Okres 5 element - Period 5 element
Część serii na |
Układ okresowy pierwiastków |
---|
Układ okresowy jest ułożony w rzędach, aby zilustrować powtarzające się (okresowe) trendy w zachowaniu chemicznym pierwiastków wraz ze wzrostem ich liczby atomowej: nowy wiersz rozpoczyna się, gdy zachowanie chemiczne zaczyna się powtarzać, co oznacza, że pierwiastki o podobnym zachowaniu przypadają do tego samego pionowe kolumny. Piąty okres zawiera 18 pierwiastków, zaczynając od rubidu i kończąc na ksenonie . Z reguły elementy z okresu 5 najpierw wypełniają swoje muszle 5s , a następnie ich muszle 4d i 5p, w tej kolejności; są jednak wyjątki, takie jak rod .
Właściwości fizyczne
Okres ten zawiera technet , jeden z dwóch pierwiastków aż do ołowiu, który nie ma stabilnych izotopów (wraz z prometem ), a także molibden i jod , dwa najcięższe pierwiastki o znanej roli biologicznej, a niob ma największą znaną głębokość penetracji magnetycznej wszystkich elementów. Cyrkon jest jednym z głównych składników kryształów cyrkonu , obecnie najstarszych znanych minerałów skorupy ziemskiej. Wiele późniejszych metali przejściowych , takich jak rod, jest bardzo powszechnie stosowanych w biżuterii ze względu na to, że są niesamowicie błyszczące.
Wiadomo, że okres ten miał wiele wyjątków od reguły Madelunga .
Elementy i ich właściwości
Pierwiastek chemiczny Blok Konfiguracja elektronów 37 Rb Rubid s-blok [Kr] 5s 1 38 Sr Stront s-blok [Kr] 5s 2 39 Tak Itr d-blok [Kr] 4d 1 5s 2 40 Zr Cyrkon d-blok [Kr] 4d 2 5s 2 41 Nb Niob d-blok [Kr] 4d 4 5s 1 (*) 42 Mo molibden d-blok [Kr] 4d 5 5s 1 (*) 43 Tc Technet d-blok [Kr] 4d 5 5s 2 44 Ru Ruten d-blok [Kr] 4d 7 5s 1 (*) 45 Rh Rod d-blok [Kr] 4d 8 5s 1 (*) 46 Pd Paladium d-blok [Kr] 4d 10 (*) 47 Ag Srebro d-blok [Kr] 4d 10 5s 1 (*) 48 Płyta CD Kadm d-blok [Kr] 4d 10 5s 2 49 W Ind p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 1 50 Sn Cyna p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 2 51 Sb Antymon p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 3 52 Te Tellur p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 4 53 ja Jod p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 54 Xe Ksenon p-blok [Kr] 4d 10 5s 2 5p 6
(*) Wyjątek od reguły Madelunga
elementy s-blokowe
Rubid
Rubid jest pierwszym pierwiastkiem umieszczonym w okresie 5. Jest to metal alkaliczny , najbardziej reaktywna grupa w układzie okresowym , mająca właściwości i podobieństwa zarówno z innymi metalami alkalicznymi, jak i innymi pierwiastkami z okresu 5. Na przykład rubid ma 5 powłok elektronowych, właściwość występującą we wszystkich pozostałych 5 pierwiastkach okresu, podczas gdy zakończenie jego konfiguracji elektronowej jest podobne do wszystkich innych metali alkalicznych: s 1 . Rubid również podąża za trendem zwiększania reaktywności wraz ze wzrostem liczby atomowej metali alkalicznych, ponieważ jest bardziej reaktywny niż potas , ale mniej niż cez . Ponadto zarówno potas, jak i rubid dają prawie ten sam odcień po zapaleniu , więc naukowcy muszą stosować różne metody, aby odróżnić te dwa pierwiastki pierwszej grupy. Rubid jest bardzo podatny na utlenianie w powietrzu, podobnie jak większość innych metali alkalicznych, więc łatwo przekształca się w tlenek rubidu , żółte ciało stałe o wzorze chemicznym Rb 2 O.
