Chemické prvky Archivy - Strana 7 z 12

Tellur (Te) – chemický prvek

Úvod

Tellur (Te) je vzácný a křehký polokov. V krystalické formě se vyznačuje stříbřitě bílou barvou a výrazným kovovým leskem. Jeho protonové číslo je 52 a v periodické tabulce prvků patří do 16. skupiny mezi chalkogeny, společně se sírou a selenem. V přírodě se vyskytuje jen zřídka, a to především v minerálech zvaných telluridy, kde je vázán na zlato, stříbro či měď. Téměř veškerá světová produkce se získává jako vedlejší produkt při elektrolytické rafinaci mědi a olova z anodových kalů, kde se tellur hromadí.

Vlastnosti

Tellur (Te), polokov s protonovým číslem 52, je stříbrolesklý, velmi křehký prvek s výraznými polovodičovými vlastnostmi. Jeho hustota činí 6,24 g/cm³ a taje při teplotě 449,5 °C. Existuje v několika alotropických modifikacích, z nichž nejběžnější je kovová krystalická forma se šesterečnou mřížkou a amorfní hnědý prášek. Chemicky se řadí mezi chalkogeny, podobá se tedy síře a selenu, avšak vykazuje více kovový charakter. Ochotně reaguje s halogeny, koncentrovanými kyselinami a některými kovy za vzniku telluridů. Při požití se v těle metabolizuje na sloučeniny způsobující nepříjemný česnekový zápach dechu.

Vznik názvu

Název tellur pochází z latinského slova „tellus“, které v překladu znamená „Země“. Prvek takto pojmenoval v roce 1798 německý chemik Martin Heinrich Klaproth. Chtěl tak vytvořit symbolický protipól k prvku selen, jehož jméno bylo odvozeno od řeckého označení pro Měsíc.

Základní údaje

Latinský název	Tellurium
Slovenský název	Telúr
Skupina	Skupina 16 (VIA)
Perioda	5
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	stříbrošedá
Rok objevu	1782

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	52
Elektronegativita	2,1
Oxidační čísla	8
Ionizační energie	869,3
Atomový poloměr	135
Kovalentní poloměr	140
El. konfigurace	[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	450 °C
Teplota varu	988 °C
Hustota	6,24 g/cm³

Objev

Objev telluru je spjat s rakouským mineralogem Franzem-Josephem Müllerem von Reichensteinem, který v roce 1782 zkoumal neobvyklou zlatonosnou rudu z dolu v Transylvánii. Ruda vykazovala nízkou výtěžnost zlata a měla zvláštní vlastnosti, což Müllera vedlo k podezření na přítomnost neznámého prvku, který pracovně nazval „metallum problematicum“. Své výsledky publikoval, avšak plného uznání se mu dostalo až v roce 1798. Tehdy německý chemik Martin Heinrich Klaproth izoloval tento prvek, potvrdil jeho existenci a na počest naší planety jej pojmenoval tellurium z latinského slova „tellus“ (Země), přičemž Müllerovi přiznal prvenství objevu.

Výskyt v přírodě

Tellur patří mezi mimořádně vzácné prvky, jeho zastoupení v zemské kůře je srovnatelné s platinou či zlatem. V přírodě se jen zřídka vyskytuje v ryzí formě. Nejčastěji je vázán v minerálech zvaných telluridy, kde tvoří sloučeniny se zlatem, stříbrem, olovem či mědí, jako jsou například sylvanit nebo kalaverit. Komerční těžba těchto minerálů je však neekonomická. Prakticky veškerá světová produkce telluru proto pochází z anodických kalů, které vznikají jako vedlejší produkt při elektrolytické rafinaci mědi a olova. Z těchto komplexních směsí se následně izoluje složitými hydrometalurgickými postupy.

Využití

Tellur, křehký polokov, nachází široké uplatnění v moderních technologiích jako klíčová složka polovodičových materiálů, zejména pro výrobu termoelektrických článků, které přeměňují teplo na elektřinu. Sloučeniny jako telurid kademnatý jsou zásadní pro tenkovrstvé solární panely. V metalurgii zlepšuje obrobitelnost oceli a mědi a zvyšuje odolnost olova proti korozi. Přidává se také do gumy pro zvýšení její odolnosti a používá se k barvení skla a keramiky. V přírodě je jeho role omezená kvůli vzácnosti, avšak některé mikroorganismy, například určité bakterie, ho dokáží metabolizovat a redukovat jako obranný mechanismus.

Sloučeniny

V přírodě se tellur vyskytuje především ve formě minerálů zvaných teluridy, kde je vázán na drahé kovy. Mezi nejznámější patří kalaverit a sylvanit, které jsou významným zdrojem zlata, nebo hessit obsahující stříbro. Vzácněji se nachází jako oxid v minerálu teluritu. Člověk cíleně vyrábí širokou škálu sloučenin pro specifické účely. Nejdůležitější jsou syntetické teluridy jako telurid kademnatý (CdTe) pro fotovoltaiku a telurid bismutitý (Bi₂Te₃) pro termoelektrické chladiče. Dále existují oxid telluričitý (TeO₂), používaný ve speciálních optických sklech, a kyselina tellurová či plynný fluorid tellurový.

