu okresowego
ma gęstość zdecydowanie większą od powietrza i od pozostałych helowców
Otrzymywanie:
w wyniku rozpadu promieniotwórczego radu
Zastosowanie:
w radioterapii
FRANS
Najważniejsze właściwości:
jest metalem alkalicznym
jest radioaktywny
nie ma stabilnych izotopów, okres półtrwania jego najdłużej żyjącego izotopu wynosi zaledwie 22 minuty
ma 34 różne izotopy
uważa się, że podobnie jak inne metale alkaliczne jest bardzo aktywny chemicznie (trudno jest potwierdzić to doświadczalnie)
ma najniższą energię jonizacji ze wszystkich pierwiastków, podobnie jak wszystkie metale alkaliczne - posiada tylko jeden elektron walencyjny, który łatwo jest oderwać, dlatego też metale 1. grupy układu okresowego tak łatwo reagują
charakteryzuje się najmniejszą elektroujemnością ze wszystkich pierwiastków
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
występuje w przyrodzie niezwykle rzadko - można go spotkać w śladowych ilościach w rudach uranu
Otrzymywanie:
w wyniku przemian promieniotwórczych
Zastosowanie:
nie ma zastosowań praktycznych, stosowany jedynie w celach badawczych
RAD
Najważniejsze właściwości:
należy do metali ziem alkalicznych
jest bardzo aktywny chemicznie
jego właściwości chemiczne są podobne do właściwości baru
jest promieniotwórczy
wszystkie izotopy radu są niestabilne
ze względu na większy ładunek jądra atomowego niż ten występujący u litowców ma (podobnie jak pozostałe metale ziem alkalicznych) wyższą niż znajdujący się odpowiednio w tym samy okresie litowiec temperaturę topnienia, wrzenia, wyższą energię jonizacji oraz większą od znajdującego się w tym samym okresie litowca gęstość
w związkach chemicznych występuje na II stopniu utlenienia
ma silnie ujemny potencjał standardowy - aby przeszedł ze stanu związanego w stan wolny potrzeba bardzo silnego reduktora
należy do bloku energetycznego s układu okresowego
ma barwę srebrzystą
jest miękki
jest produktem radioaktywnego rozkładu uranu
na Ziemi jest go niewiele, można go spotkać głównie w rudach uranu, najwięcej radu jest w minerale o nazwie blenda smolista
reaguje z tlenem, choć powoli
reakcja radu z wodą przebiega szybko i gwałtownie: Ra + 2H2O → Ra(OH)2 + H2
reaguje z fluorowcami dając halogenki
reaguje też z rozcieńczonymi kwasami
pierwszy raz został otrzymany przez Marię Skłodowską-Curie
Otrzymywanie:
w wyniku radioaktywnego rozkładu uranu - powstaje wtedy aktyn, który następnie ulega przemianie alfa i beta dając rad
z toru po rozpadzie alfa
Zastosowanie:
źródło promieniowania alfa i beta
radioterapia - obecnie jednak nie stosuje się jej, ponieważ promieniowanie radu jest bardzo szkodliwe i może wywoływać białaczkę
AKTYN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
zalicza się go zarówno do aktynowców jak i do skandowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
ma właściwości podobne do lantanu
występuje jedynie jako nietrwały produkt przemian promieniotwórczych
charakteryzuje się dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
ma największy promień atomowy i jonowy ze wzystkich aktynowców
jest aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na III stopniu utlenienia
pod wpływem powietrza pokrywa się warstwą tlenku
reaguje z kwasami mineralnymi
pod wpływem wysokiej temperatury może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony aktynu, w przeciwieństwie do jonów większości aktynowców, są bezbarwne
aktyn oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z rud uranu - izotop radu 226Ra aktywuje się przez bombardowanie neutronami, następnie dochodzi do rozpadu beta w wyniku którego powstaje aktyn
w wyniku przemian promieniotwórczych toru
Zastosowanie:
w radioterapii - jest jednak stosowany bardzo rzadko i głównie w terapiach eksperymentalnych
TOR
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
jest miękki i ciągliwy
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
wszystkie izotopy toru są nietrwałe, posiada jednak jeden izotop 232Th o okresie półtrwania ok. 4,5·109 lat, izotop ten jako jedyny występuje naturalnie na Ziemi
zawartość toru w skorupie ziemskiej wynosi ok. 9,6·10-4%, tor wchodzi w skład głównie piasku monacytowego
charakteryzuje się dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest dość aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na IV stopniu utlenienia, może też czasami występować na III stopniu utlenienia