Stront
Drugim pierwiastkiem umieszczonym w V okresie jest stront . Jest to metal ziem alkalicznych , stosunkowo reaktywna grupa, chociaż nie tak reaktywna jak metale alkaliczne . Podobnie jak rubid, ma on 5 powłok elektronowych lub poziomów energetycznych i zgodnie z zasadą Madelunga ma dwa elektrony w swojej podpowłoce 5s . Stront jest metalem miękkim i jest niezwykle reaktywny w kontakcie z wodą. Jeżeli to nie są w kontakcie z wodą, choć będzie to się łączyć z atomami zarówno tlenu i wodoru do formy wodorotlenek strontu i czystego wodoru, który szybko dyfunduje w powietrzu . Ponadto stront, podobnie jak rubid, utlenia się w powietrzu i zmienia kolor na żółty . Po zapaleniu zapali się silnym czerwonym płomieniem .
elementy d-blokowe
Itr
Itr to pierwiastek chemiczny o symbolu Y i liczbie atomowej 39. Jest to srebrzysto-metaliczny metal przejściowy chemicznie podobny do lantanowców i często klasyfikowany jako „ pierwiastek ziem rzadkich ”. Itr prawie zawsze występuje w połączeniu z lantanowcami w minerałach ziem rzadkich i nigdy nie występuje w naturze jako wolny pierwiastek. Jego jedyny stabilny izotop , 89 Y, jest również jedynym naturalnie występującym izotopem.
W 1787 r. Carl Axel Arrhenius znalazł nowy minerał w pobliżu Ytterby w Szwecji i nazwał go od nazwy wsi iterbit . Johan Gadolin odkrył tlenek itru w próbce Arrheniusa w 1789 roku, a Anders Gustaf Ekeberg nazwał nowy tlenek itru . Pierwiastkowy itr został po raz pierwszy wyizolowany w 1828 roku przez Friedricha Wöhlera .
Najważniejszym zastosowaniem itru jest wytwarzanie luminoforów , takich jak czerwone stosowane w telewizorach z kineskopami (CRT) oraz w diodach LED . Inne zastosowania obejmują produkcję elektrod , elektrolitów , filtrów elektronicznych , laserów i nadprzewodników ; różne zastosowania medyczne; oraz jako śladowe ilości w różnych materiałach w celu zwiększenia ich właściwości. Itr nie odgrywa żadnej znanej roli biologicznej, a narażenie na związki itru może powodować choroby płuc u ludzi.
Cyrkon
Cyrkon to pierwiastek chemiczny o symbolu Zr i liczbie atomowej 40. Nazwa cyrkonu pochodzi od minerału cyrkon . Jego masa atomowa wynosi 91,224. Jest to lśniący, szaro-biały, mocny metal przejściowy przypominający tytan . Cyrkon jest używany głównie jako materiał ogniotrwały i zmętniający , chociaż niewielkie ilości są stosowane jako środek stopowy ze względu na jego dużą odporność na korozję. Cyrkon pozyskiwany jest głównie z minerału cyrkonu , który jest najważniejszą stosowaną formą cyrkonu.
Cyrkon tworzy różnorodne związki nieorganiczne i metaloorganiczne, takie jak , odpowiednio, dwutlenek cyrkonu i dichlorek cyrkonocenu . W naturze występuje pięć izotopów , z których trzy są stabilne. Związki cyrkonu nie pełnią żadnej roli biologicznej.
Niob
Niob lub kolumb to pierwiastek chemiczny o symbolu Nb i liczbie atomowej 41. Jest to miękki, szary, ciągliwy metal przejściowy , który często występuje w minerale pirochloru , głównym komercyjnym źródle niobu i kolumbitu . Nazwa pochodzi z mitologii greckiej : Niobe , córka Tantala .
Niob ma właściwości fizyczne i chemiczne podobne do pierwiastka tantal , dlatego trudno je rozróżnić. Angielski chemik Charles Hatchett doniósł o nowym pierwiastku podobnym do tantalu w 1801 roku i nazwał go columbium. W 1809 r. angielski chemik William Hyde Wollaston błędnie doszedł do wniosku, że tantal i kolumb są identyczne. Niemiecki chemik Heinrich Rose ustalił w 1846 roku, że rudy tantalu zawierają drugi pierwiastek, który nazwał niobem. W latach 1864 i 1865 seria odkryć naukowych wyjaśniła, że niob i kolumb to ten sam pierwiastek (w odróżnieniu od tantalu), a przez stulecie obie nazwy były używane zamiennie. Nazwa pierwiastka została oficjalnie przyjęta jako niob w 1949 roku.
