Cesko.wiki 4. skupina
Author
Albert Flores4. skupina periodické tabulky prvků obsahuje titan (Ti), zirkonium (Zr), hafnium (Hf) a rutherfordium (Rf). Skupina je také známá jako titanová skupina. Elektronová konfigurace valenční elektronové slupky je ns2 (n-1)d2.
Prvky skupiny jsou všechny stříbřitě lesklé kovy s vysokými teplotami tání a hexagonální mřížkovou strukturou. Při dostatečně vysokých teplotách tyto kovy tvoří přímé reakce s většinou nekovů. +more Přesto jsou v kompaktní formě odolné proti korozi, protože při přístupu vzduchu se tvoří stabilní oxidová vrstva. Tato oxidová vrstva také vede k odolnosti vůči mnoha kyselinám a zásadám.
První tři prvky se vyskytují přirozeně. Dříve bývaly považovány za vzácné, pravděpodobně kvůli obtížím při těžbě čistých kovů. +more Ve skutečnosti titan a zirkonium patří mezi pět nejběžnějších přechodných kovů. Rutherfordium je silně radioaktivní a bylo vyrobeno umělou syntézou.
Prvky této skupiny nemají žádnou biologickou roli. Díky velmi nízké rozpustnosti ve vodě je jejich obsah v živých organismech velmi nízký a nepatří tak mezi biogenní prvky.
Vlastnosti
Všechny prvky této skupiny patří mezi přechodné kovy. * Jsou elektropozitivní a vytvářejí sloučeniny v maximálním oxidačním čísle +IV. +more * Titan v některých sloučeninách dosahuje dokonce záporného oxidačního čísla. * Zirkonium a hafnium mají velmi podobné chemické vlastnosti. Jsou elektropozitivní a obtížně se rozpouštějí v kyselinách, neboť dochází k pasivaci jejich povrchu.
| Bod tání | 1941 K (1668 °C) | 2130 K (1857 °C) | 2506 K (2233 °C) | . |
|---|---|---|---|---|
| Bod varu | 3560 K (3287 °C) | 4682 K (4409 °C) | 4876 K (4603 °C) | . +more |
| Hustota | 4,507 g·cm−3 | 6,511 g·cm−3 | 13,310 g·cm−3 | . |
| Vzhled | stříbřitá metalíza | stříbřitě bílá | ocelově šedá | . |
Etymologie
Titan - pojmenován ho po Titánech z řecké mytologie. * Zirkonium - pojmenováno po minerálu zirkonu, který byl znám jako drahokam již od starověku. +more * Hafnium - pojmenováno podle latinského názvu pro Kodaň - Hafnia, domovské město jeho objevitele Nielse Bohra. * Rutherfordium - pojmenováno po svém objeviteli Ernestu Rutherfordovi.
Historie
IlmenitTitan poprvé identifikoval mineralog William Gregor v roce 1791 v ilmenitovém písku v Cornwallu ve Velké Británii jako oxid neznámého kovu. +more Ve stejném roce mineralog Franz Joseph Muller vyrobil stejný oxid kovu, ale nedokázal ho identifikovat. V roce 1795 chemik Martin Heinrich Klaproth nezávisle objevil tento oxid neznámého kovu v rutilu. Identifikoval v něm nový prvek a pojmenoval ho po Titánech z řecké mytologie. V roce 1825 Jöns Jacob Berzelius byl první, kdo připravil zatím nečistý titanový kov. * ZirkonZirkonium je obsaženo v zirkonu, který byl znám jako drahokam již od starověku. Jako objevitel zirkonia je uváděn Martin Heinrich Klaproth. V roce 1789 jej získal rozkladem minerálu ze Srí Lanky (tehdejší Cejlon), ale nebyl jej schopen izolovat z jeho oxidu. V roce 1808 se anglický chemik Humphry Davy pokusil izolovat tento nový prvek elektrolýzou, přestože se mu to nepodařilo, dal mu jméno zirkonium podle minerálu zirkonu. První úspěšný pokus o izolaci elementárního zirkonia provedl roku 1824 chemik Jöns Jacob Berzelius. Jeho