Chemické prvky Archivy - Strana 5 z 12

Lutecium (Lu) – chemický prvek

Úvod

Lutecium (Lu) je stříbřitě bílý, vzácný a drahý kovový prvek. Jeho protonové číslo je 71 a v periodické tabulce se řadí mezi lanthanoidy, kde tvoří poslední a nejtěžší článek této skupiny. Je poměrně tvrdé, husté a na suchém vzduchu relativně stálé. V přírodě se nikdy nenachází v čisté formě, ale vždy doprovází jiné prvky vzácných zemin. Jeho získávání je velmi náročné a nákladné. Hlavním zdrojem je minerál monazit, kde se však vyskytuje jen ve stopovém množství, což z něj činí jeden z nejméně dostupných prvků.

Vlastnosti

Lutecium (Lu), prvek s atomovým číslem 71, je stříbřitě bílý, tvrdý a velmi hustý kov. Představuje poslední a zároveň nejtěžší prvek ze skupiny lanthanoidů. Vyznačuje se nejvyšší teplotou tání (1663 °C) a varu v celé této sérii. Na suchém vzduchu je poměrně stálý, ale ve vlhkém prostředí se pomalu pokrývá vrstvou oxidu. Reaguje s vodou, přičemž reakce je rychlejší za vyšších teplot, a snadno se rozpouští v kyselinách za vzniku vodíku. Vytváří výhradně bezbarvé sloučeniny v oxidačním stavu +3, což je dáno jeho stabilní elektronovou konfigurací.

Vznik názvu

Název prvku navrhl jeho objevitel, francouzský chemik Georges Urbain. Jméno „lutecium“ je odvozeno od slova Lutetia, což byl starověký latinský název pro jeho rodné město Paříž. Urbain tak vzdal poctu městu, kde prvek v roce 1907 poprvé úspěšně izoloval a identifikoval.

Objev

Objev lutecia v roce 1907 je připisován třem vědcům, kteří pracovali nezávisle na sobě. Francouzský chemik Georges Urbain, rakouský vědec Carl Auer von Welsbach a americký chemik Charles James izolovali nový prvek z minerálu, který byl původně považován za čistý oxid ytterbitý. Ukázalo se, že jde o směs dvou oxidů. Urbain svůj objev pojmenoval lutecium podle starověkého názvu Paříže, Lutetia. Welsbach navrhl název cassiopeium. Po dlouhých sporech o prvenství byl nakonec mezinárodně přijat Urbainův název, přestože objev byl skutečně téměř simultánní a prokázal extrémní obtížnost separace lanthanoidů.

Výskyt v přírodě

Lutecium se v přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách a patří mezi nejméně zastoupené prvky vzácných zemin, s obsahem v zemské kůře okolo 0,5 ppm. Nikdy se nenachází samostatně, ale doprovází ostatní lanthanoidy, zejména ty těžší, v minerálech jako jsou monazit, xenotim a gadolinit. Jeho získávání je mimořádně náročné a nákladné kvůli velké podobnosti s ostatními prvky této skupiny. Průmyslově se izoluje z koncentrátů lanthanoidů pomocí sofistikovaných metod, především iontoměničové chromatografie. Čistý kov se poté připravuje redukcí bezvodého fluoridu lutecitého (LuF₃) kovovým vápníkem za vysokých teplot ve vakuu.

Využití

Lutecium, pro svou vzácnost a vysokou cenu, nemá široké komerční využití. Jeho nejdůležitější aplikace je v nukleární medicíně, kde se radioaktivní izotop lutecium-177 používá v cílené radionuklidové terapii k léčbě některých typů nádorů, například neuroendokrinních. V průmyslu slouží jeho sloučeniny jako katalyzátory při krakování uhlovodíků v ropných rafinériích a při polymeračních procesech. V přírodě lutecium nemá žádnou známou biologickou funkci a pro živé organismy není esenciální. Vyskytuje se pouze ve velmi nízkých koncentracích v zemské kůře, obvykle jako příměs v minerálech obsahujících jiné prvky vzácných zemin.

Sloučeniny

Člověkem syntetizované sloučeniny lutecia zahrnují především ty, kde má prvek oxidační číslo +3. Mezi ně patří bílý oxid lutecitý (Lu₂O₃), používaný ve specializované keramice, a halogenidy jako chlorid lutecitý (LuCl₃). Zdaleka nejvýznamnější umělou sloučeninou je oxyortokřemičitan lutecitý (LSO), často dopovaný yttriem (LYSO), který slouží jako vysoce efektivní scintilátor v detektorech pro pozitronovou emisní tomografii (PET). V přírodě lutecium netvoří samostatné minerály. Vyskytuje se rozptýlené v nepatrných množstvích jako příměs v minerálech jiných lanthanoidů, například v monazitu a xenotimu, kde nahrazuje jiné ionty.

Zajímavosti

Lutecium drží mezi lanthanoidy několik prvenství. Je to nejtvrdší a nejhustší prvek z celé této skupiny a má také nejvyšší bod tání. V důsledku takzvané lanthanoidové kontrakce má atom lutecia nejmenší poloměr ze všech lanthanoidů. Jeho přírodní izotop lutecium-176 je radioaktivní, ale s extrémně dlouhým poločasem rozpadu přibližně 38 miliard let. Tato vlastnost se využívá v geochronologii, konkrétně v lutecium-hafniové metodě datování, která umožňuje určit stáří velmi starých hornin a meteoritů, a tím poskytuje cenné informace o rané historii naší sluneční soustavy.

Hafnium (Hf) – chemický prvek

Hafnium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Hafnium (chemická značka Hf) je stříbřitě lesklý, těžký a vůči korozi velmi odolný kov. Jeho protonové číslo je 72, čímž se řadí mezi přechodné kovy do 4. skupiny periodické tabulky. Vizuálně je tento kujný a tažný prvek podobný oceli. V přírodě se nikdy nenachází v čisté formě, ale vždy doprovází chemicky velmi podobné zirkonium v jeho minerálech, nejčastěji v zirkonu. Získávání čistého hafnia je proto náročný proces separace. Uplatnění nachází především v regulačních tyčích jaderných reaktorů a ve speciálních slitinách pro letecký průmysl.

Vlastnosti

Hafnium, chemická značka Hf, je lesklý, stříbřitě šedý, kujný a tažný přechodný kov s vysokou hustotou a velmi vysokým bodem tání. Jeho atomové číslo je 72 a v periodické tabulce se nachází ve 4. skupině. Chemicky je mimořádně podobný zirkoniu, což je důsledek lanthanoidové kontrakce, a proto je jejich vzájemná separace technologicky náročná. Na vzduchu je hafnium vysoce odolné proti korozi, protože se na jeho povrchu tvoří tenká, pasivní vrstva oxidu, která ho chrání před dalšími reakcemi. Je odolné vůči většině kyselin a zásad.

Vznik názvu

Původ názvu hafnia je spjat s místem jeho objevu. Je odvozen od latinského jména *Hafnia*, což je historický název pro Kodaň. Právě v tomto dánském hlavním městě byl prvek roku 1923 izolován a identifikován. Jméno tak přímo oslavuje město, kde věda dosáhla tohoto významného úspěchu.