Dopiero na początku XX wieku niob został po raz pierwszy użyty komercyjnie. Brazylia jest wiodącym producentem niobu i żelazoniobu , stopu niobu i żelaza. Niob jest stosowany głównie w stopach, najwięcej w stali specjalnej, takiej jak ta stosowana w gazociągach . Chociaż stopy zawierają maksymalnie 0,1%, ten niewielki procent niobu poprawia wytrzymałość stali. Stabilność temperaturowa nadstopów zawierających niob jest ważna dla ich stosowania w silnikach odrzutowych i rakietowych . Niob jest używany w różnych materiałach nadprzewodzących . Te stopy nadprzewodzących , zawierające również tytan i cynę , są szeroko stosowane w magnesy nadprzewodzące w skanery MRI . Inne zastosowania niobu obejmują jego zastosowanie w spawalnictwie, przemyśle jądrowym, elektronice, optyce, numizmatyce i jubilerstwie. W ostatnich dwóch zastosowaniach szczególną zaletą jest niska toksyczność niobu i zdolność do barwienia przez anodowanie .
molibden
Molibden jest pierwiastkiem chemicznym grupy 6 o symbolu Mo i liczbie atomowej 42. Nazwa pochodzi od neo-łacińskiego molibdenu , od starożytnej greki Μόλυβδος molibdos , co oznacza ołów , sam zaproponowany jako zapożyczenie z anatolijskich języków luwiańskich i lidyjskich , ponieważ jego rudy były mylić z rudami ołowiu. Wolny pierwiastek, który jest srebrzystym metalem , ma szóstą najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich pierwiastków. Z łatwością tworzy twarde, stabilne węgliki iz tego powodu jest często stosowany w stopach stali o wysokiej wytrzymałości . Molibden nie występuje na Ziemi jako wolny metal , ale w różnych stanach utlenienia minerałów. Przemysłowo związki molibdenu są wykorzystywane w zastosowaniach wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych jako pigmenty i katalizatory .
Minerały molibdenu były znane od dawna, ale pierwiastek „odkryto” (w sensie odróżnienia go jako nowej jednostki od soli mineralnych innych metali) w 1778 roku przez Carla Wilhelma Scheele . Metal został po raz pierwszy wyizolowany w 1781 roku przez Petera Jacoba Hjelma .
Większość związków molibdenu ma niską rozpuszczalność w wodzie, ale jon molibdenianowy MoO 4 2- jest rozpuszczalny i tworzy się, gdy minerały zawierające molibden są w kontakcie z tlenem i wodą.
Technet
Technet to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 43 i symbolu Tc . Jest to pierwiastek o najniższej liczbie atomowej bez żadnych stabilnych izotopów ; każda jego forma jest radioaktywna . Prawie cały technet jest produkowany syntetycznie i tylko niewielkie jego ilości występują w przyrodzie. Naturalnie występujący technet występuje jako spontaniczny produkt rozszczepienia w rudzie uranu lub w wyniku wychwytywania neutronów w rudach molibdenu . Właściwości chemiczne tego srebrzystoszarego, krystalicznego metalu przejściowego są pośrednie pomiędzy renem a manganem .
Wiele właściwości technetu przewidział Dymitr Mendelejew, zanim ten pierwiastek został odkryty. Mendelejew zauważył lukę w swoim układzie okresowym pierwiastków i nadał nieodkrytemu pierwiastkowi prowizoryczną nazwę ekamangan ( Em ). W 1937 r. technet (konkretnie izotop technetu-97 ) stał się pierwszym w przeważającej mierze sztucznym pierwiastkiem, który został wyprodukowany, stąd jego nazwa (od greckiego τεχνητός , co oznacza „sztuczny”).