pod wpływem powietrza pokrywa się warstwą tlenku
reaguje z kwasami mineralnymi
pod wpływem ogrzewania utlenia się do ThO2, z wodorem reaguje w temperaturze powyżej 600K
w wyższych temperaturach może też reagować z węglem, azotem oraz z parą wodną
ulega pasywacji pod wpływem działania kwasu azotowego
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony Th4+ są bezbarwne, Th3+ mają barwę ciemnoniebieską
jest toksyczny
Otrzymywanie:
z piasku monacytowego - tor jest otrzymywany bezpośrednio przez redukcję chlorku toru za pomocą sodu lub wapnia
Zastosowanie:
jako dodatek do stopów mający zwiększać ich wytrzymałość na wysokie temperatury
w czujnikach fotoelektrycznych
ThO2 jest stosowany do produkcji soczewek
tor może być też wykorzystany jako paliwo jądrowe przyszłości - ma tę przewagę nad uranem, że nie pozostawia szkodliwych odpadów, gdyż tor w całości zostaje wykorzystany jako paliwo
PROTAKTYN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
izotopem protaktynu o najdłuższym okresie półtrwania wynoszącym ponad 30 tysięcy lat jest 231Pa - izotop ten jako jedyny występuje naturalnie i jest poduktem rozpadu uranu, pozostałe izotopy protaktynu są nietrwałe
w skorupie ziemskiej występuje razem z uranem w rudach urainitu
charakteryzuje się bardzo dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest dość aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje przeważnie na V lub lub rzadziej na IV stopniu utlenienia
reaguje z kwasami mineralnymi
pod wpływem wysokiej temperatury może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony Pa3+ mają barwę ciemnoniebieską, Pa4+ żółtozieloną, PaO2+ są bezbarwne
protaktyn oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z toru na skutek reakcji jądrowych - tor jest bombardowany neutronami, następnie dochodzi do rozpadu beta w wyniku którego powstaje protaktyn
Zastosowanie:
w scyntylatorach znajdujących się w aparatach służących do wykonywania tomografii komputerowej
w datowaniu izotopowym
URAN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
należy do aktynowców
jest ciągliwy
jest jednym z najtwardszych pierwiastków
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
wszystkie izotopy uranu są nietrwałe, posiada jednak jeden izotop 238U o okresie półtrwania ok. 4,5·109 lat
zawartość uranu w skorupie ziemskiej wynosi ok. 2,7·10-4%, jego najważniejsza ruda to urainit U3O8, zwany inaczej blendą smolistą, poza tym uran występuje też w karnotycie
występujący naturalnie uran składa się głównie ze wspomnianego już izotopu 238U, któremu towarzyszą w niewielkich ilościach 235U oraz 234U
charakteryzuje się bardzo dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
uran posiada trzy różne odmiany alotropowe występujące w różnych temperaturach
jest aktywny chemicznie
w związkach chemicznych może występować na III, IV, V lub VI stopniu utlenienia, z czego ten ostatni jest najtrwalszy
pod wpływem powietrza pokrywa się warstwą tlenku
roztwarza się w rozcieńczonych kwasach
w wyższych temperaturach może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
zapala się w powietrzu pod wpływem ogrzewania
ulega pasywacji pod wpływem działania kwasu azotowego
w temperaturze wrzenia wydziela wodór z wody
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony U3+ mają barwę purpurową, U4+ szmaragdową, UO2+ wrzosową, a UO22+ żółtą
jest toksyczny
Otrzymywanie:
z rud urainitu, U3O8 poddaje się redukcji do UO2, ten z kolei pod wpływem kwasu florowodorowego przetwarza się na UF4, a następnie UF4 redukuje się do metalicznego uranu za pomocą wapnia lub magnezu
Zastosowanie:
uran, w postaci izotopu 235U, jest wykorzystywany głównie jako paliwo w reaktorach jądrowych, służy też jako ulegający rozszczepieniu materiał w bombie atomowej
jest stosowany jako tarcza w generatorach promieniowania rentgenowskiego
do wytwarzania innych pierwiastków poprzez rozpad promieniotwórczy uranu
w datowaniu izotopowym
jest też wykorzystywany do produkcji pocisków przeciwczołgowych
NEPTUN
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
izotopem neptunu o najdłuższym okresie półtrwania wynoszącym ok. 2 milionów lat jest 237Np - jest on produktem rozpadu uranu i odpadem powstającym w wyniku pracy reaktorów jądrowych, poza tym długie okresy półtrwania są charakterystyczne dla izotopów 235Np i 236Np, pozostałe izotopy neptunu są bardzo nietrwałe
