Gruppe 11 (møntmetaller) i det periodiske system – kobber, sølv, guld
Opdag Gruppe 11 — møntmetallerne kobber, sølv og guld: egenskaber, anvendelser, historie og det kortlivede element Roentgenium.
Et grundstof i gruppe 11 er et grundstof i gruppe 11 (IUPAC-stil) i det periodiske system, der består af overgangsmetaller, som traditionelt kaldes møntmetaller: kobber (Cu), sølv (Ag) og guld (Au). Roentgenium (Rg) tilhører også denne gruppe ud fra sin elektroniske konfiguration, men det er et kortlivet transactinid (atomnummer 111) med en halveringstid på ca. 22,8 sekunder, som kun er blevet observeret under laboratorieforhold.
Egenskaber
- Elektrisk og termisk ledningsevne: sølv har den højeste elektriske ledningsevne af alle metaller; kobber kommer tæt efter og er meget udbredt i elektriske ledninger. guld leder også godt og bruges ofte i elektronik, hvor korrosionsbestandighed er vigtig.
- Metallisk glans og formbarhed: Gruppe 11-metaller er blanke, smidige og kan hamres eller trådes til tynde plader/tråde, hvilket gjorde dem velegnede til møntsmedning og smykker.
- Kemisk opførsel: De er relativt " noble " i sin kemiske adfærd pga. næsten fyldte d-skaller (ofte d10 ns1), hvilket giver primært oxidationstilstanden +1. Kobber forekommer også almindeligt i +2, mens guld ofte danner +1 og +3 forbindelser.
- Tolerance over for korrosion: guld er meget ædel og ætses sjældent; sølv oxiderer og bliver sort (tarnish) ved dannelse af sulfider; kobber danner en patina (oxider og karbonater), som kan beskytte metallet.
Elektronisk konfiguration
De karakteristiske konfigurationer forklarer mange af gruppens egenskaber: for eksempel har kobber konfigurationen [Ar] 3d10 4s1, sølv [Kr] 4d10 5s1 og guld [Xe] 4f14 5d10 6s1. Det giver en stabil, næsten udfyldt d-skal og forklarer den hyppige +1-oxidationstilstand. For Roentgenium er den forventede konfiguration [Rn]5f14 6d10 7s1, hvilket er grunden til, at det teoretisk placeres i samme gruppe.
Forekomst og udvinding
- Kobber: findes i mange malme (fx chalcopyrit) og udvindes i stor målestok ved flotations- og smelteprocesser.
- Sølv: findes både som primær sølvmalm (fx argentit) og som biprodukt ved udvinding af bly, kobber og zink.
- Guld: forekommer ofte som native (fri) guld i flodsedimenter og i kvartsårer, men findes også i sulfider og andre mineraler.
- Roentgenium: fremstilles kunstigt i acceleratorer ved fusion af tunge kerner; det forekommer ikke naturligt.
Anvendelser
- Mønter: Historisk har kobber, sølv og guld været foretrukne til mønter pga. deres holdbarhed, formbarhed og relative værdifuldhed. I moderne tid er rene ædle metaller ofte erstattet af legeringer eller billigere metaller.
- Smykker og investering: guld og sølv anvendes i smykker; guld er også et vigtigt investerings- og reservemiddel.
- Industri: kobber er uundværlig i elektrisk infrastruktur; sølv bruges i elektronik, spejle og historisk i fotografi; guld anvendes i avanceret elektronik og medicinsk udstyr pga. sin korrosionsbestandighed.
- Katalyse og specialanvendelser: Kobber- og guldforbindelser bruges som katalysatorer i forskellige kemiske processer.
- Legeringer: Mange vigtige legeringer indeholder gruppe 11-metaller: bronze (kobber + tin), messing (kobber + zink), sterling sølv (92,5 % sølv) og naturlig electrum (blanding af guld og sølv).
Om begrebet "møntmetaller"
Betegnelsen "møntmetaller" er en praktisk, populær betegnelse for kobber, sølv og guld, men det er ikke entydigt: gennem historien og i forskellige kulturer er der også brugt andre metaller til mønter, herunder aluminium, bly, nikkel, rustfrit stål og zink, enten som rene metaller eller i legeringer. Moderne møntproduktion vælger ofte materialer ud fra pris, holdbarhed og antimagnetiske egenskaber fremfor kun kemisk ædelhed.
Kort opsummering: Gruppe 11 omfatter de klassiske møntmetaller kobber, sølv og guld samt det syntetiske Roentgenium. De er kendetegnet ved god ledningsevne, metallisk glans, høj formbarhed og en kemisk stabilitet, som har gjort dem særlig nyttige både historisk og i moderne teknologi.
Historie
Alle grundstofferne i gruppen undtagen røntgenium har været kendt siden forhistorisk tid, da de alle forekommer i metalform i naturen, og der skal ikke bruges udvindingsmetallurgi til at fremstille dem.
Egenskaber
Ligesom andre grupper viser medlemmerne af denne familie mønstre i deres elektronkonfiguration, især de yderste skaller, hvilket resulterer i tendenser i den kemiske adfærd:
| Z | Antal elektroner/skal | |
| 29 | kobber | 2, 8, 18, 1 |
| 47 | sølv | 2, 8, 18, 18, 1 |
| 79 | guld | 2, 8, 18, 32, 18, 1 |
| 111 | roentgenium | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1 |
De er alle relativt inaktive, korrosionsbestandige metaller. Kobber og guld er farvede.
