Které kovy se nacházejí v přírodě jako prvky: Seznam

Kovy jsou všude kolem nás, od přístrojů, které denně používáme, až po stavby, které tvoří naše města. Jsou pro moderní život nezbytné a pohánějí vše od budov až po chytré telefony. Dnes prozkoumáme, čím jsou kovy jedinečné, jak jsou uspořádány v periodické tabulce a jak se vzájemně ovlivňují s ostatními prvky.

Kovy jsou lesklé prvky, dobře vedou teplo a elektřinu a dají se snadno tvarovat. Kovy dobře vedou teplo a elektřinu, jsou lesklé a můžeme je tvarovat, aniž bychom je porušili. Na rozdíl od plynů nebo kapalin, při pokojové teplotě je většina kovů v pevném stavu, s výjimkou rtuti, která je kapalná. Kovy jsou odolné, lesklé a těžké. Můžeme z nich vyrábět dráty nebo plechy užitečné pro konstrukce a výrobu.

Po chemické stránce kovy snadno odevzdávají elektrony a vytvářejí kladné ionty. Díky tomu jsou reaktivní, zejména s kyslíkem, což vede ke vzniku rzi u železa nebo dehtování stříbra. Kovy se mohou spojovat s jinými prvky za vzniku sloučenin, jako jsou oxidy, hydroxidy a uhličitany.

Uspořádání kovů v periodické tabulce

Periodická tabulka uspořádává kovy na základě atomové struktury a společných vlastností a poskytuje tak rámec pro pochopení jejich chování. Kovy jsou uspořádány do skupin a period, které odrážejí jejich elektronové konfigurace a chemické vlastnosti. Skupiny jsou svislé sloupce, které obsahují prvky s podobnými vlastnostmi díky jejich valenčním elektronovým konfiguracím. Například 1. skupina obsahuje alkalické kovy, které jsou vysoce reaktivní díky tomu, že mají jeden elektron ve vnější vrstvě. 2. skupina obsahuje kovy alkalických zemin, které jsou o něco méně reaktivní než alkalické kovy.

Přechodné kovy uprostřed periodické tabulky vykazují proměnlivé oxidační stavy a jsou známé svou schopností tvořit komplexní ionty. Periody, vodorovné řádky, ukazují postupný vývoj vlastností při pohybu zleva doprava, včetně změn reaktivity a kovnatosti. Na základě fyzikálních a chemických vlastností se v periodické tabulce také rozlišují kovy, nekovy a metaloidy. Kovy na levé straně a uprostřed tabulky jsou obvykle lesklé, kujné a dobře vedou teplo a elektřinu. Nekovy, které se nacházejí na pravé straně, mají různorodý vzhled a obvykle jsou špatnými vodiči tepla a elektřiny. Metaloidy, které se nacházejí na pomezí mezi kovy a nekovy, mají kombinaci těchto vlastností, což z nich činí polovodiče. Křemík (Si), metaloid, je v technologickém průmyslu nezbytný pro výrobu počítačových čipů.

Čtěte také: Látky znečišťující ovzduší a jejich vliv na zdraví

Reakce kovů s jinými prvky

Kovy podléhají fascinujícím reakcím s jinými prvky, přičemž vznikají různé sloučeniny. Oxidy a hydroxidy kovů jsou významné sloučeniny vznikající při reakci kovů s kyslíkem a vodou. Oxidy kovů vznikají při reakci kovů s kyslíkem, jejímž výsledkem je obvykle pevná sloučenina. Reakce může být v závislosti na použitém kovu od vysoce exotermní až po mírně reaktivní. Například železo reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu železitého (Fe₂O₃), běžně známého jako rez, který vykazuje červenohnědou barvu a magnetické vlastnosti. Oxid hlinitý (Al₂O₃), další běžný oxid kovu, vzniká reakcí hliníku s kyslíkem, přičemž vzniká tvrdý bílý prášek, který používáme jako brusivo a při výrobě elektrických izolátorů.

Při reakci oxidů kovů s vodou často vznikají hydroxidy kovů. Tato reakce je typická pro alkalické kovy a kovy alkalických zemin, při níž vznikají silné zásady, jako je hydroxid sodný (NaOH) a hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂). Hydroxid sodný, důležitá průmyslová chemikálie, se používá při výrobě mýdla, při výrobě papíru a jako čistič kanalizace díky své schopnosti rozpouštět organický materiál. Hydroxid vápenatý, známý jako hašené vápno, se používá v maltě, omítkách a při úpravě pH vody. Hydroxidy kovů se mohou lišit rozpustností, přičemž některé se ve vodě rozpouštějí za vzniku alkalických roztoků.

