alkuaineiden tutkimus
alkuaineiden historia
alkuaineiden järjestäytyminen
orvot alkuaineet
resurssit
kemiallinen alkuaine on aineellisen maailman perusaine, jota ei voida jakaa kemiallisilla prosesseilla alkeellisempaan aineeseen. Jokaisella alkuaineella on identiteetti; esimerkiksi kulta koostuu vain kulta-atomeista, ja kulta-atomi on erilainen kuin mikään muu atomi. Kulta-atomin voi toki halkaista, mutta kulta-atomin muodostavat subatomiset hiukkaset (elektronit, protonit ja neutronit) eivät ole kultaa. Voidaan sanoa, että subatomiset hiukkaset ovat yleisiä, vaihdettavissa. Atomeilla taas on identiteetti, ja ne muodostavat alkuaineen identiteetin.
kemiallinen alkuaine on aine, joka koostuu vain yhdenlaisesta atomista (atomeista, joilla on sama järjestysluku). Yhdiste taas koostuu kahdesta tai useammasta atomilajista, jotka ovat yhdistyneet toisiinsa määrätyissä suhteissa.
alkuaineen järjestysluku on kunkin alkuaineen atomin ytimestä löytyvien protonien lukumäärä; ytimen protonien lukumäärä vastaa atomiin sitoutuvien elektronien määrää. (Koska elektroneilla ja protoneilla on yhtä suuret mutta vastakkaiset sähkövaraukset, atomit voivat sitoa itseensä yhtä monta elektronia kuin niiden ytimissä on protoneja.) Koska atomin kemialliset ominaisuudet—tavat, joilla se sitoutuu muihin atomeihin-määräytyvät niiden elektronien lukumäärän mukaan, jotka voivat sitoutua sen ytimeen, jokaisella alkuaineella on ainutlaatuinen joukko kemiallisia ominaisuuksia.
jotkin alkuaineet, kuten jalokaasut, ovat olemassa yksittäisten atomien kokoelmina; tällainen aine on yksiatominen.
| kaksi tusinaa yleisintä ja/tai tärkeää alkuainetta | prosenttia kaikista atomeista (a) | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| elementti | symboli | symboli | maankuoressa | merivedessä | ihmiskehossa | Ominaisuudet tavallisissa huoneolosuhteissa | |||||||
| (A) Jos mitään lukua ei anneta, alkuaine muodostaa alle 0,1 prosenttia. | |||||||||||||
| alumiini | al | — | – | 6.3 | — | — | =”1″> ca | — | 2,1 | — | 0.2 | Yleinen kivennäisissä, simpukoissa ja luissa | hiili | c | — | — | — | ”colspan=” 1″>— | — | 10,7 | Basic in all living things |
| kloori | – | – | 0.3 | — | myrkyllinen kaasu | ||||||||
| kupari | cu | — | — | — | — | ainoa punainen metalli | |||||||
| Gold | au | — | — | — | – | — | ainoa keltainen metalli | He | 7,1 | — | — | — | hyvin kevyt kaasu | vety | h | 92,8 | 2,9 | 66,2 | 60.6 | kaikista alkuaineista kevyin; kaasu |
| i | — | — | — | — | — | – | Epämetalli; käytetty antiseptisenä aineena | rauta | – | 2.1 | — | — | teräksessä käytettävä magneettinen metalli | Lyijy | PB | — | — | — | — | — | 1″> A soft, heavy metal |
| magnesium | mg | – | 2.0 | — | — | hyvin kevytmetalli | Mercury | Hg | — | — | — | — | – | nestemäinen metalli; toinen kahdesta nesteestä |
| nikkeli | Ni | — | — | — | — | — | — | n | — | – | – | 2.4 | kaasu; ilman pääkomponentti | happi | o | — | – | colspan=”1″>60,1 | 33,1 | 25,7 | kaasu; ilman toinen pääkomponentti |
| hosphorus | p | — | — | — | — | – | 0,1 | kasvien kannalta välttämätön | |||||
| K | – | 1.1 | — | — | pii | si | — | — | — | – | |||
| Silver | AG | — | — | — | — | — | 1″>— | – | erittäin kiiltävä, arvokas metalli | natrium | na | – | 2,2 | 0,3 | – | pehmeä metalli; reagoi helposti veden, ilman kanssa |
| rikki | s | — | — | — | — | – | 0,1 | syttyvä | |||||
| titaani | ti | – | 0.3 | — | — | rowSpan=”1″ colspan=”1″> u | — | — | — | — | – | hyvin heavy metal; ydinvoiman polttoaine | |
muita voi esiintyä molekyyleinä, jotka koostuvat kyseisen alkuaineen kahdesta tai useammasta atomista sitoutuneena toisiinsa. Esimerkiksi happi (O) voi pysyä stabiilina joko diatomisena (kaksiatomisena ) molekyylinä (O2) tai triatomisena (kolmiatomisena) molekyylinä (O3). (O2 on ihmisen hengittämän hapen muoto; O3 on myrkyllistä eläimille ja kasveille, mutta yläilmakehän otsoni peittää maan haitalliselta auringon säteilyltä.) Fosfori (P) on stabiili neliatomisena molekyylinä (P4), kun taas rikki (s) on stabiili kahdeksanatomisena molekyylinä (S8).