Základní údaje

Latinský název	Hafnium
Slovenský název	Hafnium
Skupina	Skupina 4 (IVB)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Stříbrolesklý
Rok objevu	1923

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	72
Elektronegativita	1,3
Oxidační čísla	4
Ionizační energie	658,5
Atomový poloměr	159
Kovalentní poloměr	159
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d² 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	2233 °C
Teplota varu	4603 °C
Hustota	13,31 g/cm³

Objev

Existence hafnia byla teoreticky předpovězena již Dmitrijem Mendělejevem v roce 1869 na základě prázdného místa v jeho periodické tabulce. K jeho skutečnému objevu však došlo až v roce 1923 v Kodani. Zásluhu na tom mají nizozemský fyzik Dirk Coster a maďarský chemik George de Hevesy. Pomocí rentgenové spektroskopie analyzovali norské a grónské vzorky minerálu zirkonu a identifikovali spektrální čáry charakteristické pro prvek s atomovým číslem 72. Prvek byl pojmenován Hafnium podle latinského názvu města objevu, *Hafnia*. Tento objev byl klíčovým potvrzením Bohrova modelu atomu.

Výskyt v přírodě

Hafnium se v zemské kůře nevyskytuje jako volný prvek, ale vždy neoddělitelně doprovází zirkonium v jeho minerálech. Nejvýznamnějšími zdroji jsou zirkon (ZrSiO₄) a baddeleyit (ZrO₂), kde hafnium tvoří přibližně 1 až 2 % celkového obsahu zirkonia. Získávání čistého hafnia představuje technologickou výzvu právě kvůli jeho extrémní chemické podobnosti se zirkoniem. Klíčovým krokem je jejich vzájemná separace, která se provádí nejčastěji metodou vícefázové kapalinové extrakce. Následně se izolovaná sloučenina hafnia převede na chlorid hafničitý, který je finálně redukován hořčíkem nebo sodíkem v Krollově procesu na kovové hafnium.

Využití

Hafnium je pro člověka klíčové v jaderném průmyslu. Jeho výjimečná schopnost pohlcovat neutrony ho předurčuje pro výrobu regulačních tyčí v jaderných reaktorech, zejména v ponorkách, kde je vyžadována spolehlivost a kompaktnost. V metalurgii tvoří žáruvzdorné superslitiny s niobem a tantalem, které nacházejí uplatnění v raketových motorech. V mikroelektronice je oxid hafničitý nenahraditelný pro výrobu tranzistorů v moderních čipech, kde nahradil oxid křemičitý. Využívá se i v elektrodách pro plazmové řezání. V přírodě nemá žádnou biologickou funkci, vyskytuje se pouze jako nerozlučná příměs v zirkoniových minerálech.

Sloučeniny

Člověkem syntetizované sloučeniny hafnia mají zásadní technologický význam. Nejdůležitější je oxid hafničitý, klíčové dielektrikum v moderních mikročipech, které umožňuje jejich další miniaturizaci. Karbid hafnia se pyšní jedním z nejvyšších bodů tání ze všech známých binárních sloučenin a využívá se pro extrémně odolné povlaky. Chlorid hafničitý slouží jako prekurzor pro výrobu vysoce čistého kovového hafnia. V přírodě se hafnium prakticky nevyskytuje ve vlastních minerálech. Jeho přirozenou formou je příměs v křemičitanu zirkoničitém, zirkonu, kde atomy hafnia nahrazují atomy zirkonia v krystalové mřížce.

Zajímavosti

Hafnium je téměř dokonalým chemickým dvojčetem zirkonia. Jejich chemické vlastnosti jsou natolik identické, že jejich vzájemná separace je jedním z nejnáročnějších procesů v průmyslové chemii. Přesto je tato separace klíčová, protože jejich jaderné vlastnosti jsou diametrálně odlišné. Zatímco zirkonium neutrony téměř neovlivňuje, hafnium je efektivně pohlcuje. Z jedné a téže rudy se tak získávají materiály pro opačné role v reaktoru: propustné pokrytí paliva a absorpční regulační tyče. Jemně rozemletý prášek kovového hafnia je navíc pyroforní a na vzduchu se může samovolně vznítit.

Tantal (Ta) – chemický prvek

Tantalum | Periodická tabulka prvků

Úvod

Tantal (Ta) je vzácný, tvrdý a velmi odolný přechodný kov s protonovým číslem 73, patřící do 5. skupiny periodické tabulky. V čistém stavu je to lesklý, šedý a kujný kov, který se vyznačuje mimořádnou odolností vůči korozi a vysokým teplotám. V přírodě se nevyskytuje ryzí, ale získává se hlavně z minerálu tantalit, často těženého jako součást rudy zvané koltan, zejména v Austrálii a Africe. Pro své unikátní vlastnosti je klíčový v elektronice pro výrobu malých a výkonných kondenzátorů pro telefony či notebooky a v lékařství pro biokompatibilní implantáty.

Vlastnosti

Tantal, chemická značka Ta, je vzácný, šedý, velmi tvrdý a mimořádně hustý přechodný kov. Vyznačuje se jedním z nejvyšších bodů tání ze všech prvků, což ho činí ideálním pro vysokoteplotní aplikace. Jeho klíčovou vlastností je fenomenální odolnost vůči korozi, kterou zajišťuje velmi stabilní pasivní vrstva oxidu na povrchu. Díky ní odolává působení většiny kyselin i při vysokých teplotách. Je také vysoce tažný a kujný, což umožňuje jeho snadné zpracování. Jeho vynikající biokompatibilita znamená, že není toxický a tělo ho neodmítá, což je klíčové pro lékařské implantáty.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen od Tantala, postavy z řecké mytologie. Tantalos byl odsouzen k věčným mukám – stál ve vodě, kterou nemohl pít. Podobně ani tantal, ponořený do kyseliny, s ní nereaguje a „nepije“ ji, což symbolizuje jeho mimořádnou chemickou netečnost a odolnost.

Základní údaje

Latinský název	Tantalum
Slovenský název	Tantal
Skupina	Skupina 5 (VB)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1802

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	73
Elektronegativita	1,5
Oxidační čísla	5
Ionizační energie	761
Atomový poloměr	146
Kovalentní poloměr	146
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d³ 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	3017 °C
Teplota varu	5458 °C
Hustota	16,69 g/cm³

Objev

Objevení tantalu je přisuzováno švédskému chemikovi Andersi Gustafu Ekebergovi v roce 1802. Prvek pojmenoval podle mytologického krále Tantala, který byl odsouzen k věčnému utrpení. Název symbolizoval neschopnost nově objeveného oxidu reagovat s kyselinami, jako by „žíznil“ uprostřed nich. Po desetiletí však panovaly pochybnosti o jeho existenci, protože byl zaměňován s chemicky velmi podobným niobem. Teprve v roce 1846 Heinrich Rose a později Jean Charles de Marignac definitivně prokázali, že tantal a niob jsou dva odlišné prvky. První čistý a tvárný tantal byl izolován až roku 1903.