Uhličitany a sírany kovů jsou sloučeniny, které hrají významnou roli v přírodě i v průmyslu. Jejich tvorba z kovů odráží rozmanitost chemického chování kovů, což vede k různým využitím, od stavebních materiálů po základní složky ve farmaceutickém průmyslu. Uhličitany kovů vznikají při reakci iontů kovů s uhličitanovými ionty. Běžným příkladem je uhličitan vápenatý (CaCO₃), který se nachází ve vápenci a mramoru. Tato sloučenina je důležitou součástí zemské kůry, podílí se na vzniku hornin a slouží jako klíčová složka při výrobě cementu a skla. Uhličitany kovů mají obecně nízkou rozpustnost ve vodě, ale tato rozpustnost se zvyšuje v přítomnosti oxidu uhličitého, díky čemuž mají zásadní význam v geologických a environmentálních procesech.

Sírany kovů vznikají při reakci kovů s kyselinou sírovou nebo síranovými ionty. Příkladem je síran měďnatý (CuSO₄), používaný jako fungicid a v procesu galvanizace, a síran hořečnatý (MgSO₄), známý jako epsomská sůl, používaný v zemědělství a lékařství pro své léčebné vlastnosti. Tyto sloučeniny jsou obvykle rozpustné ve vodě, což je činí cennými v různých průmyslových procesech.

Halogenidy kovů a nitridy jsou sloučeniny vznikající reakcí mezi kovy a halogeny, respektive dusíkem. Halogenidy kovů vznikají při reakci kovů s halogeny (fluor, chlor, brom, jód). Tyto sloučeniny, jako například chlorid sodný (NaCl) a bromid stříbrný (AgBr), jsou známé svou vysokou rozpustností ve vodě a rozmanitým použitím od kulinářského využití až po fotografování. Nitridy kovů vznikají přímou reakcí kovů s dusíkem za vysokých teplot nebo prostřednictvím amoniaku. Tyto sloučeniny, jako například nitrid boru (BN) a nitrid titanu (TiN), se vyznačují tvrdostí, vysokými body tání a chemickou stabilitou. Nitrid bóru vyniká svými mazacími vlastnostmi, podobně jako grafit. Nitrid titanu používáme k potahování řezných nástrojů a lékařských přístrojů díky jeho trvanlivosti a biokompatibilitě.

Čtěte také: NSEV Čabárna a příroda

Ušlechtilé kovy

Jejich název možná vyzní pompézně, ale dobře vystihuje, jak si jich ceníme pro jejich vlastnosti a tím i širokou škálu použití v různých odvětvích. Rozdělení kovů vychází z tzv. Beketovovy řady kovů. Ten kovové prvky seřadil podle hodnoty jejich elektrodového potenciálu vztaženého vždy k vodíkové elektrodě. Všechny kovy v této řadě pak leží buď nalevo (elektropozitivní), nebo napravo (elektronegativní) od vodíku a podle jejich polohy se dají odvodit některé jejich vlastnosti.

Zlato

Minimálně jeden ušlechtilý kov dokážeme všichni jmenovat na první dobrou - zlato. Zlato má výraznou žlutou barvu, konkrétní odstín se může mírně lišit v závislosti na přesném složení. Především u šperků se setkáváme i s bílým a růžovým zlatem, tam už ale nejde o čisté zlato jako takové, ale slitinu zlata s dalšími kovy, které mají vliv na výslednou barvu materiálu.

Využití zlata:

• Elektronice - vysoká vodivost z něj dělá skvělý kov pro výrobu kontaktů, konektorů a dalších součástek.
• Medicíně - zlato je tzv. biokompatibilní - dobře se snáší s prostředím lidského těla a zpravidla nevyvolává alergickou reakci. Proto se používá v zubním lékařství jako součást slitin pro výplně, zubní náhrady nebo můstky.
• Kosmetice - zlato můžete najít i jako složku v některých luxusních kosmetických produktech. Nejčastěji je to pečující kosmetika (krémy, séra masky), do které se přidávají buď mikročástečky zlata nebo tzv. koloidní zlato, tedy částice zlata rozptýlené v tekutině.
• Investicích - odolnost, stálost a hodnota uznávaná po celém světě, to je ideální investiční potenciál.

Stříbro

Stříbro je dalším velmi známým ušlechtilým kovem. Má charakteristickou světle šedou barvu, která může mít různé odstíny v závislosti na složení a čistotě. Protože jsme stříbru a jeho využití věnovali samostatný článek, najdete na tomto místě jen stručnější přehled.