Jego krótkotrwały gamma -emitting izomery jądrowe - technetu-99m -jest stosowany w medycynie nuklearnej do szerokiej gamy testów diagnostycznych. Technet-99 jest używany jako wolne od promieniowania gamma źródło cząstek beta . Długowieczne izotopów technetu produkowane są w sprzedaży produktów ubocznych rozszczepienia z uranu-235 w reaktorach jądrowych i są wydobywane z prętów paliwa jądrowego . Ponieważ żaden izotop technetu nie ma okresu półtrwania dłuższego niż 4,2 miliona lat ( technet-98 ), jego wykrycie w czerwonych olbrzymach w 1952 roku, które mają miliardy lat, pomogło wzmocnić teorię, że gwiazdy mogą wytwarzać cięższe pierwiastki.
Ruten
Ruten to pierwiastek chemiczny o symbolu Ru i liczbie atomowej 44. Jest rzadkim metalem przejściowym należącym do grupy platynowców układu okresowego pierwiastków . Podobnie jak inne metale z grupy platynowców, ruten jest obojętny na większość chemikaliów. Rosyjski naukowiec Karl Claus odkrył element w 1844 roku i nazwał ją po Rusi , łacińskiego słowa Rusi . Ruten zwykle występuje jako drobny składnik rud platyny, a jego roczna produkcja wynosi tylko około 12 ton na całym świecie. Większość rutenu jest wykorzystywana do odpornych na zużycie styków elektrycznych i produkcji rezystorów grubowarstwowych. Niewielkim zastosowaniem rutenu jest jego zastosowanie w niektórych stopach platyny .
Rod
Rod to pierwiastek chemiczny, który jest rzadkim, srebrzystobiałym, twardym i chemicznie obojętnym metalem przejściowym i członkiem grupy platynowców . Ma symbol chemiczny Rh i liczbę atomową 45. Składa się on tylko z jednego izotopu , 103 Rh. Występujący w przyrodzie rod występuje jako wolny metal, stopiony z podobnymi metalami, a nigdy jako związek chemiczny. Jest to jeden z najrzadszych metali szlachetnych i jeden z najdroższych ( od tego czasu złoto przejęło najwyższy koszt za uncję).
Rod jest tak zwanym metalem szlachetnym , odpornym na korozję, występującym w rudach platyny lub niklu wraz z innymi członkami metali z grupy platynowców . Został odkryty w 1803 roku przez Williama Hyde'a Wollastona w jednej z takich rud, a nazwany pochodzi od różowego koloru jednego z jego związków chloru, powstałego po jego reakcji z silną mieszaniną kwasów aqua królewską .
Głównym zastosowaniem pierwiastka (około 80% światowej produkcji rodu) jest jeden z katalizatorów w trójdrożnych katalizatorach samochodowych. Ponieważ metaliczny rod jest obojętny na korozję i większość agresywnych chemikaliów, a także ze względu na swoją rzadkość, rod jest zwykle stapiany z platyną lub palladem i stosowany w powłokach odpornych na wysokie temperatury i korozję. Białe złoto jest często powlekane cienką warstwą rodu, aby poprawić wrażenie optyczne, podczas gdy srebro jest często pokryte rodem, aby zapewnić odporność na matowienie.
Detektory rodowe są stosowane w reaktorach jądrowych do pomiaru poziomu strumienia neutronów .
Paladium
Pallad jest pierwiastkiem z symbolem chemicznym Pd i liczbie atomowej do 46. Jest to rzadki i błyszcząca srebrzystobiałym metalu odkryta w 1803 roku przez William Hyde Wollaston . Nazwał go po asteroid Pallas , który sam został nazwany po epitet z greckiej bogini Atena , nabytych przez nią kiedy zabił Pallas . Pallad, platyna , rod , ruten , iryd i osm tworzą grupę pierwiastków określaną jako metale z grupy platynowców (PGM). Mają podobne właściwości chemiczne, ale pallad ma najniższą temperaturę topnienia i jest z nich najmniej gęsty.