w skorupie ziemskiej występuje w znikomych ilościach razem z uranem w rudach urainitu
charakteryzuje się bardzo dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest dość aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na III, IV, V, VI lub VII stopniu utlenienia, ale najtrwalszy jest V stopień utlenienia
reaguje z kwasami mineralnymi
pod wpływem wysokiej temperatury może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony Np3+ mają barwę purpurowofioletową, Np4+ oraz NpO2+ zieloną, a NpO22+ czerwoną
neptun oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z uranu na skutek reakcji jądrowych - izotop uranu 238U jest bombardowany neutronami i przechodzi w 239U, ten z kolei na skutek przemiany beta przechodzi w neptun
neptun można też otrzymać bombardując izotop uranu 238U jądrami deuteru
Zastosowanie:
produkcja plutonu
jako paliwo jądrowe lub broń jądrowa
do detekcji neutronów
PLUTON
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
izotopem plutonu o najdłuższym okresie półtrwania wynoszącym ponad 80 milionów lat jest 244Pu
w skorupie ziemskiej występuje w znikomych ilościach razem z uranem w rudach urainitu
charakteryzuje się bardzo dużą gęstością, wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest dość aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na III, IV, V lub VI stopniu utlenienia
reaguje z kwasami mineralnymi
pod wpływem wysokiej temperatury może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony Pu3+ mają barwę ciemnoniebieską, Pu4+ ciemnopomarańczową oraz PuO2+ fioletową, a PuO22+ mocno czerwoną
pluton oraz jego związki są toksyczne, jest najbardziej trujący ze wszystkich aktynowców
Otrzymywanie:
z uranu na skutek reakcji jądrowych - izotop uranu 238U jest bombardowany neutronami i przechodzi w 239U, ten z kolei na skutek przemiany beta przechodzi w neptun, następnie dochodzi do kolejnej przemiany beta na skutek której powstaje pluton
Zastosowanie:
izotop 239Pu ma największe znaczenie - znajduje zastosowanie jako paliwo jądrowe lub broń jądrowa
AMERYK
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
jest miękki
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym, a czas połowicznego rozpadu najtrwalszego izotopu ameryku wynosi ponad 7000 lat
w skorupie ziemskiej występuje w znikomych ilościach razem z uranem w rudach urainitu
charakteryzuje się wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na III, IV, V lub VI stopniu utlenienia, ale najtrwalszy jest III stopień utlenienia
reaguje z kwasami mineralnymi
rozpuszcza się w kwasie solnym
pod wpływem wysokiej temperatury może reagować z tlenem, węglem, azotem, wodorem oraz z parą wodną
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
ma właściwości paramagnetyczne i jest nadprzewodnikiem
jony Am3+ mają barwę różową, Am4+ żółtoczerwoną, AmO2+ żółtobrązową, a AmO22+ czerwonobrązową
ameryk oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z uranu lub plutonu na skutek reakcji jądrowych - izotop uranu 238U jest bombardowany neutronami i przechodzi w 239U, następnie zachodzą przemiany beta - w wyniku pierwszej powstaje neptun, w wyniku drugiej z neptunu tworzy się pluton, na skutek trzeciej przemiany beta pluton przechodzi w ameryk
Zastosowanie:
jako źródło promieniowania gamma
w różnego rodzaju precyzyjnych miernikach
potencjalnie może być wykorzystany jako paliwo jądrowe
KIUR
Najważniejsze właściwości:
jest metalem
ma srebrzystą barwę
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, podejrzewa się, że śladowe ilości kiuru znajdują się razem z uranem w rudach urainitu
charakteryzuje się wysoką temperaturą wrzenia oraz topnienia
jest aktywny chemicznie
w związkach chemicznych występuje na III lub IV stopniu utlenienia, przy czym III stopień utlenienia jest trwalszy
reaguje z kwasami mineralnymi
łatwo reaguje z tlenem
w stanie rozdrobnionym jest piroforyczny
jony Cm3+ są bezbarwne, a Cm4+ żółte
kiur oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z plutonu przez bombardowanie go cząstkami alfa
Zastosowanie:
jako źródło energii dla sond, satelitów oraz automatycznych stacji meteorologicznych
BERKEL
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
ma srebrzystą barwę
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie
w związkach chemicznych występuje na III lub IV stopniu utlenienia, przy czym III stopień utlenienia jest trwalszy
jony Bk3+ są zielone, a Bk4+ różowobrązowe
berkel oraz jego związki są toksyczne
berkel został otrzymany w bardzo niewielkich ilościach, dlatego też słabo znane są jego właściwości, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
z ameryku przez bombardowanie go cząstkami alfa
z kiuru w wyniku reakcji wychwytu neutronu
KALIFORN
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
ma srebrzystą barwę
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie
w związkach chemicznych występuje tylko na III stopniu utlenienia
jony Cf3+ mają różową barwę
kaliforn oraz jego związki są toksyczne
Otrzymywanie:
z kiuru przez bombardowanie go cząstkami alfa
Zastosowanie:
w radioterapii
do wykrywania usterek pojazdów mechanicznych
do wykrywania złota i srebra
do wykrywania narkotyków
potencjalnie mógłby być wykorzystany do produkcji bomby atomowej, jednak jest zbyt drogim materiałem
EINSTEIN
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, został odkryty w pyłach radioaktywnych po wybuchu termojądrowym, jest otrzymywany sztucznie
w związkach chemicznych występuje tylko na III stopniu utlenienia
einstein oraz jego związki są toksyczne
właściwości tego pierwiastka nie są dobrze znane, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
z uranu 238U, który w wyniku wychwytu neutronów przechodzi w uran 253U, a po oddaniu elektronów w einstein 253Es
FERM
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, został odkryty w pyłach radioaktywnych po wybuchu termojądrowym, jest otrzymywany sztucznie
w związkach chemicznych występuje tylko na III stopniu utlenienia
ferm oraz jego związki są toksyczne
właściwości tego pierwiastka nie są dobrze znane, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
przez bombardowanie neutronami jąder uranu lub plutonu
MENDELEW
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
izotopem tego pierwiastka posiadającym najkrótszy okres półtrwania wynoszący 7 sekund jest 248Md, z kolei izotopem o najdłuższym okresie półtrwania wynoszącym 1h 36min jest 259Md
jest toksyczny
właściwości tego pierwiastka nie są dobrze znane, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
przez bombardowanie einsteinu 253Es cząstkami alfa
NOBEL
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
jest toksyczny
właściwości tego pierwiastka nie są dobrze znane, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
przez bombardowanie kiuru 246Cm jonami węgla 12C
przez bombardowanie uranu 238U neonem 21Ne
w wyniku bombardowania ameryku 243Am azotem 15N
LORENS
Najważniejsze właściwości:
należy do aktynowców
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
jest toksyczny
właściwości tego pierwiastka nie są dobrze znane, nie znalazł też narazie żadnych zastosowań
Otrzymywanie:
przez bombardowanie kalifornu 252Cf jonami boru 10B oraz 11B
RUTHERFORD
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
jego izotopy mają liczby masowe z przedziału 253-268, a okres półtrwania najdłużej żyjącego izotopu rutherfordu wynosi jedynie nieco ponad minutę
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale są najbardziej zbliżone do właściwości hafnu
występuje na IV stopniu utlenienia
Otrzymywanie:
przez bombardowanie kalifornu 249Cf jądrami węgla 12C
DUBN
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
znanych jest 12 izotopów dubnu, a okres półtrwania najdłużej żyjącego izotopu wynosi 16 godzin
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale są najbardziej zbliżone do właściwości tantalu
występuje na V stopniu utlenienia
Otrzymywanie:
przez bombardowanie ameryku 243Am jądrami neonu 22Ne
przez bombardowanie kalifornu 249Cf jonami azotu 15N
SEABORG
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
znanych jest 12 izotopów seaborgu, a okres półtrwania najdłużej żyjącego izotopu wynosi 2 minuty
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale są najbardziej zbliżone do właściwości wolframu
występuje na VI stopniu utlenienia
pierwszym znanym związkiem tego pierwiastka, jak też pierwszym znanym związkiem tak ciężkiego pierwiastka z węglem jest heksakarbonylek seaborgu
Otrzymywanie:
w wyniku przemian promieniotwórczych
Zastosowanie:
badania relatywistycznego wzrostu masy pierwiastka
BOHR
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
