11. grupa hemijskih elemenata

Jedanaesta grupa hemijskih elemenata, po modernoj IUPAC nomenklaturi, jedna je od 18 grupa hemijskih elemenata u periodnom sistemu elemenata. U ovoj grupi se nalaze: bakar (Cu), srebro (Ag), zlato (Au) i rendgenijum (Rg). Sva četiri elementa ove grupe su prelazni metali (za četvrti se još ne zna sigurno). Bakar, srebro i zlato se javljaju u prirodi a rendgenijum je dobijen veštački. Atomske mase ovih elemenata kreću se između 63,546 u i 272 u. Ova grupa nosi naziv i IB grupa hemijskih elemenata.

11. grupa hemijskih elemenata
Vodonik Helijum Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson grupa 10 ←    → grupa 12
Broj grupe po IUPAC 11 Ime elementa bakrova grupa Trivijalno ime metali kovanica CAS broj grupe (SAD, patern A-B-A) IB stari IUPAC broj (Evropa, patern A-B) IB
↓ Perioda
4	Bakar (Cu) 29 Prelazni metal
5	Srebro (Ag) 47 Prelazni metal
6	Zlato (Au) 79 Prelazni metal
7	Rendgenijum (Rg) 111 nepoznata hemijska svojstva
Legenda primordijalni element sintetički element Boja atomskog broja: crna = čvrsta

Grupa	11
Perioda
4	29 Cu
5	47 Ag
6	79 Au
7	111 Rg

Rendgenijum (Rg) se takođe nalazi u ovoj grupi u periodnom sistemu, iako još nisu sprovedeni hemijski eksperimenti koji bi potvrdili da se ponaša kao teži homolog zlata. Grupa 11 je takođe poznata i kao kovanični metal, zbog njihove upotrebe u pravljenju kovanica - dok rast cena metala znači da se srebro i zlato više ne koriste za opticaj valute, ostajući u upotrebi za poluge. Bakar se zadržao kao uobičajen metal u kovanicama do danas, bilo u obliku kovanog metala ili kao deo legure bakra s niklom. Ovi metali su najverovatnije bili prva tri otkrivena elementa. Bakar, srebro i zlato prirodno se pojavljuju u elementarnom obliku.

Istorija

Svi elementi grupe osim rendgenijuma poznati su od praistorije, jer se svi u prirodi pojavljuju u metalnom obliku i za njihovu proizvodnju nije potrebna ekstrakciona metalurgija.

Bakar je bio poznat i korišćen već oko 4000. godine pre nove ere, a mnogi predmeti, oružje i materijali napravljeni su od bakra.

Prvi dokazi o iskopavanju srebra datiraju iz perioda oko 3000. godine pre nove ere, u Turskoj i Grčkoj, prema Kraljevskom hemijskom društvu. Drevni ljudi su čak smislili kako da oplemene srebro.

Smatra se da je najraniji zabeleženi metal koji su ljudi koristili zlato, koje se može naći slobodno ili „prirodno“. Male količine prirodnog zlata pronađene su u španskim pećinama korišćenim tokom kasnog paleolita, oko 40.000 godina pne. Zlatni artefakti su se prvi put pojavili na samom početku predinastičkog perioda u Egiptu, krajem petog milenijuma pne i početkom četvrtog, a topljenje se razvilo tokom 4. milenijuma; zlatni artefakti pojavljuju se u arheologiji Donje Mesopotamije tokom ranog 4. milenijuma.

Rendgenihum je nastao 1994. bombardovanjem atoma nikla-64 u bizmut-209 da bi se dobio rendgenijum-272.

Karakteristike

Kao i druge grupe, članovi ove porodice pokazuju obrasce u elektronskoj konfiguraciji, posebno u najudaljenijim ljuskama, što rezultira trendovima u hemijskom ponašanju, iako je rendgenijum verovatno izuzetak:

Z	Element	Br. elektrona/ljuska
29	bakar	2, 8, 18, 1
47	srebro	2, 8, 18, 18, 1
79	zlato	2, 8, 18, 32, 18, 1
111	rendgenijujm	2, 8, 18, 32, 32, 18, 1 (predviđeno)

Svi elementi Grupe 11 su relativno inertni, koroziono-rezistentni metali. Bakar i zlato su obojeni.

Ovi elementi imaju nisku električnu otpornost tako da se koriste za ožičavanje. Bakar je najjeftiniji i najčešće se koristi. Spojne žice za integrisana kola obično su zlatne. Srebrno i posrebreno bakarno ožičenje nalazi se u nekim posebnim vidovima primene.

Pojava

Bakar se u svom izvornom obliku nalazi u Čileu, Kini, Meksiku, Rusiji i SAD. Različite prirodne rude bakra su: bakarni piriti (CuFeS₂), bakarni kupit ili rubinski bakar (Cu₂O), holkozin (Cu₂S), malahit, (Cu(OH)₂CuCO₃) i azurit (Cu(OH)₂2CuCO₃).

