Skupina 11: mincovní kovy v periodické tabulce — měď, stříbro, zlato, Rg
Skupina 11: přehled mincovních kovů v periodické tabulce — měď, stříbro, zlato a roentgenium (Rg). Vlastnosti, využití a zajímavosti pro sběratele i vědce.
Prvek skupiny 11 je prvek z řady prvků skupiny 11 (podle IUPAC) v periodické tabulce, kterou tvoří přechodné kovy — tradiční mincovní kovy měď (Cu), stříbro (Ag) a zlato (Au). Roentgenium (Rg) je sice do této skupiny zařazen na základě své elektronické konfigurace, nicméně jde o krátce žijící transaktinid pozorovaný pouze v laboratorních podmínkách; některé jeho izotopy mají poločasy rozpadu měřené v řádech sekund. V běžné řeči se pro Cu, Ag a Au často používá souhrnný název "mincovní kovy", ačkoli při ražbě mincí a platidel různé kultury používaly i jiné materiály, například hliník, olovo, nikl, nerezová ocel a zinek.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Prvky skupiny 11 mají společné několik charakteristik, které je činí pro průmysl i kulturu velmi užitečnými:
- Elektrická a tepelná vodivost: stříbro má nejvyšší elektrickou vodivost ze všech kovů, měď je rovněž vynikající vodič a zlato je výborné pro spolehlivé elektrické spoje díky své odolnosti vůči korozi.
- Barva a lesk: zlato má charakteristickou žlutou barvu, stříbro a měď jsou stříbřitě lesklé (měď po vyleštění má červenohnědý odstín).
- Tvárnost a kujnost: všechny tři jsou velmi kujné a dobře se zpracovávají, což je důvod jejich širokého využití v šperkařství a ražbě mincí.
- Oxidační stupně: běžné oxidační stupně jsou pro měď +1 a +2, pro stříbro převládá +1 a pro zlato jsou běžné +1 a +3.
- Chemická inertnost: zlato je chemicky velmi neaktivní (nekoroduje běžnými kyselinami), stříbro i měď se snadněji oxiduji nebo pokrývají sulfidickou vrstvou (černání stříbra, patina mědi).
Výskyt, těžba a zpracování
Měď se těží z rud jako jsou chalkopyrit nebo bornit; zpracovává se často pyrometalurgicky (tavby) a elektrorefinací. Stříbro se vyskytuje v rudách jako argentit nebo jako vedlejší produkt při těžbě olova a zlata. Zlato se vyskytuje často v podobě volného kovu (nativní zlato) nebo v sulfidických a oxidických rudách; pro jeho získávání se používají metody lámání, drcení a chemické loužení (např. cyanidací), ale důraz se dnes klade i na recyklaci z elektronického odpadu a šrotu. Těžba a zpracování těchto kovů má významné ekologické dopady (spotřeba energie, používání chemikálií jako cyanid či rtuť v historickém těžebním procesu), proto se rozvíjejí čistší technologie a recyklační postupy.
Použití
Prvky skupiny 11 mají široké spektrum využití:
- Měď (Cu): elektrické vodiče a kabely, potrubí, součásti elektromotorů, slitiny (mosaz, bronz), konstrukční materiály, katalyzátory a také antimikrobiální povrchy.
- Stříbro (Ag): kontakty a elektrotechnika, fotografie (historicky), katalýza, biocidní a antimikrobiální aplikace (zdravotnictví), šperky, mince a investiční slitiny.
- Zlato (Au): šperkařství, investice a rezervní aktiva (bullion), výplně a kontakty v elektronice (kvůli chemické stálosti), stomatologie, některé lékařské a lékárenské aplikace (koloidní zlato), a katalytické aplikace u nanočástic zlata.
- Roentgenium (Rg): čistě vědecký zájem — produkce a studium jaderných vlastností v experimentech; žádné praktické aplikace kvůli extrémní nestabilitě.