okres półtrwania najdłużej żyjącego izotopu tego pierwiastka wynosi mniej niż 1 sekundę
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale przypuszcza się, że są najbardziej zbliżone do właściwości renu
Otrzymywanie:
z bizmutu 204Bi przez bombardowanie jądrami chromu 54Cr
HAS
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - wszystkie ulegają bardzo szybkiemu rozpadowi
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale przypuszcza się, że są najbardziej zbliżone do właściwości osmu
Otrzymywanie:
przez bombardowanie ołowiu 207Pb i 208Pb jądrami żelaza 58Fe
MEITNER
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - wszystkie ulegają bardzo szybkiemu rozpadowi
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale przypuszcza się, że są najbardziej zbliżone do właściwości irydu
Otrzymywanie:
w wyniku przemian promieniotwórczych
DARMSTADT
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale przypuszcza się, że są najbardziej zbliżone do właściwości platyny
Otrzymywanie:
w wyniku przemian promieniotwórczych, przez fuzję jąder niklu i ołowiu
ROENTGEN
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - najdłużej żyjący izotop roentgenu ma okres półtrwania wynoszący mniej niż pół minuty
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane, ale przypuszcza się, że są najbardziej zbliżone do właściwości złota
Otrzymywanie:
z niklu 64Ni przez bombardowanie jonami bizmutu 209Bi
KOPERNIK
Najważniejsze właściwości:
jest zaliczany do metali przejściowych
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania wahają się od kilku sekund do kilku minut
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
Otrzymywanie:
z tarczy ołowianej 208Pb przez bombardowanie jonami cynku 70Zn
z tarczy uranowej, plutonowej lub kiurowej przez bombardowanie jonami wapnia 48Ca
NIHONIUM
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania wahają się od ok. pół sekundy do kilkunastu sekund
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
Otrzymywanie:
z bizmutu 209Bi przez bombardowanie cynkiem 70Zn
przez rozpad moscovium przebiegający z emisją cząstek alfa
FLEROW
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania wahają się od ok. 0,13s do nieco ponad minuty
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
jest lotnym pierwiastkiem
Otrzymywanie:
z plutonu 244Pu przez bombardowanie wapniem 48Ca
MOSCOVIUM
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania są rzędu od kilkunastu do kilkuset milisekund
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
Otrzymywanie:
z ameryku 243Am przez bombardowanie wapniem 48Ca
LIWERMOR
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania są rzędu kilku-kilkudziesięciu milisekund
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
Otrzymywanie:
z kiuru 248Cm przez bombardowanie wapniem 48Ca
w wyniku rozpadu oganessonu przebiegającego z emisją cząstki alfa
TENNESSINE
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania są rzędu kilkudziesięciu milisekund
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
Otrzymywanie:
z berkelu 249Bk przez bombardowanie wapniem 48Ca
OGANESSON
Najważniejsze właściwości:
jest pierwiastkiem promieniotwórczym
nie występuje naturalnie, jest otrzymywany sztucznie
nie posiada stabilnych izotopów - ich okresy półtrwania wynoszą zaledwie poniżej 1 milisekundy
właściwości tego pierwiastka nie zostały dobrze poznane
ze względu na to, że jest położony w 18. grupie układu okresowego sądzono, że jest gazem, jednak najnowsze badania i obliczenia wskazują na to, że jest jednak ciałem stałym
Otrzymywanie:
z kalifornu 249Cf przez bombardowanie wapniem 48Ca
Bibliografia:
Bielański Adam, Podstawy chemii nieorganicznej, cz.2, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2007
Wiberg Egon, Wiberg Nils, Holleman A. F. Holleman-Wiberg's Inorganic Chemistry, Academic Press 2001
Eichstaedt Ignacy, Księga pierwiastków, Wiedza Powszechna, Warszawa 1970
Litwin Maria, Styka-Wlazło Szarota, Szymońska Joanna, Chemia ogólna i nieorganiczna. Kształcenie ogólne w zakresie podstawowym i rozszerzonym. Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa 2005
Arora Amit Text Book of Inorganic Chemistry, Discovery Publishing House, New Delhi 2005
Cox P. A. Krótkie wykłady. Chemia nieorganiczna, Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2017