Výskyt v přírodě

Tantal se v přírodě nevyskytuje v ryzí formě, ale je obsažen v minerálech, především v tantalitu, který se často nachází společně s niobem v minerálu kolumbitu. Jejich směs je komerčně známá jako ruda koltan. Významná ložiska se nacházejí v Demokratické republice Kongo, Rwandě, Brazílii a Austrálii. Získávání je velmi náročný proces kvůli chemické podobnosti s niobem. Ruda se nejprve zpracuje a rozpustí ve směsi kyseliny fluorovodíkové a sírové. Následně se oba kovy oddělí pomocí komplexní kapalinové extrakce. Získaná čistá sloučenina tantalu se poté redukuje na kovový prášek.

Využití

Tantal je pro člověka klíčový kov, jehož hlavní využití je v elektronice pro výrobu miniaturních a spolehlivých kondenzátorů do mobilních telefonů, počítačů a herních konzolí. Díky mimořádné odolnosti vůči korozi a vysokým teplotám je nepostradatelný v chemickém průmyslu a pro výrobu superslitin do leteckých motorů a jaderných reaktorů. Jeho vynikající biokompatibilita, tedy schopnost bezproblémově srůst s lidskou tkání, umožňuje jeho použití na chirurgické implantáty, jako jsou kostní dlahy, šrouby a zubní náhrady. V přírodě nemá žádnou známou biologickou funkci a vyskytuje se primárně v minerálech, především v tantalitu.

Sloučeniny

Člověkem nejvýznamněji vyráběnou sloučeninou je oxid tantalový (Ta₂O₅). Tato látka tvoří extrémně tenkou, stabilní a nevodivou dielektrickou vrstvu, která je klíčovou součástí tantalových kondenzátorů a využívá se i při výrobě speciálních optických čoček. Dalšími umělými sloučeninami jsou extrémně tvrdý karbid tantalu (TaC), používaný pro řezné nástroje a otěruvzdorné povlaky, a nitrid tantalu (TaN) sloužící jako difuzní bariéra v mikročipech. V přírodě se tantal vyskytuje výhradně ve formě složitých oxidických sloučenin, takzvaných tantalanů. Nejznámějším přírodním minerálem je tantalit, chemicky tantalan železnato-manganatý, který je hlavní rudou tohoto kovu.

Zajímavosti

Tantal je jedním z nejhustších stabilních prvků, jeho hustota je srovnatelná se zlatem a uranem, takže i malý kousek je překvapivě těžký. Pyšní se čtvrtým nejvyšším bodem tání ze všech kovů, což mu umožňuje odolávat extrémním teplotám. Jeho chemická odolnost je legendární, je téměř zcela inertní vůči kyselinám při teplotách pod 150 °C, odolává dokonce i lučavce královské. Jeho zpracování je velmi náročné kvůli extrémní chemické podobnosti s niobem, se kterým se v rudách vždy společně vyskytuje. Tantal je bohužel klasifikován jako konfliktní minerál, jelikož jeho těžba je často spojena s financováním ozbrojených konfliktů.

Wolfram (W) – chemický prvek

Wolframium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Wolfram (W) je mimořádně tvrdý, těžký a odolný kov s nejvyšším bodem tání ze všech kovových prvků. Jeho protonové číslo je 74 a v periodické tabulce ho řadíme mezi přechodné kovy do 6. skupiny. V čisté formě má ocelově šedou až stříbřitě bílou barvu. V přírodě se nevyskytuje volně, získává se především z minerálů jako wolframit a scheelit. Díky své odolnosti ho najdeme ve vláknech klasických žárovek, v topných tělesech, řezných nástrojích a v superpevných slitinách pro letecký průmysl.

Vlastnosti

Wolfram, chemická značka W a protonové číslo 74, je přechodný kov ocelově šedé až stříbřitě bílé barvy. Je proslulý svými extrémními fyzikálními vlastnostmi. Vyniká nejvyšším bodem tání ze všech kovů, dosahujícím 3422 °C, a rovněž nejvyšším bodem varu. Jeho hustota je mimořádně vysoká, téměř shodná s hustotou zlata, což z něj činí jeden z nejtěžších prvků. Je velmi tvrdý a za nízkých teplot křehký, což komplikuje jeho mechanické zpracování. Chemicky je wolfram značně inertní, odolává korozi i působení většiny kyselin za standardních podmínek.

Vznik názvu

Původ názvu je v německém spojení „Wolf Rahm“, tedy „vlčí pěna“. Tímto termínem označovali středověcí saští horníci minerál wolframit. Při tavení cínové rudy totiž tento minerál snižoval výtěžnost cínu, který obrazně řečeno „požíral“ jako vlk požírá ovci, čímž znehodnocoval celou tavbu.

Základní údaje

Latinský název	Wolframium
Slovenský název	Volfrám
Skupina	Skupina 6 (VIB)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1781

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	74
Elektronegativita	2,36
Oxidační čísla	6
Ionizační energie	770
Atomový poloměr	139
Kovalentní poloměr	139
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	3422 °C
Teplota varu	5555 °C
Hustota	19,25 g/cm³

Objev

Název wolfram pochází z německého výrazu „wolf rahm“ (vlčí pěna), jelikož minerál wolframit při tavení cínové rudy „požíral“ cín a snižoval jeho výtěžek. První krok k objevu učinil roku 1781 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele, když z minerálu, později nazvaného scheelit, izoloval novou kyselinu. Samotný kov se však podařilo poprvé připravit až v roce 1783 španělským bratrům Faustovi a Juanu Josému Elhuyarovým. Úspěšně zredukovali kyselinu wolframovou získanou z wolframitu pomocí dřevěného uhlí. Tento objev otevřel cestu k jeho využití, zejména v žárovkových vláknech.

Výskyt v přírodě

Wolfram se v přírodě nevyskytuje v ryzí formě, ale je vázán výhradně ve sloučeninách. Jeho nejdůležitějšími rudami jsou wolframit, což je wolframan železnato-manganatý, a scheelit, wolframan vápenatý. Dominantním světovým producentem wolframových rud je s obrovským náskokem Čína. Samotné získávání kovu je energeticky a technologicky náročné. Po nadrcení a zakoncentrování rudy následuje složitý chemický proces, na jehož konci je čistý oxid wolframový (WO₃). Ten je následně ve vysokoteplotních pecích redukován proudem vodíku na jemný wolframový prášek, základní surovinu pro další výrobu.

Využití

Využití wolframu je mimořádně široké díky jeho extrémně vysoké teplotě tání. Proto se stal klíčovým materiálem pro vlákna v klasických žárovkách, topná tělesa v pecích a elektrody pro svařování. Jeho slitiny, zejména s ocelí, vytvářejí extrémně tvrdé a odolné materiály pro řezné nástroje, vrtáky a dokonce i protipancéřovou munici. Díky vysoké hustotě se používá také jako radiační stínění nebo jako závaží v letectví. V přírodě je jeho role méně zřejmá, ale některé druhy bakterií žijící v extrémních podmínkách využívají wolfram ve svých enzymech jako náhradu za molybden.