Bakarni pirit je glavna ruda i daje skoro 76% svetske proizvodnje bakra.

Produkcija

Srebro se nalazi u izvornom obliku, kao legura sa zlatom (elektrum), i u rudama koje sadrže sumpor, arsen, antimon ili hlor. Rude uključuju argentit (Ag₂S), hlorargirit (AgCl) koji uključuje rožnato srebro i pirargirit (Ag₃SbS₃). Srebro se ekstrahuje Parkesovim postupkom.

Primene

Ovi metali, posebno srebro, imaju neobična svojstva koja ih čine neophodnim za industrijsku primenu izvan njihove novčane ili ukrasne vrednosti. Svi su oni odlični provodnici električne energije. Najprovodljiviji (po zapremini) od svih metala su srebro, bakar i zlato, tim redosledom. Srebro je takođe toplotno provodan element i element koji najviše reflektuje svetlost. Srebro takođe ima neobično svojstvo da je zatamljenje koja nastaje na srebru još uvek visoko provodljiva.

Bakar se široko koristi u električnim instalacijama i spojevima. Zlatni kontakti se ponekad nalaze u preciznoj opremi zbog njihove sposobnosti da ne korodiraju. Srebro se široko koristi u kritičnim aplikacijama kao električni kontakti, a takođe se koristi i u fotografiji (jer se srebrni nitrat pretvara u metal pri izlaganju svetlosti), poljoprivredi, medicini, audiofilima i naučnim aplikacijama.

Zlato, srebro i bakar su prilično meki metali, te se lako oštećuju u svakodnevnoj upotrebi kao kovanice. Plemeniti metal se takođe lako može izguliti i istrošiti upotrebom. U svojim numizmatičkim funkcijama ovi metali moraju biti legirani s drugim metalima kako bi se kovanicama omogućila veća izdržljivost. Legura sa drugim metalima čini nastale novčiće tvrđim, manje je verovatno da će se deformisati i otporniji su na habanje.

Zlatnici: Zlatnici se obično proizvode od 90% zlata (npr. američke kovanice pre 1933. godine) ili od 22 karatnog (91,66%) zlata (npr. trenutni kolekcionarski novčići i krugerandi), pri čemu preostalu težinu čini bakar i srebro u svakom slučaju. Zlatni od zlatnih poluga se proizvode sa 99,999% zlata (u seriji kanadskog zlatnog javorovog lista).

Srebrenjaci: Srebrni novčići se obično proizvode ili kao 90% srebra - u slučaju kovanog novca od 1965. godine u SAD (koji je bio u opticaju u mnogim zemljama), ili sterling srebra (92,5%) kovanica za Britanski komonvelt pre 1920. godine i drugog srebrnog novca, a bakar u svakom slučaju čini preostalu težinu. Stari evropski novčići obično su se proizvodili sa 83,5% srebra. Savremeni srebrni polužni novčići često se proizvode sa čistoćom koja varira između 99,9% i 99,999%.

Bakarni novčići: Bakarni novčići su često prilično visoke čistoće, oko 97%, i obično su legirani sa malim količinama cinka i kalaja.

Inflacija je dovela do toga da nominalna vrednost kovanica padne ispod vrednosti valute istorijski korišćenih metala. To je dovelo do toga da se većina modernih kovanica pravi od prostih metala - bakarni nikal (oko 80:20, srebrne boje) je popularan, kao i nikl-mesing (bakar (75), nikal (5) i cink (20), zlato u boji), mangan-mesing (bakar, cink, mangan i nikal), bronzani ili jednostavno obloženi čelik.

Biološke uloge i toksičnost

Bakar, iako toksičan u prevelikim količinama, neophodan je za život. Pokazano je da bakar ima antimikrobna svojstva što ga čini korisnim npr. za izradu bolničkih kvaka, kao jednog vida sprečavanja širenje bolesti. Poznato je da konzumiranje hrane u bakarnim posudama povećava rizik od toksičnosti bakra.

Elementarno zlato i srebro nemaju poznate toksične efekte niti biološku upotrebu, iako soli zlata mogu biti toksične za jetru i bubrežno tkivo. Kao i bakar, srebro takođe ima antimikrobna svojstva. Dugotrajna upotreba preparata koji sadrže zlato ili srebro takođe može dovesti do nakupljanja ovih metala u telesnom tkivu; ishodi su ireverzibilni, ali naizgled bezopasni uslovi pigmentacije poznati kao hrizijaza i argirija.

Zbog toga što je kratkotrajan i radioaktivan, rendgenijum nema biološku upotrebu, ali je verovatno izuzetno štetan zbog svoje radioaktivnosti.

Literatura

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

Spoljašnje veze

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