Slitiny a mince
Historicky se mince razily z čistého stříbra nebo zlata, případně z mědi. Dnes jsou obvyklé slitiny pro zlepšení mechanických vlastností a odolnosti: např. sterlingové stříbro (92,5 % Ag + 7,5 % jiných kovů), různé karátové slitiny zlata (např. 18 karátů = 75 % Au), mosaz (Cu + Zn) a bronz (Cu + Sn). Slitiny upravují tvrdost, barvu a odolnost vůči opotřebení, což je důležité i pro současné oběžné mince, které často obsahují kombinace levnějších kovů.
Chemická reaktivita a bezpečnost
Zlato je z hlediska chemie nejstálejší — nereaguje s kyselinami za běžných podmínek (výjimkou je tzv. královská voda, směs HCl a HNO3, která rozpouští Au). Stříbro se časem černá tvorbou sulfidické vrstvy (Ag2S) při vystavení síře. Měď vytváří na povrchu zelenomodrou patinu (karbonáty a hydroxidy) při dlouhodobé expozici vlhkosti a CO2. Při práci s prachem a sloučeninami těchto kovů je třeba dbát bezpečnostních opatření; některé sloučeniny mohou být toxické (např. sloučeniny stříbra při vysokých koncentracích, různé měďnaté soli), a těžba zlata a stříbra může mít významné ekologické dopady.
Kulturní a ekonomický význam
Měď, stříbro a zlato ovlivnily historii ekonomiky i umění — od ražby mincí přes symboliku bohatství až po použití ve špercích a náboženských artefaktech. Zlato slouží tradičně jako uchovatel hodnoty a státní rezervy, stříbro se využívalo v mincích i průmyslu, a měď je základem moderní elektrotechniky. Důležitá je také role recyklace: opakované získávání drahých kovů z elektronického odpadu a šrotu snižuje potřebu nové těžby a ekologickou stopu.
Stručně řečeno, prvky skupiny 11 spojují výjimečné fyzikální a chemické vlastnosti s dlouhodobým kulturním, ekonomickým i průmyslovým významem — ať už jde o tradiční mincovní kovy měď, stříbro a zlato, nebo o vědecky zajímavý, avšak prakticky nedostupný Roentgenium.
Historie
Všechny prvky této skupiny kromě roentgenia jsou známy již od pravěku, protože se všechny vyskytují v přírodě v kovové formě a k jejich výrobě není třeba používat žádnou extrakční metalurgii.
Vlastnosti
Stejně jako ostatní skupiny vykazují i členové této skupiny zákonitosti v elektronové konfiguraci, zejména ve vnějších slupkách, což vede k trendům v chemickém chování:
| Z | ||
| 29 | měď | 2, 8, 18, 1 |
| 47 | stříbro | 2, 8, 18, 18, 1 |
| 79 | zlato | 2, 8, 18, 32, 18, 1 |
| 111 | roentgenium | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1 |
Všechny jsou to relativně inertní kovy odolné proti korozi. Měď a zlato jsou barevné.
Tyto prvky mají nízký elektrický odpor, a proto se používají pro elektroinstalaci. Měď je nejlevnější a nejpoužívanější. Spojovací vodiče pro integrované obvody jsou obvykle zlaté. Stříbrné a postříbřené měděné vodiče se vyskytují v některých speciálních aplikacích.
Aplikace
Tyto kovy, zejména stříbro, mají neobvyklé vlastnosti, díky nimž jsou nezbytné pro průmyslové využití mimo jejich peněžní nebo dekorativní hodnotu. Všechny jsou vynikajícími vodiči elektřiny. Nejvodivější ze všech kovů jsou v tomto pořadí stříbro, měď a zlato. Stříbro je také nejvíce tepelně vodivým prvkem a nejvíce odráží světlo. Stříbro má také neobvyklou vlastnost, že dehet, který se na stříbře vytvoří, je stále vysoce elektricky vodivý.
Měď se hojně používá v elektrických rozvodech a obvodech. Zlaté kontakty se někdy používají v přesných zařízeních, protože jsou odolné proti korozi. Stříbro se hojně používá v kritických aplikacích jako elektrické kontakty a používá se také ve fotografii (protože dusičnan stříbrný se při působení světla mění na kov), zemědělství, lékařství, audiofilství a ve vědeckých aplikacích.