Disse elementer har lav elektrisk resistivitet, så de bruges til ledninger. Kobber er det billigste og mest anvendte. Bond-ledninger til integrerede kredsløb er normalt af guld. Sølv og forsølvede kobberledninger findes i nogle specielle anvendelser.
Applikationer
Disse metaller, især sølv, har usædvanlige egenskaber, som gør dem vigtige til industrielle anvendelser ud over deres monetære eller dekorative værdi. De er alle fremragende ledere af elektricitet. De mest ledende af alle metaller er sølv, kobber og guld i den rækkefølge. Sølv er også det mest varmeledende element og det mest lysreflekterende element. Sølv har også den usædvanlige egenskab, at den anløbning, der dannes på sølv, stadig er meget elektrisk ledende.
Kobber anvendes i vid udstrækning i elektriske ledninger og kredsløb. Guldkontakter findes undertiden i præcisionsudstyr på grund af deres evne til at forblive korrosionsfri. Sølv anvendes i vid udstrækning i missionskritiske applikationer som elektriske kontakter og anvendes også inden for fotografering (fordi sølvnitrat bliver til metal ved eksponering for lys), landbrug, medicin, audiofile og videnskabelige applikationer.
Guld, sølv og kobber er ret bløde metaller og bliver derfor let beskadiget i daglig brug som mønter. Ædelmetal kan også let blive slidt og slidt væk ved brug. I deres numismatiske funktioner skal disse metaller legeres med andre metaller for at give mønterne større holdbarhed. Legeringen med andre metaller gør de resulterende mønter hårdere, mindre tilbøjelige til at blive deformeret og mere modstandsdygtige over for slid.
Guldmønter: Guldmønter fremstilles typisk som 90 % guld (f.eks. amerikanske mønter fra før 1933) eller 22 karat (92 %) guld (f.eks. nuværende samlermønter og Krugerrands), mens kobber og sølv udgør den resterende vægt i begge tilfælde. Der fremstilles guldmønter med op til 99,999 % guld (i den canadiske serie af guld Maple Leaf-mønter).
Sølvmønter: Sølvmønter fremstilles typisk som enten 90 % sølv - i tilfælde af amerikanske mønter fra før 1965 (som blev sat i omløb i mange lande) - eller som sterling sølv (92,5 %) for mønter fra før 1920 fra Det Britiske Commonwealth og andre sølvmønter, hvor kobber udgør den resterende vægt i begge tilfælde.
Kobbermønter: Kobbermønter har ofte en ret høj renhed, omkring 97 %, og er normalt legeret med små mængder zink og tin.
Inflationen har fået mønternes pålydende værdi til at falde til under værdien af de historisk anvendte metaller i hård valuta. Dette har ført til, at de fleste moderne mønter er fremstillet af uædle metaller - kobber-nikkel (ca. 80:20, sølvfarvet) er populært, ligesom nikkel-messing (kobber (75), nikkel (5) og zink (20), guldfarvet), mangan-messing (kobber, zink, mangan og nikkel), bronze eller simpelt belagt stål.
Relaterede sider
| Forklaring af højre side af det periodiske system: | Overgangsmetaller | atomnumre i sort er faste stoffer | faste grænser er ældre end Jorden (Urgrundstoffer) | de stiplede grænser har ingen isotoper, der er ældre end jorden |
| Layouts |
|
| Liste over elementer efter |
|
| Data sider |
|
| Grupper |
|
| Andre elementkategorier |
|
| Blokke |
|
| |
| Kategori:Periodesystem | |
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvilke elementer udgør gruppe 11?
A: Gruppe 11 består af overgangsmetallerne kobber (Cu), sølv (Ag) og guld (Au). Røntgenium (Rg) tilhører også denne gruppe på grund af sin elektroniske konfiguration.
Spørgsmål: Hvad er det navn, der almindeligvis bruges til at betegne disse grundstoffer?
A: I daglig tale bruges ofte betegnelsen "møntmetaller" om disse grundstoffer.
Spørgsmål: Er der andre metaller, der har været anvendt til møntning ud over dem i gruppe 11?
A: Ja, forskellige kulturer har brugt mange andre metaller i mønter, herunder aluminium, bly, nikkel, nikkel, rustfrit stål og zink.
Spørgsmål: Hvor længe holder roentgenium?
Svar: Roentgenium har en kort halveringstid på 22,8 sekunder og kan kun observeres under laboratorieforhold.
Spørgsmål: Er roentgenium en del af gruppe 11 på grund af dets fysiske eller kemiske egenskaber?
Svar: Roentgenium tilhører gruppe 11 på grund af sin elektroniske konfiguration.
Spørgsmål: Findes alle grundstoffer i gruppe 11 naturligt forekommende, eller er nogle af dem kunstigt skabt?
A: Alle grundstoffer i gruppe 11 findes naturligt forekommende bortset fra roentgenium, som er kunstigt skabt og kun observeres under laboratorieforhold.
Sp: Hvilken type grundstof indgår i gruppe 11?
Svar: Gruppe 11 består af overgangsmetaller, som traditionelt er kendt som møntmetaller.
Søge