Zajímavosti

Jednou z nejvýraznějších vlastností telluru je jeho biologický účinek. I stopové množství, které se dostane do lidského těla, je metabolizováno na dimetyltelurid. Tato látka způsobuje intenzivní a velmi perzistentní česnekový zápach dechu a potu, který může přetrvávat i několik měsíců. Přestože nepatří mezi drahé kovy, jeho hojnost v zemské kůře je extrémně nízká, srovnatelná se zlatem. Jeho izotop tellur-128 drží rekord v neuvěřitelně dlouhém poločasu rozpadu, který je odhadován na více než bilionkrát delší dobu, než je současné stáří vesmíru.

Jod (I) – chemický prvek

Iodum | Periodická tabulka prvků

Úvod

Jod (I) je chemický prvek s protonovým číslem 53, patřící do skupiny halogenů. Za běžných podmínek má podobu tmavě fialové až šedé krystalické pevné látky s kovovým leskem. Jeho typickou vlastností je sublimace – při mírném zahřátí se mění přímo na fialové, dráždivé páry. V přírodě se nevyskytuje volně, získává se především ze solanek, které doprovázejí ropná ložiska, nebo z chilského ledku. Najdeme ho také v mořské vodě a hromadí se v mořských řasách. Pro lidské tělo je nezbytný pro správnou funkci štítné žlázy.

Vlastnosti

Jod, s chemickou značkou I a protonovým číslem 53, je prvek patřící do skupiny halogenů. Za normálních podmínek se jedná o pevnou, tmavě fialovou až černou krystalickou látku s výrazným kovovým leskem. Jeho nejcharakterističtější vlastností je sublimace; při zahřívání přechází přímo do plynného stavu, tvoříce husté, fialové a dráždivé páry. Ve vodě je jen málo rozpustný, jeho rozpustnost stoupá v přítomnosti jodidů. Velmi dobře se rozpouští v organických rozpouštědlech. Jako halogen je reaktivní, i když méně než chlor nebo brom, a působí jako oxidační činidlo. Tvoří sloučeniny v různých oxidačních stavech, nejčastěji jako jodid (-1). V přírodě se vyskytuje pouze jediný stabilní izotop, ¹²⁷I, avšak jeho radioaktivní izotopy, například ¹³¹I, nacházejí významné uplatnění v medicíně, zejména při diagnostice a léčbě onemocnění štítné žlázy. Je to esenciální stopový prvek pro živé organismy.

Vznik názvu

Název jodu pochází z řeckého slova „iodes“ (ἰοειδής), což v překladu znamená „fialový“. Odkazuje na charakteristickou barvu jeho par, které vznikají při zahřívání této pevné látky. Prvek objevil Bernard Courtois v roce 1811 a právě kvůli fialovým výparům navrhl jeho jméno chemik Gay-Lussac.

Základní údaje

Latinský název	Iodum
Slovenský název	Jód
Skupina	Skupina 17 (VIIA)
Perioda	5
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	tmavě fialová
Rok objevu	1811

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	53
Elektronegativita	2,66
Oxidační čísla	-1
Ionizační energie	1008,4
Atomový poloměr	130
Kovalentní poloměr	140
El. konfigurace	[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁵

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	114 °C
Teplota varu	184 °C
Hustota	4,93 g/cm³

Objev

Objevení jodu je spojeno s francouzským chemikem Bernardem Courtoisem v roce 1811. Během napoleonských válek pracoval v továrně na výrobu ledku, klíčové složky střelného prachu. Hlavní surovinou byl popel z mořských řas. Courtois si všiml, že měděné kádě, ve kterých zpracovával popel, rychle korodují. Jednoho dne při čištění přidal k popelu příliš koncentrovanou kyselinu sírovou. K jeho překvapení se okamžitě začaly uvolňovat husté fialové páry, které po ochlazení zkondenzovaly na tmavé lesklé krystaly. Uvědomil si, že se jedná o dosud neznámou látku. Název „jod“ pochází z řeckého slova „iodes“ znamenajícího fialový, který navrhl Joseph Louis Gay-Lussac právě kvůli barvě jeho par.

Výskyt v přírodě

Jod je v zemské kůře poměrně vzácný prvek. Není koncentrován ve velkých ložiscích, ale je rozptýlen v malých množstvích. Jeho nejvýznamnějším zdrojem jsou ložiska chilského ledku (caliche), kde se vyskytuje ve formě jodičnanu sodného. Dalším klíčovým zdrojem jsou podzemní solanky, které doprovázejí ložiska ropy a zemního plynu, zejména v Japonsku a USA, kde je přítomen jako jodid. V menší míře se nachází také v mořské vodě a je akumulován některými mořskými organismy, především řasami. Průmyslově se získává buď redukcí jodičnanů ze chilského ledku, například pomocí siřičitanů, nebo oxidací jodidů ze solanek, k čemuž se nejčastěji používá plynný chlor. Následně se surový jod čistí, obvykle sublimací.