Platina

Jeden z nejvzácnějších a nejdražších kovů na světě. Platina má lesklý povrch a stříbřitě bílou barvu, na první pohled se tak stříbru velmi podobá, má ale odlišné vlastnosti. Platina má z ušlechtilých kovů nejvyšší hustotu (21,4 g/cm3 ) a její bod tání je 1 768 °C, takže je velmi odolná vůči vysokým teplotám. Od toho se odvíjí i její vysoká cena na trhu, stejně jako zlato nebo stříbro je i platina investiční komoditou. S platinou se setkáte i jako materiálem pro šperky, i když není tak rozšířená jako zlato nebo stříbro.

Čtěte také: Nezklamané srdce v přírodě

Využití platiny:

• Výrobě katalyzátorů - I když by vás to možná nenapadlo, pokud máte auto se spalovacím motorem, váš katalyzátor výfukových plynů nejspíš obsahuje právě platinu.
• Zdravotnictví - platina se uplatňuje také při výrobě chirurgických nástrojů, implantátů nebo protéz, opět kvůli své vysoké odolnosti, a protože ji lidské tělo snáší dobře, bez alergických reakcí. Setkáte se s ní i jako se součástí tzv.
• V chemickém průmyslu - platina je klíčovým materiálem v chemickém průmyslu.
• Výrobě optických vláken - zdroj internetového připojení v moderním světě se bez platiny rovněž neobejde.

Měď

Měď je další z ušlechtilých kovů a poslední, který si zde představíme podrobněji. Má výraznou teple červenohnědou barvu a vysoce lesklý povrch. Oproti výše zmíněným vzácným kovům není tak imunní vůči oxidaci a korozi, proto může barva mědi jejich vlivem postupně získávat tmavý nádech nebo přecházet až do modré/zelené (tzv. měděnka).

Využití mědi:

• Elektrotechnický průmysl - vysoká vodivost a dobrá cena z mědi dělají nejpoužívanější materiál na výrobu elektrických vodičů a kabelů.
• Stavebnictví - Měď je využívána v stavebnictví pro výrobu střešních krytin, okapů, oplechování fasád a dekoračních prvků.
• Šperkařství - měď se využívá ve šperkařství především jako dekorativní prvek nebo v kombinaci s jinými kovy. Měděné šperky mají typický lehce rustikální vzhled.

Prvky vzácných zemin

Prvky vzácných zemin je historický název pro 17 prvků, který vedle 15 prvků ze skupiny lanthanoidů (od lanthanu po lutecium) zahrnuje také skandium a yttrium, protože se vyskytují společně a mají podobné vlastnosti. Většina těchto prvků navzdory svému jménu není vzácná, avšak netvoří bohaté žíly. V horninách zemské kůry se vyskytují pospolu v různě nízkých koncentracích.

Co činí jejich vlastnosti tak unikátní? Je to struktura elektronových slupek. Vnější slupky 5d a 6s, jež jsou důležité pro chemickou vazbu, jsou u všech lanthanoidů velmi podobné (obsazením i rozměry). Mnohem více se liší obsazením vnitřní slupky f. To má jeden důležitý důsledek: jejich iontový poloměr s atomovým číslem klesá. Zatímco lanthan má iontový poloměr 0,12 nm, lutecium již jen přibližně 0,1 nm. Protože mají téměř stejnou elektronegativitu, lze daný lanthanoid ve sloučenině snadno nahradit jiným. Důsledkem rozdílného iontového poloměru však lze magnetické nebo optické vlastnosti sloučeniny jemně nastavit.

Prvky vzácných zemin se používají v supravodivých magnetech MRI, magnetech mikrofonů, luminoforech LED, v zářivkách, v plochých monitorech, ve vláknové optice. Jednou z důležitých aplikací jsou pevnolátkové lasery. Yttrito-hlinitý granát Y3Al5O12, v němž je část iontů Y3+ substituována ionty neodymu Nd3+, je jedním z několika set dielektrických krystalů s příměsmi, které lasery využívají jako aktivní prostředí. Rovněž tak za zmínku stojí výroba superslitin, supravodičů etc. etc. Pro odvětví tzv. čisté energie jsou klíčové čtyři prvky: neodym, dysprosium, praseodym a terbium.

tags: #které #kovy #se #nacházejí #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Jak fotit psy venku
• Ohrožení pitné vody Liberec
• Tipy pro focení jara v přírodě
• O zákazu mísení nebezpečných odpadů
• Snižování emisí CNG autobusy