vaikka kaikkien tietyn alkuaineen atomien ytimissä on sama määrä protoneja, niiden ytimissä ei välttämättä ole yhtä paljon neutroneja. Saman alkuaineen atomeja, joilla on eri määrä neutroneja ytimissään, kutsutaan alkuaineen isotoopeiksi. Isotooppi nimetään sen ytimen protonien ja neutronien lukumäärän summan mukaan. Esimerkiksi 99% kaikesta hiilestä (C), järjestysluku 6, on 6 neutroneja ydin kunkin atomin; tämä hiilen isotooppi on nimeltään hiili 12 (12c). Isotooppia sanotaan stabiiliksi, jos sen ytimet ovat pysyviä, ja epästabiiliksi (tai radioaktiiviseksi), jos sen ytimet joskus räjähtävät. Joillakin alkuaineilla on vain yksi stabiili (ei-radioaktiivinen) isotooppi, kun taas toisilla on kaksi tai useampia. Hiilen kaksi stabiilia isotooppia ovat12c (6 protonia, 6 neutronia) ja13c (6 protonia, 7 neutronia); hiilen radioaktiivinen isotooppi on14 (6 protonia, 8 neutronia). Tinalla (Sn) on kymmenen stabiilia isotooppia. Joillakin alkuaineilla ei ole stabiileja isotooppeja, vaan kaikki niiden isotoopit ovat radioaktiivisia. Kaikilla tietyn alkuaineen isotoopeilla on sama ulompi elektronirakenne ja siten samat kemialliset ominaisuudet.
maapallolla esiintyy luonnostaan yhdeksänkymmentäkaksi erilaista alkuainetta; näistä 81: ssä on ainakin yksi stabiili isotooppi. Muita alkuaineita on tehty synteettisesti
| taulukko 2. Kuka on kuka elementeistä. (Thomson Gale.) | A who ’ s who of the elements | Distinction | Comment |
|---|---|---|
| astatine (at) | harvinaisin | |
| boori (b) | vahvin | korkein venymä resistance |
| Californium (Cf) | Kallein | myytiin kerralla noin miljardilla dollarilla grammalta | hiili (C) | kovinta | timanttina, yksi sen kolmesta kiinteästä muodosta | germanium (GE) | puhtainta | on puhdistettu 99.99999999 prosentin puhtaus |
| Helium (He) | alin sulamispiste | -457,09°F (-271,72°C) 26-kertaisessa ilmanpaineessa |
| vety (h) | alin tiheys | tiheys 0.0000899 g/cc ilmanpaineessa ja 32°F (0°C) |
| litium (Li) | tiheys 0,534 g/cc | |
| Osmium (os) | the highest density | density 22,57 g/cc | radon (rn) | tiheys 0.00973 g/cc ilmanpaineessa ja 32°F (0°C) |
| korkein sulamispiste | 6, 188°F (3, 420°C) | |
(keinotekoisesti), yleensä siten, että kahden atomin ytimet törmäävät ja sulautuvat toisiinsa. Vuodesta 1937 lähtien, jolloin tehtiin teknetium (TC, järjestysluku 43), ensimmäinen synteettinen alkuaine, tunnettujen alkuaineiden määrä on kasvanut ydinkemistien valmistaessa uusia alkuaineita. Useimpien synteettisten alkuaineiden järjestysluku on suurempi kuin 92 (eli niiden ytimissä on enemmän kuin 92 protonia); koska 92 on uraanin (U) järjestysluku, näitä keinotekoisia raskaita alkuaineita kutsutaan transuraniumiksi (entisiksi uraanielementeiksi). Raskain tähän mennessä löydetty ja todennettu alkuaine on alkuaine 111, Rotgenium (Rg), joka löydettiin vuonna 1994. Sen jälkeen on löydetty alkuaineita 112 (Ununbium, löydetty vuonna 1996), 113 (Ununtrium, 2003), 114 (Ununquadium, 1998), 115 (Ununpentium, 2003) ja 116 (Ununhexium , 2000), joita ei ole varmistettu riippumattomilla tieteellisillä tutkimuksilla.