Využití

Jod je nezbytný pro lidské zdraví i průmysl. Jeho nejznámější využití je jako antiseptikum a dezinfekce, například ve formě jodové tinktury pro ošetření ran nebo tablet pro čištění vody. V medicíně je klíčový pro správnou funkci štítné žlázy, proto se preventivně přidává do kuchyňské soli, aby se předešlo onemocněním jako je struma. Dále se využívá jako kontrastní látka při rentgenových vyšetřeních a v chemickém průmyslu. V přírodě se hromadí v mořských řasách, které jsou jeho významným zdrojem, a je nepostradatelný pro metabolismus mnoha mořských i suchozemských organismů.

Sloučeniny

Jod tvoří širokou škálu sloučenin. Mezi nejznámější anorganické patří jodid draselný (KI), který se přidává do soli a slouží jako ochrana před radioaktivním jodem, a jodid sodný (NaI), využívaný v detektorech záření. Pro dezinfekci se často používá povidon-jod, komplex jodu s polymerem. V přírodě jsou klíčové organické sloučeniny, především hormony štítné žlázy jako tyroxin a trijodtyronin, které řídí metabolismus obratlovců. V mořské vodě se vyskytuje převážně jako jodidový anion a v zemské kůře ho lze nalézt v minerálech v chilském ledku.

Zajímavosti

Jod je za normálních podmínek tmavě šedá pevná látka s kovovým leskem, která jako jediný stabilní halogen v pevném skupenství snadno sublimuje. Při zahřátí se nemění na kapalinu, ale přímo na fialový, dráždivý plyn. Tato barva je velmi charakteristická. Dalším typickým projevem je jeho reakce se škrobem, se kterým tvoří intenzivně modročerný komplex, což se využívá v analytické chemii. Existují i jeho radioaktivní izotopy; například jod-131 je produktem jaderného štěpení, ale zároveň se využívá k léčbě onemocnění štítné žlázy.

Xenon (Xe) – chemický prvek

Xenon | Periodická tabulka prvků

Úvod

Xenon (Xe) je chemický prvek s protonovým číslem 54. Řadí se mezi vzácné plyny do 18. skupiny periodické tabulky. Za normálních podmínek je to bezbarvý, velmi těžký plyn bez chuti a zápachu. Pokud je vystaven elektrickému výboji, například ve výbojkách, září charakteristickým, jasně modrofialovým světlem. V zemské atmosféře se vyskytuje pouze ve stopovém množství a pro komerční účely je získáván jako vedlejší produkt při frakční destilaci zkapalněného vzduchu. Pro svou nízkou reaktivitu se využívá například v osvětlovací technice, laserech nebo jako anestetikum.

Vlastnosti

Xenon, chemická značka Xe a protonové číslo 54, je vzácný plyn patřící do 18. skupiny periodické tabulky prvků. Za standardních podmínek se jedná o bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je však pozoruhodně hustý, přibližně 5,3krát hustší než zemský vzduch. Ačkoliv byl dlouho považován za absolutně nereaktivní, v roce 1962 se podařilo syntetizovat jeho první sloučeninu. Od té doby bylo prokázáno, že může tvořit chemické vazby především s vysoce elektronegativními prvky jako fluor a kyslík. V elektrickém výboji září intenzivním, jasně modrým až levandulovým světlem, což se využívá v osvětlovací technice.

Vznik názvu

Původ názvu xenon pochází z řeckého slova ‚xenos‘ (ξένος), které v překladu znamená ‚cizí‘ nebo ‚cizinec‘. Objevitelé William Ramsay a Morris Travers tak prvek pojmenovali, protože ho našli jako neznámou, ‚cizí‘ stopovou složku, která zbyla po oddělení argonu a kryptonu ze zkapalněného vzduchu.

Základní údaje

Latinský název	Xenon
Slovenský název	Xenón
Skupina	Skupina 18 (VIIIA)
Perioda	5
Skupenství (20°C)	Plynné
Barva	bezbarvý
Rok objevu	1898

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	54
Elektronegativita	2,6
Oxidační čísla	0, +2, +4, +6, +8
Ionizační energie	1170,4
Atomový poloměr	108
Kovalentní poloměr	–
El. konfigurace	[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁶

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	-112 °C
Teplota varu	-108 °C
Hustota	0,0059 g/cm³

Objev

Objev xenonu je spjat se jmény skotského chemika Williama Ramsaye a jeho anglického kolegy Morrise Traverse, kteří jej izolovali v roce 1898. Po úspěšné izolaci argonu, neonu a kryptonu z kapalného vzduchu se zaměřili na nejtěžší frakci, kde nalezli nový, dosud neznámý plyn. Kvůli jeho cizorodosti a nečekanému výskytu ho pojmenovali „xenon“ podle řeckého slova „xenos“, což v překladu znamená cizí, cizinec nebo host. Zásadní zlom v chápání jeho vlastností nastal až v roce 1962, kdy chemik Neil Bartlett připravil první stabilní sloučeninu vzácného plynu, čímž vyvrátil mýtus o jejich absolutní netečnosti.