Sloučeniny

Nejvýznamnější uměle vytvořenou sloučeninou je karbid wolframu (WC), který se díky své extrémní tvrdosti, blížící se diamantu, používá na výrobu řezných nástrojů, vrtáků, brusiv a odolných šperků. Dalšími průmyslovými sloučeninami jsou disulfid wolframu, používaný jako vysokoteplotní mazivo, a oxid wolframičitý, který nachází uplatnění v katalýze, senzorech plynů a jako žlutý pigment v keramice. V přírodě se wolfram vyskytuje především ve formě nerostů, hlavně wolframitu, což je wolframan železnato-manganatý, a scheelitu, chemicky wolframanu vápenatého. Z těchto rud se kov průmyslově získává.

Zajímavosti

Wolfram drží několik rekordů mezi všemi chemickými prvky. Má absolutně nejvyšší teplotu tání (3422 °C) a nejvyšší teplotu varu (cca 5930 °C), což z něj činí nejodolnější prvek vůči teplu. Jeho hustota je mimořádně vysoká, téměř identická s hustotou zlata, což znamená, že malý kousek wolframu je překvapivě těžký. Mimo to se pyšní nejvyšší pevností v tahu ze všech čistých kovů a má velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti. To znamená, že si zachovává svůj tvar a rozměry i při velkých teplotních změnách.

Rhenium (Re) – chemický prvek

Rhenium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Rhenium, s chemickou značkou Re, je mimořádně vzácný a hustý přechodný kov, ceněný pro své unikátní vlastnosti. Vyznačuje se jedním z nejvyšších bodů tání ze všech prvků a vynikající odolností vůči opotřebení a korozi. Jeho protonové číslo je 75 a v periodické tabulce se řadí do 7. skupiny. Vizuálně je to stříbřitě bílý, lesklý kov. Jelikož nemá vlastní rudy, získává se téměř výhradně jako vedlejší produkt při zpracování molybdenových a měděných rud, zejména z prachu vznikajícího při jejich pražení. Jeho hlavní využití je ve slitinách pro letecké motory.

Vlastnosti

Rhenium (Re) je mimořádně těžký a vzácný přechodný kov stříbřitě bílé barvy, umístěný v 7. skupině periodické tabulky s protonovým číslem 75. Vyniká extrémními fyzikálními vlastnostmi. Má třetí nejvyšší bod tání ze všech prvků, hned po wolframu a uhlíku, a absolutně nejvyšší bod varu. Jeho hustota patří mezi nejvyšší, je srovnatelná s platinou. Přestože je velmi tvrdé, je také kujné a tažné. Chemicky je velmi odolné vůči korozi a nereaguje s běžnými kyselinami. Vytváří sloučeniny v širokém rozsahu oxidačních stavů, přičemž nejstabilnější je +7.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen od latinského jména řeky Rýn, *Rhenus*. Pojmenovali ho tak jeho objevitelé, němečtí vědci Walter Noddack, Ida Tacke-Noddack a Otto Berg, na počest své vlasti a této významné evropské řeky, která protéká Porýním, odkud pocházeli.

Základní údaje

Latinský název	Rhenium
Slovenský název	Rénium
Skupina	Skupina 7 (VIIB)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1924

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	75
Elektronegativita	1,9
Oxidační čísla	11
Ionizační energie	760
Atomový poloměr	137
Kovalentní poloměr	137
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	3186 °C
Teplota varu	5596 °C
Hustota	21,02 g/cm³

Objev

Objev rhenia v roce 1925 je triumfem německých chemiků Waltera Noddacka, Idy Tacke a Otty Berga. Jeho existenci předpověděl již Dmitrij Mendělejev jako prvek „dvi-mangan“. Tým systematicky analyzoval různé minerály pomocí rentgenové spektroskopie a nakonec v kolumbitu úspěšně identifikoval spektrální čáry odpovídající prvku s protonovým číslem 75. Prvek pojmenovali na počest řeky Rýn (latinsky Rhenus), symbolizující jejich německý původ. Tento objev představoval vyvrcholení dlouhého hledání posledních chybějících stabilních prvků periodické tabulky a potvrdil její ohromnou prediktivní sílu.

Výskyt v přírodě

Rhenium je jedním z nejvzácnějších prvků v zemské kůře a nemá vlastní významné minerály. Vyskytuje se jako velmi rozptýlená příměs, především v molybdenových rudách, jako je molybdenit (MoS₂), který je sám často vedlejším produktem těžby mědi. Právě tyto rudy jsou jeho hlavním komerčním zdrojem. Získávání rhenia je složitý proces. Při pražení molybdenových koncentrátů vzniká těkavý oxid rhenistý (Re₂O₇), který je zachycován z plynů. Tento oxid se rozpustí ve vodě za vzniku kyseliny rhenisté, z níž se následně sráží rhenistan amonný. Finálním krokem je redukce vodíkem na čistý kovový prášek.

Využití

Rhenium je klíčový prvek v moderních technologiích díky své extrémně vysoké teplotě tání a odolnosti. Jeho hlavní využití je ve výrobě vysoce výkonných superslitin na bázi niklu, které tvoří kritické součásti proudových motorů, jako jsou turbínové lopatky a výfukové trysky. Slouží jako nepostradatelná složka v platina-rheniových katalyzátorech, jež v ropném průmyslu umožňují výrobu vysokooktanového bezolovnatého benzínu. Jeho unikátní vlastnosti ho předurčují i pro výrobu vláken v hmotnostních spektrografech a vysokoteplotních termočlánků. V přírodě nemá žádnou známou biologickou roli, vyskytuje se pouze ve stopových množstvích, nejčastěji v minerálu molybdenitu.

Sloučeniny

V přírodě se sloučeniny rhenia vyskytují jen velmi vzácně. Jeho nejběžnější formou je příměs v sulfidu molybdeničitém, kde atomárně nahrazuje molybden. Jediným známým minerálem, kde je rhenium hlavním prvkem, je extrémně vzácný rheniit (ReS₂), který se nachází ve vulkanických fumarolách. Oproti tomu člověk syntetizoval širokou škálu sloučenin. Mezi nejdůležitější patří oxid rheniový (Re₂O₇), žlutá těkavá látka, která slouží jako prekurzor pro většinu ostatních sloučenin. Z něj se připravují například perrhenany, jako je perrhenan amonný (NH₄ReO₄), což je běžná komerční forma prvku. Dále existují různé halogenidy, oxidy a komplexní organokovové sloučeniny.

Zajímavosti

Rhenium se pyšní několika fyzikálními a chemickými superlativy. Má třetí nejvyšší bod tání ze všech prvků, hned po wolframu a uhlíku, a zároveň vůbec nejvyšší bod varu, přesahující 5500 stupňů Celsia. Patří také mezi nejhustší prvky, s hustotou vyšší než olovo nebo zlato. Z chemického hlediska je unikátní svou schopností existovat v neobvykle široké škále oxidačních stavů, od -3 až po +7, což je jedna z největších variabilit mezi všemi prvky. Téměř veškerá světová produkce rhenia je získávána jako vedlejší produkt při zpracování molybdenových rud, které jsou samy vedlejším produktem těžby mědi.