tutkimus alkuaineista
116: sta nykyisin tunnetusta alkuaineesta 11 on kaasuja, kaksi nesteitä ja 103 kiinteitä alkuaineita. (Transuranium-alkuaineiden oletetaan olevan kiinteitä aineita, mutta koska vain muutama atomi kerrallaan voidaan syntetisoida, on mahdotonta olla varmoja.) Monet alkuaineet, kuten rauta (Fe), kupari (cu) ja alumiini (Al), ovat tuttuja arkisia aineita, mutta monet ovat tuntemattomia joko siksi, ettei niitä ole maapallolla runsaasti tai siksi, että ihmiset eivät käytä niitä paljon. Harvinaisempia luonnossa esiintyviä alkuaineita ovat dysprosium (Dy), thulium (Tm) ja protaktinium (Pa).
jokaiselle alkuaineelle (muutamaa transuraanielementtiä lukuun ottamatta) on kaavojen ja kemiallisten yhtälöiden kirjoittamisen helpottamiseksi annettu nimi ja yksi – tai kaksikirjaiminen symboli; nämä symbolit on esitetty yllä suluissa. Esimerkiksi C-kirjaimella alkavien neljän alkuaineen erottamiseksi kalsium merkitään Ca: ksi, kadmium Cd: ksi, kalifornium Cf: ksi ja hiili C: ksi.
monet alkuaineiden symbolit eivät näytä olevan järkeviä englanninkielisten nimiensä kannalta— Fe esimerkiksi raudalle. Ne ovat enimmäkseen alkuaineita, jotka ovat olleet tunnettuja tuhansia vuosia ja joilla oli latinankieliset nimet jo ennen kuin kemistit alkoivat jakaa symboleja. Rauta on Fe sen latinankielisestä nimestä ferrum. Kulta on AU aurumille, natrium on Na natriumille, kupari on Cu kuprumille ja elohopea on HG hydrargyrumille eli nestemäiselle hopealle, joka on juuri sitä miltä se näyttää, mutta ei ole.
huomaa, että vain kaksi alkuainetta yhdessä— vety ja helium—muodostavat 99,9% koko maailmankaikkeuden atomeista. Tämä johtuu siitä, että käytännöllisesti katsoen kaikki maailmankaikkeudessa oleva massa on tähtien muodossa, ja tähdet on tehty enimmäkseen H: sta ja He: stä. Vain H ja hän on tuotettu alkuräjähdyksessä, joka (teoriassa) aloitti maailmankaikkeuden; kaikki muut alkuaineet ovat rakentuneet ydinreaktioilla siitä lähtien, joko luonnollisesti (tähtien ytimissä) tai keinotekoisesti (laboratorioissa). Maapallolla vain kolme alkuainetta—happi, pii ja alumiini—muodostavat yli 87% maankuoresta (planeetan jäykkä, kivinen ulkokerros, noin 10,5 mi kuivan maan alla ). Vain kuusi muuta alkuainetta—vety, natrium, kalsium, rauta, magnesium ja kalium—muodostavat yli 99 prosenttia maankuoresta.
alkuaineen runsaus voi olla aivan eri asia kuin sen merkitys ihmisille. Ravitsemusterapeutit uskovat, että noin 24 alkuainetta on elämälle välttämättömiä, vaikka monet niistä ovat melko harvinaisia ja niitä tarvitaan vain pieniä määriä.