Výskyt v přírodě

Xenon je jedním z nejvzácnějších stabilních prvků na Zemi, jehož primárním zdrojem je zemská atmosféra. Zde se nachází ve stopovém množství, s koncentrací přibližně jedné částice na jedenáct a půl milionu částic vzduchu. Komerčně se získává výhradně jako vedlejší produkt při velkovýrobě kapalného kyslíku a dusíku metodou frakční destilace zkapalněného vzduchu. Díky svému vysokému bodu varu ve srovnání s ostatními plyny zůstává xenon v kapalné frakci a je následně oddělen v posledních stupních destilačního procesu. Tato energeticky velmi náročná a komplexní procedura činí z xenonu mimořádně drahý komerční plyn.

Využití

Xenon nachází široké uplatnění v moderních technologiích. Díky své schopnosti produkovat intenzivní, dennímu světlu podobné bílé světlo, je klíčovou součástí xenonových výbojek v automobilových světlometech, filmových projektorech a fotografických blescích. V medicíně slouží jako vysoce účinné a bezpečné inhalační anestetikum s rychlým nástupem i odezněním účinku. V kosmickém průmyslu je využíván jako palivo pro iontové motory satelitů a sond, kde umožňuje efektivní a dlouhodobý pohon. V přírodě se vyskytuje v atmosféře jen ve stopovém množství a jeho izotopy slouží vědcům jako důležitý nástroj pro datování meteoritů a hornin.

Sloučeniny

Ačkoliv byl xenon dlouho považován za zcela inertní, vědci v laboratořích připravili celou řadu jeho sloučenin, zejména po přelomovém objevu v roce 1962. Nejběžnější jsou fluoridy jako difluorid, tetrafluorid a hexafluorid xenonu, které jsou extrémně silnými oxidačními a fluoračními činidly. Existují také nestabilní a výbušné oxidy, například oxid xenonový, a komplexnější oxyfluoridy. V přírodě na Zemi se xenonové sloučeniny přirozeně nevyskytují kvůli jeho nízké reaktivitě. Vědecké modely však naznačují, že za extrémních tlaků v jádru planet by mohl tvořit stabilní sloučeniny například s železem.

Zajímavosti

Vdechnutí malé směsi xenonu s kyslíkem způsobí dočasné a dramatické zhlubnutí hlasu, což je opačný jev k efektu helia a je dán vysokou hustotou plynu, která zpomaluje rychlost zvuku. V jaderných reaktorech je izotop xenon-135 vedlejším produktem štěpení a působí jako takzvaný neutronový jed, protože silně pohlcuje neutrony a může zkomplikovat nebo i dočasně zastavit řetězovou reakci. Díky své vysoké atomové hmotnosti je také jedním z nejlepších propelentů pro iontové pohony vesmírných sond, kde dosahuje vysoké účinnosti paliva.

Cesium (Cs) – chemický prvek

Caesium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Cesium (Cs) je extrémně reaktivní a měkký kov, který je pro svůj stříbřitě zlatavý vzhled vizuálně unikátní. Jeho protonové číslo je 55 a v periodické tabulce ho najdeme v 1. skupině mezi alkalickými kovy, kam patří i sodík nebo draslík. Je tak měkký, že by se dal krájet nožem, a jeho teplota tání je pouhých 28,5 °C, takže v horkém letním dni by byl tekutý. V přírodě ho kvůli jeho bouřlivé reaktivitě s kyslíkem a vodou nikdy nenajdeme v čisté formě. Získává se především z minerálu pollucitu.

Vlastnosti

Cesium, s chemickou značkou Cs a protonovým číslem 55, je nejměkčí a nejreaktivnější ze všech alkalických kovů. Jedná se o stříbrolesklý kov se zřetelným zlatavým nádechem, který má extrémně nízký bod tání, pouhých 28,5 °C, což znamená, že může být tekuté i za teplejšího letního dne. Jeho mimořádná reaktivita se projevuje okamžitou a explozivní reakcí s vodou za vzniku hydroxidu cesného a vodíku. Vyznačuje se nejnižší elektronegativitou ze všech stabilních prvků, což z něj činí nejsilnější redukční činidlo. Své sloučeniny barví plamen charakteristicky do fialova. Kvůli reaktivitě se musí skladovat v inertní atmosféře.

Vznik názvu

Název prvku pochází z latinského slova „caesius“, což v překladu znamená nebesky modrý. Bylo pojmenováno svými objeviteli, Robertem Bunsenem a Gustavem Kirchhoffem, v roce 1860. Důvodem byly dvě charakteristické, jasně modré čáry, které identifikovali při spektrální analýze minerální vody, v níž prvek objevili.