Osmium (Os) – chemický prvek

Osmium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Osmium (chemická značka Os) je tvrdý, křehký a lesklý přechodný kov s modrobílým až stříbrným zbarvením. Je známý především jako prvek s nejvyšší hustotou na Zemi. Jeho protonové číslo je 76 a v periodické tabulce se řadí do 8. skupiny, mezi takzvané platinové kovy. V přírodě je extrémně vzácný a obvykle se nachází ve slitinách s dalšími platinovými kovy, nejčastěji s iridiem. Získává se jako vedlejší produkt při zpracování niklových, měděných a platinových rud. Díky své mimořádné tvrdosti se využívá ve speciálních slitinách.

Vlastnosti

Osmium, s chemickou značkou Os a protonovým číslem 76, je modravě bílý, extrémně tvrdý a křehký kov, který vyniká nejvyšší známou hustotou ze všech přírodních prvků, dosahující přibližně 22,59 g/cm³. Patří do skupiny platinových kovů a má jeden z nejvyšších bodů tání (přes 3000 °C) a varu. Je chemicky velmi stálé, mimořádně odolné vůči korozi a působení většiny kyselin, včetně lučavky královské za běžných teplot. Charakteristickou vlastností je tvorba těkavého a vysoce toxického oxidu osmičelého (OsO₄) při zahřívání na vzduchu, který má štiplavý zápach připomínající chlór.

Vznik názvu

Název osmium pochází z řeckého slova „osme“, což v překladu znamená „zápach“ nebo „vůně“. Prvek tak pojmenoval jeho objevitel Smithson Tennant v roce 1803. Důvodem byl velmi výrazný a štiplavý zápach jeho těkavého oxidu, který připomíná chlór a vzniká při zpracování platinových rud.

Základní údaje

Latinský název	Osmium
Slovenský název	Osmium
Skupina	Skupina 8 (VIII)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1803

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	76
Elektronegativita	2,2
Oxidační čísla	4
Ionizační energie	840
Atomový poloměr	135
Kovalentní poloměr	135
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d⁶ 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	3045 °C
Teplota varu	5027 °C
Hustota	22,59 g/cm³

Objev

Objev osmia je spojen s anglickým chemikem Smithsonem Tennantem v roce 1803 v Londýně. Při zkoumání surové platiny rozpouštěné v lučavce královské si všiml černého, nerozpustného zbytku, který byl dříve mylně považován za grafit. Tennant provedl důkladnou analýzu této látky a dospěl k závěru, že obsahuje dva nové, dosud neznámé prvky. První pojmenoval iridium a druhý osmium. Název „osmium“ odvodil z řeckého slova „osme“, což znamená „zápach“, kvůli charakteristickému a nepříjemnému pachu jeho těkavého oxidu, který vznikal během experimentů s alkalickým tavením.

Výskyt v přírodě

Osmium je jedním z nejvzácnějších stabilních prvků v zemské kůře. V přírodě se nevyskytuje v ryzí formě, ale téměř vždy ve slitinách s ostatními platinovými kovy, zejména s iridiem ve formě minerálu osmiridium nebo iridosmin. Jeho hlavními zdroji jsou ložiska niklových a měděných rud, kde doprovází platinu, především v Jižní Africe, Rusku a Kanadě. Získávání je složitý a nákladný proces, probíhající jako vedlejší produkt při rafinaci těchto kovů. Z koncentrátů platinových kovů se osmium odděluje destilací svého těkavého oxidu osmičelého, který je následně redukován vodíkem na čistý kovový prášek.

Využití

Osmium, díky své mimořádné tvrdosti a odolnosti proti opotřebení, nachází uplatnění ve specializovaných slitinách. Historicky se jeho slitiny používaly na hroty plnicích per, osičky přesných přístrojů jako jsou kompasy a hodinky, a na gramofonové jehly. Pro svou vysokou teplotu tání a odolnost vůči korozi je cenné pro výrobu elektrických kontaktů, které snesou vysokou zátěž. V chemickém průmyslu slouží jako účinný katalyzátor. V přírodě se osmium v čisté formě prakticky nevyskytuje. Nachází se téměř výhradně ve formě přírodních slitin, nejčastěji s iridiem, které se nazývají osmiridium. Tyto slitiny se nacházejí v usazeninách vodních toků nebo v horninách bohatých na platinové kovy.

Sloučeniny

Člověkem vyrobené sloučeniny osmia mají klíčové, avšak specifické využití. Nejznámější je oxid osmičelý (OsO₄), extrémně jedovatá a těkavá látka s charakteristickým zápachem. V elektronové mikroskopii se používá jako kontrastní činidlo pro barvení biologických vzorků, zejména tukových tkání, které zviditelňuje. V organické chemii je nepostradatelným katalyzátorem pro specifické oxidace, například při tvorbě diolů z alkenů. Další umělé sloučeniny jako halogenidy nebo osmičnany jsou využívány především v laboratorním výzkumu. V přírodě je situace zcela odlišná. Osmium se zde vyskytuje téměř výhradně v kovové formě jako slitina a tvorba jeho přirozených chemických sloučenin je naprosto výjimečná a geologicky bezvýznamná.

Zajímavosti

Osmium drží prvenství jako nejhustší přirozeně se vyskytující prvek na Zemi. Krychle o hraně deseti centimetrů by vážila přes dvacet dva a půl kilogramu, tedy zhruba dvakrát více než stejně velká kostka olova. Přestože je extrémně tvrdé, je zároveň velmi křehké, což značně komplikuje jeho obrábění a zpracování do požadovaných tvarů. Vyznačuje se unikátním modrobílým až modrošedým leskem. Jeho kovová forma je chemicky velmi netečná, ale v práškové formě může reagovat s kyslíkem. Poměr izotopů rhenia a osmia se využívá v geochronologii k datování hornin a meteoritů, což pomáhá odhalovat historii naší sluneční soustavy.

Promethium (Pm) – chemický prvek

Promethium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Promethium (Pm) je radioaktivní chemický prvek s protonovým číslem 61. Patří do skupiny lantanoidů, kovů vzácných zemin. V přírodě se téměř nevyskytuje, jelikož všechny jeho izotopy jsou nestabilní a rychle se rozpadají. Vzniká jen ve stopových množstvích při štěpení uranu. Hlavním zdrojem promethia je proto umělá výroba jako vedlejší produkt v jaderných reaktorech. Jako kov má pravděpodobně stříbřitý vzhled, ale jeho soli díky silné radioaktivitě ve tmě samy světélkují modrozeleně. Využívá se například ve speciálních bateriích nebo jako zdroj beta záření.