alkuaineiden historia
monet nykyisin alkuaineina tunnetut aineet on tunnettu antiikin ajoista lähtien. Kulta (Au) löydettiin ja tehtiin koristeiksi myöhäisellä kivikaudella noin 10 000 vuotta sitten. Yli 5 000 vuotta sitten Egyptissä käytettiin eri tarkoituksiin myös metalleja rauta (Fe), kupari (Cu), hopea (Ag), Tina (Sn) ja lyijy (PB). Arseeni (As) löydettiin noin 1250 jKr, ja fosfori (P) löydettiin noin 1674. Vuoteen 1700 mennessä tunnettiin noin 12 alkuainetta, mutta niitä ei vielä tunnistettu nykyisiksi.
alkuaineiden käsite—eli teoria, jonka mukaan on olemassa rajallinen määrä peruspuhtaita aineita, joista kaikki muut aineet on tehty—juontaa juurensa antiikin kreikkalaisiin. Empedokles (s. 495-435 eaa) esitti, että kaikkien materiaalien perusjuuria on neljä: maa, ilma, tuli ja vesi. Platon (n.427-347 eaa) viittasi näihin neljään juureen stoikeia-alkuaineina. Platonin oppilas Aristoteles (384-322 eaa.) esitti, että alkuaine on ”yksi niistä yksinkertaisista kappaleista, joihin muut kappaleet voivat hajota ja joita itseään ei voida jakaa toisiin.”Lukuun ottamatta ydinfissiota ja muita yli 2000 vuotta myöhemmin löydettyjä ydinreaktioita, joilla alkuaineen atomit voidaan hajottaa pienemmiksi osiksi, tämä määritelmä on edelleen tarkka.
vuosien varrella syntyi useita muitakin teorioita, joista suurin osa on kumottu. Esimerkiksi sveitsiläinen lääkäri ja alkemisti Theophrastus Bombastus von Hohenheim (n. 1493-1541), joka tunnetaan myös nimellä Paracelsus, esitti, että kaikki on tehty kolmesta periaatteesta: suolasta, elohopeasta ja rikistä. Alkemisti van Helmont (n.1577–n.1644) yritti selittää kaiken vain kahdella alkuaineella: ilmalla ja vedellä.
lopulta englantilainen kemisti Robert Boyle (1627– 1691) elvytti Aristoteleen määritelmän ja tarkensi sitä. Ranskalainen kemisti Antoine Lavoisier (1743-1794) sai vuonna 1789 julkaistua luettelon Boylen määritelmän täyttävistä alkuaineista. Vaikka osa Lavoisierin alkuaineista osoittautuikin myöhemmin yhdisteiksi (varsinaisten alkuaineiden yhdistelmiksi), hänen luettelonsa loi perustan eri alkuaineiden standardinimien ja symbolien hyväksymiselle.
ruotsalainen kemisti J. J. Berzelius (1779-1848) käytti ensimmäisenä nykyaikaista luokittelutapaa: yksi – tai kaksikirjaimista symbolia jokaiselle alkuaineelle. Nämä symbolit voitaisiin helposti koota yhteen osoittamaan, miten alkuaineet yhdistyvät yhdisteiksi.
esimerkiksi kahden Hs: n ja yhden O: n kirjoittaminen yhteen H2o: ksi tarkoittaisi, että veden hiukkaset (molekyylit) koostuvat kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa. Berzelius julkaisi taulukon, jossa oli 24 alkuainetta, mukaan lukien niiden atomipainot, joista suurin osa on lähellä nykyisin käytettyjä arvoja.
vuoteen 1800 mennessä tunnettiin vain noin 25 todellista alkuainetta, mutta edistys oli suhteellisen nopeaa koko yhdeksännentoista vuosisadan ajan. Kun venäläinen tiedemies Dmitri Ivanovitš Mendelejev (1834-1907) järjesti jaksollisen järjestelmänsä vuonna 1869, hänellä oli laskettavanaan noin 60 alkuainetta. Vuonna 1900 heitä oli yli 80. Lista laajeni nopeasti 92: een ja päättyi uraaniin (järjestysluku 92). Siellä se pysyi vuoteen 1940, jolloin transuraanielementtien synteesi alkoi.