Unikalne właściwości palladu i innych metali z grupy platynowców odpowiadają za ich szerokie zastosowanie. Jedna czwarta wszystkich produkowanych dziś towarów albo zawiera PGM, albo ma znaczący udział w procesie produkcyjnym, który odgrywają PGM. Ponad połowa dostaw palladu i jego kongenerowej platyny trafia do katalizatorów , które przekształcają do 90% szkodliwych gazów ze spalin samochodowych ( węglowodory , tlenek węgla i dwutlenek azotu ) w mniej szkodliwe substancje ( azot , dwutlenek węgla i wodę). para ). Pallad jest również stosowany w elektronice, stomatologii , medycynie , oczyszczaniu wodoru, zastosowaniach chemicznych i uzdatnianiu wód gruntowych. Pallad odgrywa kluczową rolę w technologii stosowanej w ogniwach paliwowych , które łączą wodór i tlen, aby wytwarzać energię elektryczną, ciepło i wodę.
Złoża rud palladu i innych PGM są rzadkie, a najbardziej rozległe złoża znaleziono w pasie norytowym kompleksu magmowego Bushveld obejmującego basen transwalu w Afryce Południowej, kompleks Stillwater w Montanie w Stanach Zjednoczonych, dystrykt Thunder Bay w Ontario , Kanada i kompleks Norylsk w Rosji. Recykling jest również źródłem palladu, głównie ze złomowanych katalizatorów. Liczne zastosowania i ograniczone źródła dostaw palladu powodują, że metal ten cieszy się dużym zainteresowaniem inwestorów .
Srebro
Srebro jest metaliczny pierwiastek z symbolem chemicznym Ag ( Łacińskiej : ARGENTUM , z indoeuropejską korzenia * Arg do „szary” i „błyszczącej”) i liczbie atomowej 47. miękkiej białej błyszczącej, metalu przejściowego , ma najwyższa przewodność elektryczna dowolnego elementu i najwyższa przewodność cieplna dowolnego metalu. Metal występuje naturalnie w czystej, wolnej postaci (srebro rodzime), jako stop ze złotem i innymi metalami oraz w minerałach, takich jak argentyt i chlorargyryt . Większość srebra jest produkowana jako produkt uboczny rafinacji miedzi , złota , ołowiu i cynku .
Srebro od dawna jest cenione jako metal szlachetny i służy do wyrobu ozdób, biżuterii , zastawy stołowej o wysokiej wartości, przyborów kuchennych (stąd określenie „ srebrne” ) oraz monet walutowych . Obecnie srebro metaliczne stosuje się również w stykach elektrycznych i przewodnikach , w lustrach oraz w katalizie reakcji chemicznych. Jego związki są wykorzystywane w filmach fotograficznych , a rozcieńczone roztwory azotanu srebra i inne związki srebra są stosowane jako środki dezynfekujące i mikrobiocydy. Chociaż wiele medycznych zastosowań przeciwdrobnoustrojowych srebra zostało wypartych przez antybiotyki , dalsze badania nad potencjałem klinicznym trwają.
Kadm
Kadm to pierwiastek chemiczny o symbolu Cd i liczbie atomowej 48. Ten miękki, niebiesko-biały metal jest chemicznie podobny do dwóch innych stabilnych metali z grupy 12 , cynku i rtęci . Podobnie jak cynk, preferuje stopień utlenienia +2 w większości swoich związków i podobnie jak rtęć wykazuje niską temperaturę topnienia w porównaniu z metalami przejściowymi . Kadm i jego kongenery nie zawsze są uważane za metale przejściowe, ponieważ nie mają częściowo wypełnionych powłok elektronowych d lub f w elementarnych lub powszechnych stanach utlenienia. Średnie stężenie kadmu w skorupie ziemskiej wynosi od 0,1 do 0,5 części na milion (ppm). Został odkryty w 1817 jednocześnie przez Stromeyera i Hermanna , obaj w Niemczech, jako zanieczyszczenie węglanu cynku .