Vlastnosti

Promethium, chemická značka Pm a protonové číslo 61, je radioaktivní kovový prvek patřící do skupiny lanthanoidů. Vyznačuje se stříbřitě bílým vzhledem a je unikátní tím, že všechny jeho izotopy jsou nestabilní. Nejstabilnějším izotopem je promethium-145 s poločasem rozpadu přibližně 17,7 let. Díky své intenzivní beta radioaktivitě samovolně emituje ve tmě charakteristické modrozelené světlo. Chemicky je velmi reaktivní, podobně jako ostatní prvky vzácných zemin, a ve sloučeninách nejčastěji zaujímá oxidační stav +3. Jeho hustota činí 7,26 g/cm³ a taje při teplotě 1042 °C.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen od Prométhea, titána z řecké mytologie. Ten podle pověsti ukradl bohům oheň a dal ho lidem. Objevitelé prvku, získaného z produktů jaderného reaktoru, viděli paralelu v dramatickém způsobu, jakým lidstvo získalo a snažilo se ovládnout sílu jaderné energie.

Objev

Existenci prvku s protonovým číslem 61 teoreticky předpověděl český chemik Bohuslav Brauner již v roce 1902 na základě mezery mezi neodymem a samariem. Následovalo několik neúspěšných pokusů o jeho izolaci, které vedly k chybným ohlášením objevu. Definitivní potvrzení přišlo až v roce 1945 zásluhou Jacoba A. Marinského, Lawrence E. Glendenninga a Charlese D. Coryella v americké laboratoři v Oak Ridge. Úspěšně jej izolovali jako produkt štěpení uranu z jaderného reaktoru. Jméno bylo navrženo podle řeckého titána Prométhea, symbolizujícího jak dar, tak i nebezpečí jaderné síly.

Výskyt v přírodě

Promethium se v zemské kůře přirozeně prakticky vůbec nevyskytuje. Všechny jeho izotopy mají příliš krátké poločasy rozpadu na to, aby přežily od vzniku Země. Pouze stopová množství mohou dočasně vznikat při samovolném štěpení uranu v uranových rudách, například ve smolinci, ale tyto koncentrace jsou tak nepatrné, že jejich těžba je zcela neekonomická. Prakticky veškeré dostupné promethium je proto vyráběno uměle. Hlavním zdrojem je zpracování vyhořelého jaderného paliva z reaktorů, kde vzniká jako štěpný produkt. Izotop promethium-147 se získává pomocí iontoměničové chromatografie.

Využití

V přírodě se promethium prakticky nevyskytuje, pouze ve stopových množstvích v uranových rudách jako produkt spontánního štěpení. Jeho hlavní využití je umělé a plyne z radioaktivity izotopu promethium-147. Tento izotop emituje beta záření, které se využívá v atomových bateriích s dlouhou životností, například pro kardiostimulátory nebo v kosmických sondách. Další významnou aplikací jsou luminiscenční barvy, kde beta částice budí k záření luminofor, což se používalo na cifernících hodinek jako bezpečnější náhrada za radium. V průmyslu slouží jako zdroj záření v zařízeních pro měření tloušťky tenkých materiálů, jako je papír.

Sloučeniny

Vzhledem k extrémní vzácnosti a nestabilitě promethia v přírodě neexistují žádné jeho přírodní sloučeniny. Všechny sloučeniny jsou vyrobeny uměle v laboratořích a jsou radioaktivní. Promethium nejčastěji tvoří trojmocné sloučeniny, podobně jako ostatní lanthanoidy. Mezi nejběžnější patří chlorid promethitý (PmCl₃), což je nažloutlá krystalická látka, a oxid promethitý (Pm₂O₃), který má růžovou až fialovou barvu. Dále existují dusičnan nebo hydroxid. Tyto látky nemají samy o sobě specifické využití, spíše slouží jako chemická forma pro manipulaci s radioaktivním prvkem při výzkumu nebo výrobě zdrojů záření.

Zajímavosti

Promethium je jedním z pouhých dvou prvků s protonovým číslem nižším než 82 (olovo), které nemají žádný stabilní izotop; tím druhým je technecium. Díky své vysoké radioaktivitě jeho koncentrované soli ve tmě samy o sobě světélkují, obvykle bledě modrým nebo nazelenalým světlem. Toto světélkování je způsobeno excitací okolních molekul intenzivním beta zářením. Veškeré dostupné promethium na Zemi je vyrobeno uměle jako vedlejší produkt štěpení uranu v jaderných reaktorech. Z tohoto důvodu je extrémně vzácné a celkové množství v zemské kůře se odhaduje na méně než jeden kilogram.

Iridium (Ir) – chemický prvek

Iridium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Iridium (Ir) je velmi tvrdý, křehký a stříbřitě bílý přechodný kov. S protonovým číslem 77 se řadí do 9. skupiny periodické tabulky a patří mezi platinové kovy. Je to druhý nejhustší známý prvek a vyniká extrémní odolností vůči korozi a vysokým teplotám. V přírodě se vyskytuje velmi vzácně, obvykle společně s platinou. Získává se především jako vedlejší produkt při zpracování niklových rud. Tenká vrstva iridia nalezená po celém světě je považována za důkaz dopadu asteroidu, který způsobil vyhynutí dinosaurů.

Vlastnosti

Iridium, s chemickou značkou Ir a protonovým číslem 77, je mimořádně vzácný a drahý přechodný kov ze skupiny platiny. Vyznačuje se stříbřitě bílým vzhledem s mírným nažloutlým nádechem a extrémní tvrdostí, což ho však činí velmi křehkým. Pyšní se druhou nejvyšší hustotou ze všech známých prvků, těsně za osmiem, a také velmi vysokým bodem tání přes 2400 °C. Jeho nejvýznamnější vlastností je mimořádná chemická odolnost. Je to nejvíce korozivzdorný kov, který odolává působení většiny kyselin, včetně lučavky královské, a to i za zvýšených teplot.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen z latinského slova „iris“, což znamená duha. Objevitel Smithson Tennant ho tak pojmenoval v roce 1803 kvůli pestré škále barev, které vytvářejí jeho soli v roztoku. Jméno odkazuje na Iris, řeckou bohyni duhy, která byla poslem bohů.

Základní údaje

Latinský název	Iridium
Slovenský název	Irídium
Skupina	Skupina 9 (VIII)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1802

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	77
Elektronegativita	2,2
Oxidační čísla	7
Ionizační energie	880
Atomový poloměr	136
Kovalentní poloměr	136
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s²

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	2446 °C
Teplota varu	4428 °C
Hustota	22,56 g/cm³

Objev

Objev iridia je datován do roku 1803 a je spojen se jménem anglického chemika Smithsona Tennanta. Tento objev učinil společně s osmiem při analýze nerozpustného zbytku, který zůstal po zpracování surové platiny lučavkou královskou. Tento tmavý, práškovitý materiál byl dlouho považován za grafit. Tennant však správně identifikoval přítomnost dvou nových prvků. Název „iridium“ odvodil od řecké bohyně duhy Iris, protože soli a sloučeniny tohoto nového prvku vykazovaly širokou škálu pestrých a živých barev. Tento název tak dokonale vystihoval vizuální charakteristiku jeho chemie.