elementtien järjestäminen
tehtävä järjestää yli sata hyvin erilaista elementtiä johonkin yksinkertaiseen, järkevään järjestelyyn näyttäisi vaikealta. Mendelejevin Jaksollinen järjestelmä on kuitenkin vastaus. Siihen mahtuu jopa synteettisiä transuraanielementtejä ilman rasitusta. Tässä tietosanakirjassa kutakin yksittäistä kemiallista alkuainetta käsitellään vähintään yhden seuraavan nimiketyypin yhteydessä: 1) neljätoista erityisen tärkeää alkuainetta käsitellään omissa nimiketeksteissään. Ne ovat alumiini, kalsium, hiili, kloori, kupari, vety, rauta, lyijy, typpi, happi, pii, natrium, rikki ja uraani. (2) alkuaineita, jotka kuuluvat mihin tahansa seitsemästä alkuaineperheestä—alkuaineryhmistä, joilla on samanlaiset kemialliset ominaisuudet—käsitellään niiden sukunimen otsikoissa. Nämä seitsemän perhettä ovat aktinidit, alkalimetallit, maa-alkalimetallit, halogeenit, lantanidit, jalokaasut ja transuranium-alkuaineet. (3) jäljempänä käsitellään lyhyesti asioita, joita ei käsitellä joko omalla nimellä tai osana perhettä (orvot elementit). Kaikki osatekijät, joita ei ole käsitelty alla, löytyvät yllä kuvatuista otsikoista.
orvot alkuaineet
aktinium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 89, jonka tunnus on Ac, ominaispaino 10.07, sulamispiste 1, 924°F (1, 051°C) ja kiehumispiste 5, 788°F (3, 198°C). Alkuaineen kaikki isotoopit ovat radioaktiivisia; sen vakaimman isotoopin, aktinium-227: n puoliintumisaika on 21,8 vuotta. Sen nimi tulee kreikan sanasta aktinos, joka tarkoittaa sädettä.
antimoni. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 51, jonka tunnus on SB, atomipaino 121.8, ominaispaino 6.69, sulamispiste 1, 167°F(630.63°C) ja kiehumispiste 2, 889°F (1, 587°C). Yksi sen tärkeimmistä käyttötarkoituksista on seostaminen lyijyn kanssa autojen akuissa; aktinium tekee lyijystä vaikeampaa.
arseeni. Metallinen kemiallinen alkuaine järjestysluku 33, jonka tunnus on atomipaino 74,92, ominaispaino 5.73 harmaassa metallimuodossa ja sulamispiste 1, 503°F (817°C). Se sublimoituu (kiinteä muuttuu kaasuksi) 1, 137°F (614°C). Arseeniyhdisteet ovat myrkyllisiä.
vismutti. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 83, jonka tunnus on Bi, atomipaino 208.98, ominaispaino 9.75, sulamispiste 520.5°F (271.4°C) ja kiehumispiste 2, 847.2°F (1, 564°C). Vismuttioksikloridia käytetään päärynöidyssä kosmetiikassa. Vismuttisubsalisylaatti, liukenematon yhdiste, on Pepto-Bismolin®tärkein ainesosa. Vismutin liukoiset yhdisteet ovat kuitenkin myrkyllisiä.
boori. Ei-metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 5, jonka tunnus on B, atomipaino 10.81, ominaispaino (amorfinen muoto) 2.37, sulamispiste 3, 767°F(2, 075°C) ja kiehumispiste 7, 232°F(4, 000°C). Yleisiä yhdisteitä ovat booraksi, Na2B4O7 •10h2o, jota käytetään puhdistusaineena ja veden huuhteluaineena, ja boorihappo, h3bo3, lievä antiseptinen ja tehokas torakkamyrkky.
kadmium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 48, jonka tunnus on Cd, atomipaino 112.4, ominaispaino 8.65, sulamispiste 609.92°F (321.07°C) ja kiehumispiste 1, 413°F (767°C). Pehmeä, erittäin myrkyllinen metalli käytetään hopea juote, monissa muissa seoksissa, ja nikkeli-kadmium ladattavat akut. Koska se absorboi liikkuvia neutroneja, sitä käytetään ydinreaktoreiden säätösauvoissa ketjureaktion hidastamiseen.