Kadm występuje jako drugorzędny składnik większości rud cynku i dlatego jest produktem ubocznym produkcji cynku. Był używany przez długi czas jako pigment i do odpornego na korozję powlekania stali, natomiast związki kadmu były używane do stabilizacji tworzyw sztucznych . Z wyjątkiem jego zastosowania w akumulatorach niklowo-kadmowych i panelach słonecznych z tellurku kadmu , zużycie kadmu generalnie spada. Spadki te wynikają z konkurencyjnych technologii, toksyczności kadmu w pewnych formach i stężenia oraz wynikających z tego przepisów.
elementy p-blokowe
Ind
Ind to pierwiastek chemiczny o symbolu In i liczbie atomowej 49. Ten rzadki, bardzo miękki, plastyczny i łatwo topliwy inny metal jest chemicznie podobny do galu i talu i wykazuje właściwości pośrednie między tymi dwoma. Ind został odkryty w 1863 roku i nazwany od niebieskiej linii indygo w jej widmie, która była pierwszą oznaką jego istnienia w rudach cynku, jako nowego i nieznanego pierwiastka. Metal został po raz pierwszy wyizolowany w następnym roku. Rudy cynku nadal są głównym źródłem indu, gdzie występuje w postaci związków. Bardzo rzadko ten pierwiastek można znaleźć w postaci ziaren rodzimego (wolnego) metalu, ale nie mają one znaczenia handlowego.
Obecnie głównym zastosowaniem indu jest formowanie przezroczystych elektrod z tlenku indu i cyny w wyświetlaczach ciekłokrystalicznych i ekranach dotykowych , a to zastosowanie w dużej mierze determinuje jego globalną produkcję górniczą. Jest szeroko stosowany w cienkich warstwach do tworzenia warstw smarnych (w czasie II wojny światowej był szeroko stosowany do pokrywania łożysk w samolotach wyczynowych ). Jest również używany do wytwarzania stopów o szczególnie niskiej temperaturze topnienia i jest składnikiem niektórych lutów bezołowiowych.
Nie wiadomo, czy ind może być używany przez żaden organizm. Podobnie jak sole glinu, jony indu(III) mogą być toksyczne dla nerek po podaniu w iniekcji, ale doustne związki indu nie wykazują chronicznej toksyczności soli metali ciężkich, prawdopodobnie z powodu słabej absorpcji w warunkach zasadowych. Radioaktywny ind-111 (w bardzo małych ilościach na bazie chemicznej) jest używany w testach medycyny nuklearnej jako radioznacznik do śledzenia ruchu znakowanych białek i białych krwinek w organizmie.
Cyna
Cyna jest pierwiastkiem o symbolu Sn (w języku łacińskim : Stannum ) i liczbie atomowej 50. Jest metalu głównej grupy w grupie 14 z tablicy Mendelejewa . Cyna wykazuje podobieństwo chemiczne do obu sąsiednich pierwiastków grupy 14, germanu i ołowiu i ma dwa możliwe stopnie utlenienia +2 i nieco stabilniejszy +4. Cyna jest 49. najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem i ma, z 10 stabilnymi izotopami, największą liczbę stabilnych izotopów w układzie okresowym. Cyna pozyskiwana jest głównie z mineralnego kasyterytu , gdzie występuje jako dwutlenek cyny SnO 2 .
Ten srebrzysty, plastyczny metal nie jest łatwo utleniany w powietrzu i jest używany do powlekania innych metali, aby zapobiec korozji . Pierwszym stopem , stosowanym na dużą skalę od 3000 roku pne , był brąz , stop cyny i miedzi . Po 600 rpne wyprodukowano czystą metaliczną cynę. Cyna , która jest stopem 85–90% cyny z pozostałością zwykle składającą się z miedzi, antymonu i ołowiu, była używana do produkcji zastaw stołowych od epoki brązu do XX wieku. W dzisiejszych czasach cynę stosuje się w wielu stopach, w szczególności w miękkich lutach cynowo-ołowiowych , zwykle zawierających 60% lub więcej cyny. Innym dużym zastosowaniem cyny jest cynowanie stali odpornej na korozję. Ze względu na niską toksyczność, cynowany metal jest również używany do pakowania żywności, stąd nazwa puszek blaszanych , które są wykonane głównie ze stali.
Antymon
Antymonu ( Łacińskiej : stibium ) jest toksycznym pierwiastek symbolem Sb i liczbie atomowej do 51. błyszcząca szary niemetalu , to występuje w przyrodzie, głównie jako siarczki antymon (Sb 2 S 3 ). Związki antymonu były znane od czasów starożytnych i były używane w kosmetyce, znany był również antymon metaliczny, ale najczęściej identyfikowany jako ołów .