Výskyt v přírodě

Iridium patří mezi nejvzácnější prvky v zemské kůře. V přírodě se obvykle nevyskytuje v ryzí formě, ale ve slitinách s jinými platinovými kovy, především s osmiem (jako osmiridium nebo iridosmium). Hlavní ložiska těchto rud se nacházejí v Jižní Africe, na ruském Uralu a v Kanadě. Zajímavostí je jeho vyšší koncentrace v meteoritech, což vysvětluje anomální iridiovou vrstvu na K-T hranici, která je dávána do souvislosti s vyhynutím dinosaurů. Komerčně se iridium nezískává přímou těžbou, ale jako vedlejší produkt při rafinaci niklových, měděných a platinových rud.

Využití

Slitiny iridia s platinou se využívají pro jejich extrémní tvrdost a odolnost, například v hrotech plnicích per, kompasových ložiscích nebo chirurgických nástrojích. Díky vysokému bodu tání je nenahraditelné při výrobě speciálních kelímků pro pěstování syntetických krystalů pro lasery a elektroniku. Jeho slitiny se nacházejí v prémiových zapalovacích svíčkách, kde prodlužují životnost. V chemickém průmyslu působí jako katalyzátor. V přírodě je jeho role především geologická; jeho anomálně vysoká koncentrace ve vrstvě známé jako K-Pg hranice je klíčovým důkazem dopadu masivního asteroidu před 66 miliony lety, který způsobil vymírání dinosaurů.

Sloučeniny

Iridium je extrémně chemicky odolné, a proto v přírodě tvoří sloučeniny jen velmi zřídka. Nejčastěji se vyskytuje v ryzí formě nebo v přírodních slitinách, například jako osmiridium. Člověkem vytvořené sloučeniny jsou však rozmanitější a technologicky významné. Patří mezi ně oxid iridičitý (IrO₂), používaný jako odolný povlak pro anody v průmyslové elektrolýze, a různé chloridy, jako je chlorid iriditý. Zvláště důležité jsou organokovové komplexy iridia, které nacházejí uplatnění jako vysoce účinné katalyzátory. Některé z těchto komplexů jsou také klíčové pro moderní technologii OLED displejů, kde slouží jako fosforeskující dopanty.

Zajímavosti

Iridium drží prvenství jako nejvíce korozivzdorný známý kov. Je natolik odolné, že ho nerozpouští ani lučavka královská, směs kyselin schopná rozpustit zlato a platinu. Zároveň je druhým nejhustším prvkem; krychle o hraně pouhých deseti centimetrů by vážila přes 22,5 kilogramu. Právě pro svou mimořádnou stabilitu a odolnost proti opotřebení byla jeho slitina s platinou (v poměru 10:90) zvolena pro výrobu původního mezinárodního prototypu metru a kilogramu, které byly uloženy v Paříži. Navzdory své pevnosti je v čisté formě velmi křehké a obtížně zpracovatelné.

Samarium (Sm) – chemický prvek

Samarium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Samarium (Sm) je chemický prvek patřící mezi lantanoidy, známé také jako kovy vzácných zemin. Je to poměrně tvrdý, stříbřitě bílý kov, který na vzduchu pomalu oxiduje a ztrácí lesk. Jeho protonové číslo je 62. V přírodě se nevyskytuje v čisté formě, ale získává se komerčně z minerálů jako monazit a bastnäsit, kde se nachází společně s dalšími lantanoidy. Má významné využití při výrobě silných permanentních magnetů (samarium-kobalt), v laserech a jako pohlcovač neutronů v jaderných reaktorech.

Vlastnosti

Samarium (Sm) je stříbrolesklý, středně tvrdý kov patřící do skupiny lanthanoidů s protonovým číslem 62. Vyznačuje se hustotou 7,52 g/cm³ a teplotou tání 1072 °C. Na vzduchu je relativně stálé, avšak pomalu oxiduje a pokrývá se nažloutlou vrstvou. Při zahřátí nad 150 °C se může samovolně vznítit. Reaguje s vodou za uvolnění vodíku a ochotně se rozpouští ve zředěných kyselinách. Vytváří sloučeniny převážně v oxidačním stavu +3, který je nejstabilnější, ale známé jsou i sloučeniny s oxidačním číslem +2. Je klíčovou složkou vysoce výkonných samarium-kobaltových permanentních magnetů.

Vznik názvu

Původ názvu samarium je jedinečný, protože jde o první chemický prvek pojmenovaný po skutečné osobě. Prvek byl pojmenován podle minerálu samarskit, ze kterého byl poprvé izolován. Samotný minerál získal své jméno na počest ruského důlního inženýra Vasilije Samarského-Bychovce, který k němu umožnil přístup.

Objev

Objev samaria je úzce spojen s francouzským chemikem Paulem-Émilem Lecoqem de Boisbaudranem. V roce 1879 při spektroskopické analýze minerálu samarskitu identifikoval dosud neznámé ostré absorpční čáry, které naznačovaly přítomnost nového prvku. Tento prvek pojmenoval právě po minerálu, který zkoumal. Samotný minerál samarskit získal své jméno již dříve na počest ruského důlního inženýra Vasilije Samarského-Bychovce, čímž se samarium stalo historicky prvním chemickým prvkem pojmenovaným po skutečné osobě. Izolaci relativně čistého oxidu samaria provedl až v roce 1901 další Francouz, Eugène-Anatole Demarçay, pomocí složité techniky frakční krystalizace.

Výskyt v přírodě

Samarium se v přírodě nevyskytuje jako volný prvek, nýbrž je vázané v minerálech společně s dalšími prvky vzácných zemin. Jeho průměrná koncentrace v zemské kůře dosahuje přibližně 6-8 ppm, což ho činí hojnějším než například cín. Hlavními komerčními zdroji jsou minerály monazit a bastnäsit, jejichž největší světová ložiska se nacházejí v Číně, USA a Austrálii. Získávání je technologicky náročné a vyžaduje separaci od chemicky velmi podobných lanthanoidů. K tomu se využívají moderní metody jako je iontová výměna a rozpouštědlová extrakce. Finální kovové samarium se připravuje elektrolýzou taveniny chloridu nebo metalotermickou redukcí jeho oxidu.

Využití

Samarium je klíčové pro výrobu silných permanentních magnetů typu samarium-kobalt (SmCo). Tyto magnety vynikají vysokou teplotní odolností, což je činí nepostradatelnými v motorech, senzorech a vojenských technologiích, kde neodymové magnety selhávají. Jeho izotop samarium-149 slouží jako pohlcovač neutronů v regulačních tyčích jaderných reaktorů, kde pomáhá řídit štěpnou reakci. V medicíně se radioaktivní samarium-153 využívá k léčbě bolesti způsobené rakovinou kostí. Dále nachází uplatnění jako katalyzátor v chemických procesech a v optickém skle pro absorpci infračerveného záření. V přírodě se volně nevyskytuje, je součástí minerálů jako monazit a bastnäsit.