Kromi. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 24, jonka tunnus on Cr, atomipaino 51.99, ominaispaino 7.19, sulamispiste 3, 465°F (1, 907°C), kiehumispiste 4, 840°F (2, 671°C). Se on kova, kiiltävä metalli, joka vaatii korkeaa kiillotusta. Sitä käytetään teräksen galvanointiin korroosiosuojana ja tärkeimpänä ainesosana (raudan vieressä) ruostumattomassa teräksessä. Nikkelillä seostettuna se tekee Nichrome® – metallista, korkean sähkövastuksen metallista, joka kuumenee, kun sähkövirta kulkee sen läpi; leivänpaahdin ja lämmittimen käämit on valmistettu Nichrome® – langasta. Kromi on saanut nimensä kreikan väriä tarkoittavasta sanasta chroma, koska suurin osa sen yhdisteistä on erittäin värillisiä. Kromi vastaa smaragdien vihreästä väristä.
koboltti. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 27, jonka tunnus on Co ja atomipaino 58,93. Koboltti on harmahtava, kova, hauras metalli, joka muistuttaa läheisesti rautaa ja nikkeliä. Nämä kolme metallia ovat ainoat luonnossa esiintyvät magneettiset alkuaineet maapallolla.
Gallium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 31, jonka tunnus on Ga, atomipaino 69.72, sulamispiste 85.6°F (29.78°C) ja kiehumispiste 3, 999°F (2, 204°C). Galliumia käytetään usein elektroniikkateollisuudessa ja lämpömittareissa, jotka mittaavat monenlaisia lämpötiloja.
Germanium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 32, jonka tunnus on Ge ja atomipaino 72,59. Puhtaassa muodossa germanium on hauras kide. Siitä tehtiin maailman ensimmäinen transistori ja sitä käytetään edelleen puolijohdeaineena elektroniikkalaitteissa.
kultaa. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 79, jonka tunnus on Au ja atomipaino 196,966. Tämä muokattavin metalleista oli luultavasti ensimmäisiä ihmisen tuntemia alkuaineita. Se on yleensä seostettu kovemmilla metalleilla käytettäväksi koruissa, kolikoissa tai koristekappaleissa.
Hafnium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 72, jonka tunnus on Hf, atomipaino 178.49, sulamispiste 4, 040.6 ±68°F (2, 227 ±20°C) ja kiehumispiste 8, 315.6°F (4, 602°C). Hafnium on vahvaa ja korroosionkestävää. Se myös absorboi neutroneja hyvin, mikä tekee siitä käyttökelpoisen ydinreaktorien säätösauvoissa.
Indium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 49, jonka tunnus on atomipaino 114.82, sulamispiste 313.89°F (156.61°C) ja kiehumispiste 3, 776°F (2, 080°C). Indium on kiiltävä, hopeanhohtoinen metalli, joka taipuu helposti. Se on usein seostettu muiden metallien kanssa solid-state-elektroniikkalaitteissa.
Iridium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 77, jonka tunnus on Ir ja atomipaino 192,22. Iridium on erittäin tiheä metalli, joka kestää korroosiota paremmin kuin useimmat muut. Puhtaana sitä käytetään usein lentokoneiden sytytystulpissa.
mangaani. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 25, jonka tunnus on Mn ja atomipaino 54,93. Mangaania käytetään eniten terästeollisuudessa, jossa sitä seostetaan raudalla. Kaikki kasvit ja eläimet tarvitsevat tätä alkuainetta, joten sitä lisätään joskus mangaanioksidina eläinten rehuun.
elohopea. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 80, jonka tunnus on HG, atomipaino 200.59, sulamispiste -37.96°F (-38.87°C) ja kiehumispiste 673.84°F (356.58°C). Elohopea on erittäin myrkyllistä ja aiheuttaa peruuttamatonta vahinkoa hermosto-ja erittymisjärjestelmille. Tätä alkuainetta käytettiin pitkään lämpömittareissa, koska se laajenee ja supistuu lähes tasaisella nopeudella; elohopealämpömittarit ovat kuitenkin poistumassa käytöstä alkoholipohjaisten ja elektronisten lämpömittareiden tieltä elohopean suuren myrkyllisyyden vuoksi.
molybdeeni. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 42, jonka tunnus on Mo, atomipaino 95,94, sulamispiste 4, 753°F (2, 623°C) ja kiehumispiste 8, 382°F (4, 639°C). Molybdeeniä käytetään superseosteisten metallien valmistukseen, jotka on suunniteltu korkean lämpötilan prosesseihin. Sitä esiintyy myös hivenaineena kasvi-ja eläinkudoksissa.
nikkeli. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 28, jonka tunnus on Ni ja atomipaino 58.71. Nikkeliä sekoitetaan usein muihin metalleihin, kuten kupariin ja rautaan, jotta metalliseos kestäisi paremmin lämpöä ja kosteutta.
niobium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 41, jonka tunnus on Nb, atomipaino 92,90, sulamispiste 4, 474,4 ±50°F (2, 468 ±10°C) ja kiehumispiste 8, 571,2°F (4, 744°C). Niobiumia käytetään vahvistamaan seoksia, joita käytetään kevyiden lentokoneiden runkojen valmistukseen.