Objev

Objev cesia je neoddělitelně spjat s vývojem spektrální analýzy. V roce 1860 němečtí vědci Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff analyzovali minerální vodu z německého Dürkheimu pomocí jimi vyvinutého spektroskopu. Ve spektru pozorovali dvě charakteristické, jasně modré čáry, které neodpovídaly žádnému dosud známému prvku. Na základě této barvy prvek pojmenovali cesium, odvozeně z latinského slova ‚caesius‘, což znamená ‚nebesky modrý‘. I když prvek objevili, čisté kovové cesium se podařilo izolovat až v roce 1882 Carlu Setterbergovi pomocí elektrolýzy roztaveného kyanidu cesného, čímž potvrdili jeho existenci.

Výskyt v přírodě

Cesium je v zemské kůře poměrně vzácným prvkem a nevyskytuje se v ryzí formě. Jeho hlavním a komerčně nejvýznamnějším zdrojem je minerál pollucit, což je zeolit obsahující cesium, sodík a hliník. V menších koncentracích se nachází také v lepidolitu a karnalitu, kde často doprovází rubidium. Největší světová ložiska pollucitu se nacházejí v Kanadě, Zimbabwe a Namibii. Získávání kovového cesia je složitý proces. Po rozkladu rudy kyselinami a oddělení nečistot se finální krok provádí redukcí chloridu cesného kovovým vápníkem nebo bariem ve vakuu při vysokých teplotách.

Využití

Cesium má zásadní technologický význam, nejznámější je jeho využití v atomových hodinách, které s neuvěřitelnou přesností definují sekundu a jsou klíčové pro globální navigační systémy jako GPS. Díky své vysoké citlivosti na světlo se uplatňuje ve fotonásobičích a starších typech fotoelektrických článků. V průmyslu slouží jako účinný katalyzátor. Jeho hustá a ekologicky šetrná sloučenina, formiát cesný, se používá ve vrtných kapalinách pro těžbu ropy v extrémních podmínkách. Radioizotop cesium-137 nachází uplatnění v radioterapii a průmyslových měřičích. V přírodě se cesium volně nevyskytuje, je přítomno v minerálu polucitu.

Sloučeniny

Člověkem vyrobené sloučeniny cesia mají vysoce specifická využití. Chlorid cesný slouží v molekulární biologii k oddělování molekul DNA pomocí ultracentrifugace. Jodid a fluorid cesný jsou klíčové materiály pro scintilační detektory, které převádějí neviditelné ionizující záření na světelné záblesky, využívané v lékařské diagnostice a fyzice vysokých energií. Uhličitan cesný je ceněná silná báze v organické syntéze. Extrémně reaktivní hydroxid cesný platí za nejsilnější známou zásadu, schopnou agresivně leptat i sklo. V přírodě se cesium primárně vyskytuje vázané v minerálu polucitu, což je komplexní hlinitokřemičitan cesia.

Zajímavosti

Cesium patří mezi pět kovových prvků, které jsou za pokojové teploty či mírně nad ní v kapalném stavu. Jeho bod tání činí pouhých 28,5 °C, takže by na horký letní den nebo v lidské ruce roztálo na zlatavou kapalinu. Je to nejměkčí ze všech kovových prvků, na Mohsově stupnici tvrdosti má hodnotu jen 0,2. Jeho reakce s vodou je natolik bouřlivá, že exploduje i při kontaktu s ledem o teplotě -116 °C. Právě stabilní izotop cesium-133 slouží jako základ mezinárodní definice sekundy od roku 1967.

Molybden (Mo) je přechodný kov s protonovým číslem 42, nacházející se v 6. skupině periodické tabulky. Vyznačuje se stříbřitě bílou barvou, vysokým leskem a mimořádnou tvrdostí. Jeho klíčovou vlastností je extrémně vysoký bod tání, který činí přibližně 2623 °C, což je jedna z nejvyšších hodnot mezi všemi prvky. Díky tomu si zachovává pevnost i za extrémních teplot. Má také nízký koeficient tepelné roztažnosti a dobrou tepelnou vodivost. Chemicky je poměrně pasivní, odolává korozi a většině kyselin za běžných podmínek. Vytváří sloučeniny v mnoha oxidačních stavech, přičemž nejstabilnější jsou +4 a +6.

Vznik názvu

Název prvku pochází ze starořeckého slova *molybdos*. Tento termín, znamenající „podobný olovu“, se původně používal pro různé měkké a tmavé minerály, které zanechávaly stopu, jako je grafit nebo galenit. Ruda molybdenit byla s těmito látkami dlouho zaměňována, a tak po nich prvek získal své jméno.