Zlato, stříbro a měď jsou poměrně měkké kovy, a proto se při každodenním používání jako mince snadno poškodí. Drahé kovy se také mohou používáním snadno obrušovat a opotřebovávat. Při své numismatické funkci musí být tyto kovy legovány s jinými kovy, aby mince měly větší trvanlivost. Díky slitině s jinými kovy jsou výsledné mince tvrdší, méně náchylné k deformaci a odolnější vůči opotřebení.
Zlaté mince: Zlaté mince se obvykle vyrábějí z 90 % zlata (např. americké mince z období před rokem 1933) nebo z 22karátového zlata (92 %) (např. současné sběratelské mince a Krugerrand), přičemž zbývající hmotnost tvoří měď a stříbro. Zlaté mince ve slitcích se vyrábějí až z 99,999 % zlata (u kanadské série zlatých javorových listů).
Stříbrné mince: Stříbrné mince se obvykle vyrábějí buď z 90 % stříbra - v případě mincí ražených v USA před rokem 1965 (které byly v oběhu v mnoha zemích), nebo ze stříbra ryzího (92,5 %) v případě mincí Britského společenství národů a dalších stříbrných mincí ražených před rokem 1920, přičemž zbývající hmotnost v každém případě tvoří měď.
Měděné mince: Měděné mince mají často poměrně vysokou čistotu, kolem 97 %, a jsou obvykle legovány malým množstvím zinku a cínu.
Inflace způsobila, že nominální hodnota mincí klesla pod hodnotu tvrdé měny historicky používaných kovů. To vedlo k tomu, že většina moderních mincí se vyrábí z obecných kovů - oblíbená je měď nikl (přibližně 80:20, stříbrná barva), nikl mosaz (měď (75), nikl (5) a zinek (20), zlatá barva), mangan mosaz (měď, zinek, mangan a nikl), bronz nebo prostá pokovená ocel.
Související stránky
| Vysvětlení pravé strany periodické tabulky: | Přechodné kovy | atomová čísla v černé barvě jsou pevné látky | pevné hranice jsou starší než Země (primordiální prvky) | přerušované hranice nemají izotopy starší než Země. |
| · v · t · e | |
| Rozložení |
|
| Seznam prvků podle |
|
| Datové stránky |
|
| Skupiny |
|
| Ostatní kategorie prvků |
|
| Bloky |
|
| |
| Kategorie:Periodická tabulka | |
Otázky a odpovědi
Otázka: Jaké prvky tvoří skupinu 11?
Odpověď: Skupinu 11 tvoří přechodné kovy měď (Cu), stříbro (Ag) a zlato (Au). Na základě své elektronické konfigurace patří do této skupiny také roentgen (Rg).
Otázka: Jaký název se běžně používá pro označení těchto prvků?
Odpověď: Pro tyto prvky se v běžné řeči často používá název "mincovní kovy".
Otázka: Existují ještě nějaké další kovy, které se používaly při ražbě mincí, kromě kovů ze skupiny 11?
Odpověď: Ano, různé kultury používaly při ražbě mincí mnoho dalších kovů včetně hliníku, olova, niklu, nerezové oceli a zinku.
Otázka: Jak dlouho vydrží roentgenium?
Odpověď: Roentgenium má krátký poločas rozpadu 22,8 sekundy a lze ho pozorovat pouze v laboratorních podmínkách.
Otázka: Je roentgenium součástí skupiny 11 kvůli svým fyzikálním nebo chemickým vlastnostem?
Odpověď: Roentgenium patří do skupiny 11 na základě své elektronické konfigurace.
Otázka: Vyskytují se všechny prvky ve skupině 11 v přírodě, nebo jsou některé uměle vytvořené?
Odpověď: Všechny prvky 11. skupiny se vyskytují v přírodě, kromě roentgenia, které je uměle vytvořené a pozoruje se pouze v laboratorních podmínkách.
Otázka: Jaký typ prvku patří do skupiny 11?
Odpověď: Skupinu 11 tvoří přechodné kovy, které jsou tradičně známé jako mincovní kovy.
Vyhledávání