Osmium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 76, jonka tunnus on Os ja atomipaino 190,2. Osmium on kovaa ja tiheää ja painaa kaksi kertaa enemmän kuin lyijy. Metallista valmistetaan mustekynän kärjet ja sähkölaitteet.
Palladium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 46, jonka tunnus on Pd ja atomipaino 106.42. Palladium on pehmeää. Se myös absorboi helposti vetyä, minkä vuoksi sitä käytetään vetykaasun puhdistamiseen.
fosfori. Ei-metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 15, jonka tunnus on P ja atomipaino 30,97. Fosforia tarvitaan kaikissa kasvi-ja eläinsoluissa. Suurin osa ihmisen fosforista on luissa ja hampaissa. Fosforia käytetään runsaasti maatalouslannoitteissa.
Platina. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 78, jonka tunnus on Pt, atomipaino 195.08, sulamispiste 3, 215.1°F (1, 768.4°C) ja kiehumispiste 6, 920.6 ±212°F (3, 827 ±100°C). Platina kestää korkeita lämpötiloja hyvin ja sitä käytetään raketti-ja suihkumoottoriosissa. Yhdistettä käytetään myös katalyyttinä kemiallisissa reaktioissa.
Polonium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 84, jonka tunnus on Po ja atomipaino 209. Polonium on uraanin hajoamistuote ja se on 100 kertaa niin radioaktiivista kuin uraani.
renium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 75, jonka tunnus on Re, atomipaino 186.207, ominaispaino 21.0, sulamispiste 5, 766.8°F(3, 186°C) ja kiehumispiste 10, 104.8°F (5, 596°C). Reniumia käytetään kemiallisissa ja lääketieteellisissä instrumenteissa, katalyyttinä kemian-ja öljyteollisuudessa sekä fotoflash-lampuissa.
rodium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 45, jonka tunnus on Rh ja atomipaino 102,91. Tämä alkuaine muistuttaa palladiumia. Elektrolyyttistä rodiumia, joka on kovaa ja hyvin heijastavaa, käytetään optisten instrumenttien heijastavana materiaalina.
rutenium. Metallisen alkuaineen järjestysluku 44, jonka tunnus on Ru, atomipaino 101.07, ominaispaino 12.5, sulamispiste 4, 233.2°F (2, 334°C) ja kiehumispiste 7, 502°F (4, 150°C). Tämä alkuaine seostetaan platinalla ja palladiumilla kovien, kestävien kontaktien muodostamiseksi sähkölaitteille, joiden on kestettävä paljon kulumista.
skandium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 21, jonka tunnus on Sc, atomipaino 44.96, sulamispiste 2, 805.8°F (1, 541°C) ja kiehumispiste 5, 127.8°F (2, 831°C). Skandium on hopeanvalkoinen metalli, josta kehittyy kellertävä tai punertava valettu altistuessaan ilmalle. Sillä on suhteellisen vähän kaupallisia sovelluksia.
seleeni. Ei-metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 34, jonka tunnus on Se ja atomipaino 78,96. Seleeni pystyy muuttamaan valon suoraan sähköksi, ja sen sähkövirran kestävyys heikkenee, kun se altistuu valolle. Molemmat ominaisuudet tekevät tästä elementistä hyödyllisen valokennoissa, valotusmittareissa ja aurinkokennoissa.
hopeaa. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 47, jonka tunnus on Ag ja atomipaino 107,87. Hopeaa on käytetty pitkään kolikoiden valmistuksessa. Se on myös erinomainen lämmön ja sähkön johdin. Jotkut hopeayhdisteet ovat valoherkkiä, mikä tekee hopeasta tärkeän valokuvausfilmien ja-papereiden valmistuksessa.
tantaali. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 73, jonka tunnus on Ta, atomipaino 180,95, sulamispiste 5, 462,6°F (3, 017°C) ja kiehumispiste 9, 797 ±212°F (5, 425 ±100°C). Tantaali on raskas, harmaa, kova metalli, jota käytetään seoksissa kynä pistettä ja analyyttinen painot.