Od pewnego czasu Chiny są największym producentem antymonu i jego związków, przy czym większość produkcji pochodzi z kopalni Xikuangshan w Hunan . Związki antymonu są ważnymi dodatkami do chloru i bromu zawierającymi środki zmniejszające palność, które można znaleźć w wielu produktach komercyjnych i domowych. Największym zastosowaniem metalicznego antymonu jest stopowanie ołowiu i cyny. Poprawia właściwości stopów stosowanych jak w lutowiach , kulach i łożyskach kulkowych . Pojawiającym się zastosowaniem jest zastosowanie antymonu w mikroelektronice .
Tellur
Tellur to pierwiastek chemiczny o symbolu Te i liczbie atomowej 52. Kruchy, średnio toksyczny, rzadki, srebrnobiały metaloid, który wygląda podobnie do cyny , jest chemicznie spokrewniony z selenem i siarką . Czasami występuje w postaci rodzimej, jako kryształy elementarne. Tellurium występuje znacznie częściej we wszechświecie niż na Ziemi. Jego ekstremalna rzadkość w skorupie ziemskiej, porównywalna do platyny , wynika częściowo z jego wysokiej liczby atomowej, ale także z powodu tworzenia lotnego wodorku, który spowodował utratę pierwiastka w przestrzeni jako gazu podczas formowania się gorącej mgławicy planety.
Tellurium zostało odkryte w Siedmiogrodzie (dzisiejsza część Rumunii ) w 1782 roku przez Franza-Josepha Müllera von Reichensteina w minerale zawierającym tellur i złoto . Martin Heinrich Klaproth nazwał nowy element w 1798 r. po łacińskim słowie oznaczającym „ziemię”, tellus . Minerały z tellurku złota (odpowiedzialne za nazwę Telluride w stanie Kolorado ) są najbardziej godnymi uwagi naturalnymi związkami złota. Jednak nie są one znaczącym komercyjnie źródłem samego telluru, który zwykle jest wydobywany jako produkt uboczny produkcji miedzi i ołowiu .
Tellurium jest stosowane komercyjnie głównie w stopach , przede wszystkim w stali i miedzi w celu poprawy skrawalności. Zastosowania w panelach słonecznych i jako materiał półprzewodnikowy również pochłaniają znaczną część produkcji telluru.
Jod
Jod to pierwiastek chemiczny o symbolu I i liczbie atomowej 53. Nazwa pochodzi z greckiego ἰοειδής ioeidēs , co oznacza fiolet lub fiolet, ze względu na kolor elementarnej pary jodu.
Jod i jego związki są wykorzystywane przede wszystkim w żywieniu oraz przemysłowo w produkcji kwasu octowego i niektórych polimerów. Stosunkowo wysoka liczba atomowa jodu, niska toksyczność i łatwość przyłączania się do związków organicznych sprawiły, że jest on częścią wielu kontrastowych materiałów rentgenowskich we współczesnej medycynie. Jod ma tylko jeden stabilny izotop . Szereg radioizotopów jodu jest również wykorzystywanych w zastosowaniach medycznych.
Jod występuje na Ziemi głównie jako wysoce rozpuszczalny w wodzie jodek I − , który koncentruje go w oceanach i basenach solankowych. Podobnie jak inne halogeny , wolny jod występuje głównie jako dwuatomowa cząsteczka I 2 , a następnie tylko chwilowo po utlenieniu z jodku przez utleniacz, taki jak wolny tlen. We wszechświecie i na Ziemi wysoka liczba atomowa jodu sprawia, że jest on stosunkowo rzadkim pierwiastkiem . Jednak jego obecność w wodzie oceanicznej nadała mu rolę w biologii (patrz poniżej).
Ksenon
Ksenon to pierwiastek chemiczny o symbolu Xe i liczbie atomowej 54. Bezbarwny, ciężki, bezwonny gaz szlachetny ksenon występuje w ziemskiej atmosferze w śladowych ilościach. Chociaż na ogół nie jest reaktywny, ksenon może ulegać kilku reakcjom chemicznym, takim jak tworzenie heksafluoroplatynianu ksenonu , pierwszego syntetyzowanego związku gazu szlachetnego .