produkt však nebyl dokonale čistý. Až v roce 1914 bylo získáno skutečně čisté elementární zirkonium. * Hafnium bylo předpovězeno na základě rentgenové spektroskopie provedené Henrym Moseleyem v roce 1914, která ukázala přímou závislost mezi spektrální čárou a jaderným nábojem. Pomocí této metody Moseley určil, že v periodické tabulce chybí prvek s atomovým číslem 72. Počátkem roku 1923 Niels Bohr a několik dalších vědců předpokládalo, že prvek by se měl podobat zirkoniu. Hafnium bylo pak objeveno v témže roce v Kodani v Dánsku. Prvek byl pojmenován podle latinského názvu pro Kodaň - Hafnia, domovské město Nielse Bohra. * Rutherfordium se nevyskytuje přirozeně a bylo vytvořeno umělou syntézou. První hlášená syntéza byla provedena týmem ze Spojeného ústavu jaderných výzkumů v Dubně, (Joint Institute for Nuclear Research - JINR), který v roce 1964 vytvořil nový prvek bombardováním plutonia-242 ionty neonu-22. Přesvědčivější důkazy získali vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley, kteří syntetizovali prvek 104 v roce 1969 bombardováním kalifornia-249 ionty uhlíku-12. Vypukl spor o objev a název prvku. Skupina z Dubna pojmenovala prvek kurchatovium po Igoru Kurčatovovi, zatímco skupina z Berkeley ho pojmenovala rutherfordium po Ernestu Rutherfordovi. Organizace IUPAC v roce 1997 oficiálně pojmenovala prvek rutherfordium podle amerického návrhu.
Jednotlivé prvky
==== Titan ====
* Titan je lesklý kov a má kovově bílou barvu. * Má nízkou hustotu a je poměrně tvárný (zejména v prostředí bez kyslíku). +more * Jako kov má vysoký poměr pevnosti k hmotnosti. * Díky relativně vysokému bodu tání se používá jako žáruvzdorný materiál. * Je paramagnetický a má poměrně nízkou elektrickou a tepelnou vodivost ve srovnání s jinými kovy. * Titan je supravodivý, pokud je ochlazen pod kritickou teplotu 0,49 K.
==== Zirkonium ====
* Zirkonium je lesklý, šedavě bílý, měkký, tvárný a kujný kov. * Je pevný při pokojové teplotě, při nižších čistotách je tvrdý a křehký. +more * V práškové formě je zirkonium vysoce hořlavé, ale pevná forma je mnohem méně náchylná ke vznícení. * Zirkonium je vysoce odolné vůči korozi zásadami, kyselinami, slanou vodou a dalšími látkami. Rozpustí se však v kyselině chlorovodíkové a sírové, zejména pokud je přítomen fluor. * Slitiny se zinkem jsou magnetické při teplotě menší než 35 K.
==== Hafnium ====
* Hafnium je lesklý, stříbřitý a tvárný kov, * Je odolné proti korozi a chemicky podobné zirkoniu. * Hafnium krystalizuje jako alfa forma (hexagonální mřížka) nebo beta forma (kubická mřížka), do které přechází při vysokých teplotách. +more * Fyzikální vlastnosti hafnia jsou výrazně ovlivněny nečistotami zirkonia, protože tyto dva prvky kvůli vzájemné chemické podobnosti patří mezi nejobtížněji oddělitelné.
==== Rutherfordium ====
* Předpokládá se, že rutherfordium je za normálních podmínek pevná látka a má hexagonální krystalovou strukturu. Při vysokém tlaku se očekává, že přejde stejně jako hafnium do krychlové krystalové struktury. +more * Předpokládá se, že je to kov o hustotě ~17 g/cm3.
Související články
Titan * Zirkonium * Hafnium * Rutherfordium
Reference
Externí odkazy
4. skupina Kategorie:Kovy Kategorie:Skupiny periodické tabulky