Sloučeniny

Samarium nejčastěji tvoří sloučeniny v oxidačním stavu +3, které jsou typicky světle žluté. Nejběžnější uměle připravenou sloučeninou je oxid samar-itý (Sm₂O₃), výchozí látka pro výrobu čistého kovu i pro použití v optice a katalýze. V organické chemii je mimořádně důležitý jodid samar-natý (SmI₂), známý jako Kaganovo činidlo, který slouží jako silné redukční činidlo pro syntézu složitých molekul. Mezi další významné syntetické látky patří chlorid samar-itý nebo sulfid samar-natý. V přírodě se samarium vyskytuje výhradně ve sloučeninách, nikdy jako čistý prvek, a je přimíseno v komplexních minerálech, především v monazitu a bastnäsitu.

Zajímavosti

Jednou z nejpozoruhodnějších vlastností samaria je chování jeho izotopu 149 v jaderných reaktorech. Má extrémně vysokou schopnost pohlcovat neutrony, což z něj činí tzv. jaderný jed. Jeho nahromadění v reaktoru může po odstavení dočasně znemožnit jeho opětovné spuštění. Geologové využívají radioaktivní rozpad izotopu samaria-147 na neodym-143 k přesnému datování stáří prastarých hornin a meteoritů. Tato metoda Sm-Nd pomohla určit stáří nejstarších útvarů na Zemi. Chemicky je zajímavé svou schopností existovat ve stabilním oxidačním stavu +2, což je u lanthanoidů méně obvyklé.

Platina (Pt) – chemický prvek

Platinum | Periodická tabulka prvků

Úvod

Platina (Pt) je vzácný a ušlechtilý drahý kov. Vyznačuje se stříbřitě bílou barvou, vysokým leskem a mimořádnou hustotou. Tento kujný a tažný kov je extrémně odolný vůči korozi a vysokým teplotám. Její protonové číslo je 78 a v periodické tabulce se řadí do 10. skupiny mezi těžké platinové kovy. V přírodě se vyskytuje hlavně v ryzí formě. Získává se z platinových rud nebo jako vedlejší produkt při těžbě niklu a mědi, přičemž největší naleziště se nacházejí v Jihoafrické republice a Rusku.

Vlastnosti

Platina, chemická značka Pt a protonové číslo 78, je vzácný, ušlechtilý a mimořádně ceněný drahý kov. Vyznačuje se charakteristickou stříbřitě bílou barvou, vysokým leskem a jednou z nejvyšších hustot mezi všemi prvky. Je velmi tažná a kujná, což umožňuje její snadné zpracování do tenkých drátků nebo plíšků. Její bod tání je extrémně vysoký, dosahuje 1768 °C, a má také vynikající elektrickou vodivost. Z chemického hlediska je platina neobyčejně odolná vůči korozi a působení většiny kyselin i zásad. Rozpouští se pouze v horké lučavce královské. Její nejvýznamnější vlastností je však mimořádná katalytická aktivita, klíčová pro mnohé průmyslové aplikace.

Vznik názvu

Název platina pochází ze španělského výrazu „platina“, což je zdrobnělina slova „plata“ neboli stříbro. V překladu tedy znamená „stříbříčko“ či „malé stříbro“. Tento název jí dali španělští dobyvatelé v Jižní Americe, kteří ji považovali za bezcennou, nečistou příměs, která znehodnocovala stříbrné rudy a bránila jejich zpracování.

Základní údaje

Latinský název	Platinum
Slovenský název	Platina
Skupina	Skupina 10 (VIII)
Perioda	6
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	Šedo-stříbrný
Rok objevu	1738

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	78
Elektronegativita	2,28
Oxidační čísla	6
Ionizační energie	870
Atomový poloměr	139
Kovalentní poloměr	139
El. konfigurace	[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	1768 °C
Teplota varu	3825 °C
Hustota	21,45 g/cm³

Objev

Ačkoliv slitiny platiny využívaly již předkolumbovské civilizace v Jižní Americe pro výrobu artefaktů, pro evropský svět zůstala dlouho neznámá. První zmínky pocházejí od španělských dobyvatelů v 16. století, kteří na ni narazili v Kolumbii při rýžování zlata. Pohrdlivě ji nazvali „platina“, v překladu „stříbříčko“, neboť ji považovali za bezcennou a obtížně tavitelnou nečistotu. Do Evropy se dostala až v 18. století, kde vzbudila velký zájem alchymistů a vědců. Jako první ji podrobně popsal Antonio de Ulloa a jako samostatný prvek byla uznána v polovině 18. století.

Výskyt v přírodě

Platina je v zemské kůře extrémně vzácná, mnohem vzácnější než zlato. Vyskytuje se především v ryzí formě jako drobná zrnka či valounky v říčních náplavech, často ve slitině s dalšími kovy své skupiny. Většina světové produkce však pochází z primárních ložisek, kde je vázána v sulfidických rudách niklu a mědi. Zdaleka největším producentem je Jihoafrická republika, zejména z oblasti Bushveldského komplexu, následovaná Ruskem, Zimbabwe a Kanadou. Získávání platiny je mimořádně složitý a nákladný proces. Po vytěžení rudy následuje několikastupňová rafinace zahrnující drcení, flotaci, tavení a složité chemické procesy pro oddělení od ostatních drahých kovů.

Využití

Platina je proslulá svým využitím ve šperkařství pro svou odolnost a lesk, ale její klíčová role spočívá v průmyslu, zejména v automobilových katalyzátorech, kde přeměňuje škodlivé plyny na méně nebezpečné látky. Díky své chemické stálosti a vysokému bodu tání se uplatňuje v laboratorním vybavení, elektronice pro výrobu pevných disků a v medicíně jako součást kardiostimulátorů. V přírodě se vyskytuje převážně v ryzí formě, často ve slitinách s dalšími platinovými kovy. Biologickou funkci pro živé organismy nemá, je extrémně vzácná a její výskyt je vázán na specifické geologické formace.

Sloučeniny

Člověkem vytvořené sloučeniny platiny mají zásadní význam v medicíně, především cisplatina a její deriváty jako karboplatina, které patří mezi nejúčinnější cytostatika v onkologické léčbě. V průmyslu a laboratořích se využívá například kyselina hexachloroplatiničitá jako prekurzor pro výrobu katalyzátorů nebo Adamův katalyzátor pro hydrogenační reakce. V přírodě je tvorba sloučenin platiny vzácná, jelikož se většinou vyskytuje jako ryzí kov. Přesto existují minerály jako sperrylit, což je arsenid platiny, nebo cooperit, sulfid platiny, které představují její přirozeně se vyskytující sloučeniny v zemské kůře.

Zajímavosti

Platina je přibližně třicetkrát vzácnější než zlato a patří mezi nejhustší prvky; krychle o hraně pouhých 15 centimetrů by vážila zhruba 75 kilogramů. Většina platiny dostupné v zemské kůře má pravděpodobně mimozemský původ, dopravená na Zemi meteority po zformování zemského jádra, kam by se jinak tento těžký prvek propadl. Pro svou mimořádnou chemickou a fyzikální stálost byla její slitina s iridiem vybrána pro výrobu původního mezinárodního prototypu metru a kilogramu, které desítky let sloužily jako celosvětové etalony fyzikálních jednotek.