Základní údaje

Latinský název	Molybdenum
Slovenský název	Molybdén
Skupina	Skupina 6 (VIB)
Perioda	5
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	stříbrobílý
Rok objevu	1778

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	42
Elektronegativita	2,16
Oxidační čísla	6
Ionizační energie	684
Atomový poloměr	145
Kovalentní poloměr	154
El. konfigurace	[Kr] 4d⁵ 5s¹

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	2623 °C
Teplota varu	4639 °C
Hustota	10,22 g/cm³

Objev

Historie molybdenu je spojena s dlouhodobou záměnou jeho hlavní rudy, molybdenitu, za grafit či olověnou rudu galenit. Odtud pochází i jeho název z řeckého slova „molybdos“, znamenajícího olovo. Teprve v roce 1778 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele definitivně prokázal, že molybdenit obsahuje nový, dosud neznámý prvek. Podařilo se mu z něj izolovat oxid, tzv. kyselinu molybdenovou, ale čistý kov nezískal. To se povedlo až o tři roky později, v roce 1781, jeho kolegovi Peteru Jacobu Hjelmovi, který provedl redukci oxidu uhlíkem a získal tak první vzorek kovového molybdenu.

Výskyt v přírodě

V přírodě se molybden nevyskytuje jako ryzí kov, ale pouze ve sloučeninách. Jeho zdaleka nejdůležitějším a nejčastějším zdrojem je minerál molybdenit (MoS₂), který se typicky nachází v ložiscích porfyrových měděných rud. Z tohoto důvodu je produkce molybdenu často vedlejším produktem těžby mědi. Mezi největší světové producenty patří Čína, USA a Chile. Samotné získávání začíná obohacením rudy flotací. Vzniklý koncentrát molybdenitu se následně praží za vysokých teplot, čímž se sulfid přemění na oxid molybdenový (MoO₃). Kovový molybden se pak vyrábí redukcí tohoto oxidu, obvykle vodíkem nebo hliníkem.

Využití

Molybden je pro člověka klíčovým legujícím prvkem, který se přidává do ocelí pro zvýšení jejich pevnosti, tvrdosti, odolnosti vůči korozi a vysokým teplotám, z nichž se vyrábí nástroje, součásti motorů a potrubí. Jeho sloučeniny slouží jako vysoce účinné pevné mazivo a jako katalyzátory v ropném průmyslu. V přírodě je molybden nepostradatelným stopovým prvkem pro většinu organismů. Je centrálním atomem v enzymu nitrogenáza, který umožňuje bakteriím v půdě vázat vzdušný dusík, což je naprosto zásadní proces pro koloběh živin v ekosystémech a růst rostlin.

Sloučeniny

V přírodě se molybden nejčastěji vyskytuje jako minerál molybdenit (sulfid molybdeničitý, MoS₂), který má kovový lesk a je hlavním zdrojem pro jeho těžbu. V půdě a vodě je přítomen jako rozpustný molybdenanový anion (MoO₄²⁻), který přijímají rostliny. Člověk z molybdenitu pražením vyrábí oxid molybdenový (MoO₃), jenž je základem pro výrobu feromolybdenu pro ocelárny nebo čistého kovu. Synteticky se připravují i další sloučeniny, jako je disilicid molybdenu pro vysokoteplotní topná tělesa, karbidy pro extra tvrdé povlaky nebo amonné molybdenany používané v analytické chemii.

Zajímavosti

Molybden patří mezi žáruvzdorné kovy s jedním z nejvyšších bodů tání ze všech prvků, přesahujícím 2600 °C, a má také velmi nízkou tepelnou roztažnost. V biologii je známý jeho antagonismus s mědí; nadbytek molybdenu v pastvě může u přežvýkavců, jako jsou ovce a skot, vyvolat sekundární nedostatek mědi se závažnými zdravotními následky. Jeho radioizotop molybden-99 je nepostradatelný v nukleární medicíně jako zdroj pro generátory technecia-99m, což je celosvětově nejpoužívanější radiofarmakum pro diagnostická zobrazení orgánů, například srdce, mozku nebo ledvin.

Cer (Ce) – chemický prvek

Cerium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Cer (chemická značka Ce) je stříbřitě bílý, měkký a kujný kov. S protonovým číslem 58 se řadí mezi lanthanoidy a je nejhojnějším prvkem ze skupiny kovů vzácných zemin. Na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí svůj lesk. Je také pyroforický, což znamená, že jeho jemné piliny se mohou na vzduchu samovolně vznítit. V přírodě se nenachází v čisté formě, ale získává se hlavně z minerálů monazitu a bastnäsitu. Využívá se například v katalyzátorech, lešticích prostředcích nebo jako součást slitiny pro kamínky do zapalovačů.

Vlastnosti

Cer (Ce), s protonovým číslem 58, je stříbřitě bílý, měkký, kujný a tažný kov, který patří mezi lanthanoidy. Na vzduchu je nestálý, rychle oxiduje a ztrácí svůj kovový lesk. Je vysoce reaktivní a projevuje pyroforické vlastnosti, což znamená, že může při poškrábání nebo zahřátí samovolně vzplanout. S vodou reaguje za uvolňování vodíku. Vyznačuje se dvěma stabilními oxidačními stavy: +3 (ceritý) a unikátním +4 (ceričitý), díky němuž jsou jeho sloučeniny silnými oxidačními činidly. Je nejrozšířenějším prvkem vzácných zemin v zemské kůře.