Naturalnie występujący ksenon składa się z dziewięciu stabilnych izotopów . Istnieje również ponad 40 niestabilnych izotopów, które ulegają rozpadowi radioaktywnemu . Proporcje izotopowe ksenonu są ważnym narzędziem do badania wczesnej historii Układu Słonecznego . Radioaktywny ksenon-135 jest wytwarzany z jodu-135 w wyniku rozszczepienia jądra i działa jako najważniejszy pochłaniacz neutronów w reaktorach jądrowych .
Ksenon jest stosowany w lampach błyskowych i łukowych oraz jako środek do znieczulenia ogólnego . Pierwszy projekt lasera ekscymerowego wykorzystywał cząsteczkę dimeru ksenonowego (Xe 2 ) jako medium laserowe , a najwcześniejsze projekty laserów wykorzystywały ksenonowe lampy błyskowe jako pompy . Ksenon jest również wykorzystywany do poszukiwania hipotetycznych, słabo oddziałujących, masywnych cząstek oraz jako paliwo do silników jonowych w statkach kosmicznych .
Rola biologiczna
Rubid, stront, itr, cyrkon i niob nie odgrywają żadnej roli biologicznej. Itr może powodować choroby płuc u ludzi.
Enzymy zawierające molibden są wykorzystywane przez niektóre bakterie jako katalizatory do rozerwania wiązania chemicznego w atmosferycznym azocie cząsteczkowym , umożliwiając biologiczne wiązanie azotu . Co najmniej 50 enzymów zawierających molibden jest obecnie znanych u bakterii i zwierząt, chociaż tylko enzymy bakteryjne i sinicowe są zaangażowane w wiązanie azotu. Ze względu na różnorodne funkcje pozostałych enzymów molibden jest niezbędnym pierwiastkiem do życia w organizmach wyższych ( eukariotach ), choć nie we wszystkich bakteriach.
Technet, ruten, rod, pallad, srebro, cyna i antymon nie odgrywają żadnej roli biologicznej. Chociaż kadm nie odgrywa żadnej znanej roli biologicznej w organizmach wyższych, w morskich okrzemkach znaleziono zależną od kadmu anhydrazę węglanową . Ind nie odgrywa żadnej roli biologicznej i może być toksyczny tak samo jak antymon.
Tellurium nie pełni żadnej roli biologicznej, chociaż grzyby mogą włączać go w miejsce siarki i selenu do aminokwasów takich jak tellurocysteina i tellurometionina . U ludzi tellur jest częściowo metabolizowany do dimetylotelurydu (CH 3 ) 2 Te, gazu o zapachu czosnku , który jest wydychany z oddechem ofiar zatrucia lub narażenia na tellur.
Jod jest najcięższym pierwiastkiem niezbędnym powszechnie wykorzystywanym przez życie w funkcjach biologicznych (tylko wolfram , wykorzystywany w enzymach przez kilka gatunków bakterii, jest cięższy). Rzadkość jodu w wielu glebach, ze względu na początkowo niską liczebność jako pierwiastek skorupy, a także wypłukiwanie rozpuszczalnego jodku przez wody deszczowe, doprowadziła do wielu problemów z niedoborem zwierząt lądowych i śródlądowych populacji ludzkich. Niedobór jodu dotyka około dwóch miliardów ludzi i jest główną przyczyną niepełnosprawności intelektualnej, której można zapobiegać . Jod jest wymagany przez zwierzęta wyższe, które wykorzystują go do syntezy hormonów tarczycy , które zawierają ten pierwiastek. Z powodu tej funkcji radioizotopy jodu są skoncentrowane w tarczycy wraz z nieradioaktywnym jodem. Radioizotopem jodu-131 , który ma wysoką rozszczepienia wydajność produktu , koncentratów w tarczycy, i jest jednym z najbardziej rakotwórcze z rozszczepienia jądrowego produktów.
Xenon nie pełni żadnej roli biologicznej i jest stosowany jako środek znieczulający .