teknetium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 43, jonka tunnus on Tc ja atomipaino 98. Teknetium oli ensimmäinen synteettisesti valmistettu alkuaine; tiedemiehet eivät ole koskaan havainneet tämän alkuaineen luonnollista esiintymistä maapallolla.
telluuri. Ei-metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 52, jonka tunnus on Te, atomipaino 127,60, sulamispiste 841,1 ± 32,54°F (449,5 ±0,3°C) ja kiehumispiste 1 813,64 ±38,84°F (989,8 ±3,8°C).
telluuri on harmahtavan valkoista, kiiltävää, haurasta metallia. Se on puolijohde ja sitä käytetään elektroniikkateollisuudessa.
tallium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 81, jonka tunnus on Tl ja atomipaino 204.38. Tallium on sinertävän harmaa metalli, joka on niin pehmeää, että sitä voi leikata veitsellä. Talliumsulfaattia käytetään jyrsijämyrkkynä ja muurahaismyrkkynä.
Tin. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 50, jonka tunnus on SN ja atomipaino 118,69. Tinasta seostetaan kuparia ja antimonia, jotta siitä saadaan tinaa. Sitä käytetään myös pehmeänä juotoksena ja pinnoitteena estämään muiden metallien korroosiota.
titaani. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 22, jonka tunnus on Ti, atomipaino 47.90, sulamispiste 3 020 ±50°F (1 660 ±10°C) ja kiehumispiste 5 948.6°F (3 287°C). Tämä elementti esiintyy kirkas, kiiltävä hauras metalli tai tummanharmaa jauhe. Titaaniseokset ovat vahvoja painonsa puolesta ja kestävät suuria lämpötilan muutoksia.
volframi. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 74 ja jonka tunnus on W, atomipaino 183,85 ja sulamispiste 6,170 ±68°F (3,410 ±20°C). Volframin sulamispiste on korkeampi kuin minkään muun metallin. Sen pääasiallinen käyttökohde on hehkulamppujen hehkulamput.
vanadiini. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 23, jonka tunnus on V ja atomipaino 50,94. Puhdas vanadiini on kirkkaan valkoista. Tätä metallia käytetään eniten teräksen vahvistamiseen.
Yttrium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 39, jonka tunnus on Y, atomipaino 88,91, sulamispiste 2, 771,6 ±46,4°F (1, 522 ±8°C) ja kiehumispiste 6, 040,4°F (3, 338°C). Yttrium on suhteellisen aktiivinen metalli, joka hajoaa kylmässä vedessä hitaasti ja kiehuvassa vedessä nopeasti. Eräiden yttriumia sisältävien yhdisteiden on osoitettu superjohtavan suhteellisen korkeissa lämpötiloissa.
sinkki. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 30, jonka tunnus on Zn ja atomipaino 65.39. Sinkki—huoneenlämpötilassa hauras metalli-muodostaa teollisuudessa erittäin monipuolisia metalliseoksia. Yksi sinkkiseos on lähes yhtä vahva kuin teräs, mutta siinä on muovin muokattavuus.
Zirkonium. Metallinen kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 40, jonka tunnus on Zr, atomipaino 91,22, sulamispiste 3, 365,6 ± 35,6°F (1, 852 ±2°C) ja kiehumispiste 7, 910,6°F (4, 377°C). Neutronit voivat kulkea tämän metallin läpi imeytymättä; tämä tekee siitä erittäin toivottavaa rakennusmateriaalina metallitangoille, jotka sisältävät polttoainepellettejä ydinvoimaloissa.
Katso myös ammoniakki; Yhdiste, kemiallinen; Deuterium; alkuaine, transuranium; Tritium; valenssi.
resurssit
kirjat
LiDE, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86.toim. Boca Raton, FL: CRC Press, 2005.
Ede, Andrew. Kemikaali: Historiallinen Näkökulma. Westport, TT: Greenwood Press, 2006.
Emsley, John. Luonnon rakennuspalikat: A-Z-opas luonnon elementeille. Oxford, Iso-Britannia: Oxford University Press, 2001.
Merck. Merck-Indeksi. Whitehouse Station, NJ: Merck; Lontoo: Harcourt, 2001.
Scerri, Eric, R. the Periodic Table: Its Story and its signification. New York: Oxford University Press, 2006.
Siekierski, Slawomir. Elementtien tiivis kemia. Chichester, UK: Horwood Publishing, 2002.
Robert L. Wolke