Vznik názvu

Název prvku je odvozen od trpasličí planety Ceres, která byla objevena pouhé dva roky před samotným prvkem, v roce 1801. Tato planeta nese jméno po římské bohyni úrody a zemědělství Cerery. Objevitelé prvku, Berzelius a Hisinger, se tak inspirovali touto významnou astronomickou událostí své doby.

Objev

Objev ceru se datuje do roku 1803, kdy byl nezávisle identifikován švédskými vědci Jönsem Jacobem Berzeliem a Wilhelmem Hisingerem a německým chemikem Martinem Heinrichem Klaprothem. Objevili jej v minerálu cerit, pocházejícím z dolu Bastnäs ve Švédsku. Nový prvek byl pojmenován podle trpasličí planety Ceres, která byla spatřena jen o dva roky dříve. Původně však izolovali pouze jeho oxid, zvaný ceria. Teprve později Carl Gustaf Mosander zjistil, že ceria obsahuje i další prvky, a položil základy jejich separace. Čistý kovový cer byl připraven až o mnoho let později.

Výskyt v přírodě

Cer je nejhojnějším prvkem vzácných zemin, v zemské kůře je zastoupen více než olovo či cín. Nikdy se nevyskytuje v elementární formě, vždy je vázán v minerálech spolu s dalšími lanthanoidy. Jeho hlavními průmyslovými zdroji jsou monazitové a bastnäsitové písky, které se těží především v Číně, USA a Austrálii. Proces získávání začíná drcením rudy a loužením. Klíčovým a náročným krokem je separace jednotlivých lanthanoidů od sebe. U ceru se využívá jeho schopnosti oxidovat na oxidační stupeň +4, což umožňuje jeho selektivní vysrážení z roztoku.

Využití

Cer, nejhojnější prvek vzácných zemin, nachází široké uplatnění v moderních technologiích. Jeho slitina, známá jako mischmetal, je klíčovou součástí kamínků do zapalovačů díky své pyroforické vlastnosti. Oxid ceričitý slouží jako vysoce účinné leštidlo pro precizní optiku a sklo, a je nepostradatelný v automobilových katalyzátorech, kde pomáhá snižovat emise škodlivých plynů. Přidává se také do speciálních skel pro absorpci UV záření. V přírodě se cer nevyskytuje v čisté formě, ale je součástí minerálů jako monazit a bastnäsit, které tvoří jeho hlavní komerční zdroje.

Sloučeniny

Nejvýznamnější uměle vyráběnou sloučeninou je oxid ceričitý (CeO₂), žlutobílý prášek s klíčovou rolí v katalýze a jako abrazivo. Dalšími syntetickými sloučeninami jsou například chlorid ceritý, používaný v organické chemii, a síran ceričitý, silné oxidační činidlo v analytické chemii. V přírodě cer netvoří jednoduché sloučeniny, ale je součástí komplexních minerálních struktur. Jeho primárními zdroji jsou minerály monazit, což je v podstatě fosforečnan lanthanoidů, a bastnäsit, což je fluorouhličitan lanthanoidů. V těchto minerálech je cer vždy přítomen ve směsi s dalšími prvky vzácných zemin.

Zajímavosti

Cer je fascinující svou pyroforickou povahou; jemné piliny jeho slitiny se na vzduchu samovolně vznítí, což je princip fungování kamínků v zapalovačích. Přestože je klasifikován jako prvek vzácných zemin, je paradoxně hojnější v zemské kůře než běžné kovy jako olovo či měď. Chemicky je unikátní mezi lanthanoidy díky své schopnosti existovat ve dvou stabilních oxidačních stavech, +3 a +4. Tato vlastnost mu propůjčuje významné katalytické a oxidační schopnosti, které jsou klíčové pro jeho průmyslové využití. Jeho oxid se také využívá v samočistících troubách jako katalyzátor rozkladu zbytků jídla.

Technecium (Tc) – chemický prvek

Technetium | Periodická tabulka prvků

Úvod

Technecium (Tc) je radioaktivní kovový prvek s protonovým číslem 43. V periodické tabulce se řadí do 7. skupiny mezi přechodné kovy. Je to stříbrošedý kov, který je zároveň nejlehčím prvkem, jenž nemá žádné stabilní izotopy. Na Zemi se v přírodě prakticky nenachází, protože všechny jeho formy rychle podléhají radioaktivnímu rozpadu. Získává se téměř výhradně uměle jako vedlejší produkt štěpení uranu v jaderných reaktorech. Malá množství byla detekována také ve spektrech některých hvězd. Jeho hlavní využití je v nukleární medicíně.

Vlastnosti

Technecium (Tc) je stříbrošedý, krystalický radioaktivní kov s protonovým číslem 43, nacházející se v 7. skupině periodické tabulky. Je to nejlehčí prvek, který nemá žádné stabilní izotopy. Jeho chemické vlastnosti jsou přechodné mezi manganem a rheniem, přičemž tvoří sloučeniny v různých oxidačních stavech, nejčastěji +4 a +7. Pomalu se pokrývá vrstvou oxidu na vlhkém vzduchu a rozpouští se v kyselině dusičné. Nejstabilnějším izotopem je Tc-98 s poločasem rozpadu přes čtyři miliony let. V praxi, zejména v nukleární medicíně, je nejdůležitější metastabilní izotop Tc-99m s poločasem rozpadu pouhých šest hodin. Tento izotop emituje gama záření, což je ideální pro diagnostické zobrazování.

Vznik názvu

Název technecium je odvozen z řeckého slova „technetos“ (τεχνητός), což v překladu znamená „umělý“. Prvek byl takto pojmenován, protože se stal historicky prvním prvkem, který byl připraven uměle v laboratoři a nebyl do té doby v přírodě nikdy spolehlivě pozorován.

Základní údaje

Latinský název	Technetium
Slovenský název	Technécium
Skupina	Skupina 7 (VIIB)
Perioda	5
Skupenství (20°C)	Pevné
Barva	stříbrošedý
Rok objevu	1937

Atomové vlastnosti

Protonové číslo	43
Elektronegativita	1,3
Oxidační čísla	7
Ionizační energie	?
Atomový poloměr	136
Kovalentní poloměr	136
El. konfigurace	[Kr] 4d⁵ 5s¹

Fyzikální vlastnosti

Teplota tání	2430 °C
Teplota varu	4877 °C
Hustota	11,5 g/cm³

Objev

Existenci prvku s protonovým číslem 43 předpověděl Dmitrij Mendělejev, který pro něj nechal ve své tabulce volné místo a nazval ho eka-mangan. Po několika neúspěšných pokusech jiných vědců bylo jeho objevení potvrzeno až v roce 1937. Italským fyzikům Carlu Perrierovi a Emiliu Segrèmu se podařilo tento prvek jednoznačně identifikovat ve vzorku molybdenové fólie. Ta byla předtím bombardována jádry deuteria v cyklotronu v Berkeley. Technecium se tak stalo vůbec prvním prvkem připraveným uměle, což odráží i jeho název odvozený z řeckého slova „technētos“, znamenající umělý.

Výskyt v přírodě

Technecium se na Zemi přirozeně vyskytuje jen v naprosto nepatrných, stopových množstvích, což je dáno absencí stabilních izotopů. Jeho přítomnost je vázána na uranové rudy, jako je smolinec, kde vzniká jako produkt samovolného štěpení jader uranu-238. Množství je však tak malé, že komerční těžba je neekonomická. Překvapivě bylo jeho spektrum detekováno v některých typech hvězd, což potvrdilo procesy nukleosyntézy ve vesmíru. Prakticky veškeré dostupné technecium se dnes získává uměle jako vedlejší produkt štěpení uranu-235 v jaderných reaktorech a následnou izolací z vyhořelého paliva.

Využití

Hlavní využití technecia spočívá v nukleární medicíně, konkrétně jeho metastabilní izotop technecium-99m. Tento izotop je základním kamenem diagnostického zobrazování, kde slouží jako stopovač v radiofarmakách. Po aplikaci pacientovi se hromadí v cílových orgánech, jako jsou kosti, srdce, mozek, štítná žláza či plíce. Jeho záření gama je detekováno speciální kamerou, která vytváří detailní obraz funkce daného orgánu. Díky krátkému poločasu rozpadu je radiační zátěž pro pacienta minimální. V přírodě tento prvek prakticky žádné využití nemá, jelikož je extrémně vzácný a nemá žádnou známou biologickou funkci.

Sloučeniny

Člověkem vytvořené sloučeniny technecia jsou téměř výhradně komplexní látky určené pro lékařskou diagnostiku. Výchozí formou je obvykle pertechnetanový anion [TcO₄]⁻, získávaný z generátorů. Ten se následně chemicky naváže na specifické organické molekuly, takzvané ligandy, které zajistí jeho transport a akumulaci v požadovaném orgánu. Vznikají tak radiofarmaka jako Tc-sestamibi pro srdce nebo Tc-medronát pro kosti. Anorganické sloučeniny, například oxid technecistý, slouží spíše jako laboratorní prekurzory. V přírodě se jeho sloučeniny přirozeně netvoří kvůli absenci prvku. V kontaminovaném prostředí by však existoval jako mobilní pertechnetan.

Zajímavosti

Jedná se o nejlehčí prvek periodické tabulky, který nemá žádný stabilní izotop, což z něj činí unikát. Všechny prvky s nižším protonovým číslem mají alespoň jeden. Astronomicky je fascinující, protože jeho přítomnost v spektru některých hvězd typu červených obrů byla prvním přímým důkazem, že hvězdy syntetizují těžší prvky. Vzniká jako významný produkt štěpení uranu a plutonia, a proto se hromadí v jaderných reaktorech a představuje klíčovou složku vyhořelého paliva. Jeho izotop Tc-99 s poločasem rozpadu 211 000 let je dlouhodobým environmentálním rizikem.