Монетни метали — Група 11: мед, сребро, злато и рентгений
Открий историята и свойствата на монетните метали — мед, сребро, злато и редкия рентгений: използване, стойност и ролята им в монетосеченето.
Елемент от група 11 е един от елементите от група 11 (по IUPAC) в периодичната таблица, състояща се главно от преходни метали, които традиционно се наричат „монетни метали“ – мед (Cu), сребро (Ag) и злато (Au). Рентгеният (Rg) принадлежи към тази група въз основа на своята електронна конфигурация, но е краткоживещ трансактинид с период на полуразпад 22,8 секунди и е наблюдаван единствено в лабораторни условия. Названието „монетни метали“ често се използва в обикновения език за тези елементи, но в различни епохи и култури за монети са използвани и други метали, включително алуминий, олово, никел, неръждаема стомана и цинк.
Физични и химични свойства
Медът, среброто и златото споделят няколко общи характеристики, които ги правят подходящи за монети и приложения в бижутерията и електрониката:
- Висока електропроводимост: среброто е най-добрият електропроводник сред металите, следвано от меда; златото също е отличен проводник и не корозира лесно.
- Добра пластичност и ковкост: тези метали могат да се коват и изтеглят в тънки листове и филаменти.
- Устойчивост на корозия: златото е химически най-инертно, среброто и медта окисляват по-лесно, но оксидните и сулфидни слоеве могат да защитят повърхността.
- Химични степени на окисление: типично +1 и +2 в различни съединения (напр. Cu(I), Cu(II), Ag(I), Au(I), Au(III)).
Приложения извън монетосеченето
Поради комбинирания набор от свойства, тези елементи имат широка употреба:
- Електроника и свързване: мед за проводници, печатни платки и кабели; златото за контактни покрития поради своята устойчивост на корозия; среброто в пасти за проводящи пътеки и в оптически приложения.
- Бижутерия и инвестиции: златото и среброто се използват за украшения и като резервна стойност; златото е предпочитано заради дълготрайната си устойчивост и естетика.
- Медицински и антибактериални свойства: среброто и медът имат известни антибактериални ефекти и се използват в покрития, повърхности и медицински изделия.
- Катализатори и химична промишленост: съединения на меда, среброто и златото имат приложения в катализата и органичния синтез.
История на монетосеченето и сплави
От древността до 20-ти век златото и среброто са служили като стандарт за стойност и за изработка на монети заради устойчивостта и относителната рядкост. Медта също е използвана за по-малки номинали. С течение на времето икономическите и технологичните фактори налагат промени в материалите:
- Чистота и сплави: традиционни сплави включват бронз (мед + калай), месинг (мед + цинк), а за сребърни монети често се използва sterling silver (92,5% Ag). Много исторически „сребърни“ монети са имали по-нисък процент чисто сребро (напр. 90%).
- Модерни монети: заради разходите и износоустойчивостта, съвременните монети масово се изработват от сплави като купроникел, алуминиево-бронзови сплави или покрития върху основи от по-евтини метали.
- Промени поради цена и сигурност: по-високите цени на благородните метали и нуждата от устойчиви, трудно фалшификуеми материали доведоха до широкото използване на никел, цинк и неръждаема стомана за монети.
Рентгений (Rg) — научно значение
Рентгеният е синтезиран елемент с атомен номер 111 и не се среща в природата в макроскопично количество. Той е включен в група 11 поради прогнозирана електронна конфигурация, аналогична на Cu, Ag и Au, но неговите радиационни и кратковременни свойства означават, че няма практическо приложение извън фундаменталните изследвания. Изучаването на такива трансактиниди помага за разбирането на ядрена структура, свързване и разширяване на периодичната таблица.
Добив, рециклиране и устойчивост
Медът, среброто и златото се добиват от рудни залежи (руди, вторични извори като електронни отпадъци) и често се рециклират поради икономическите и екологичните ползи. Съвременното монетосечене и индустриалните приложения се стремят към баланс между разходи, дълготрайност и въздействие върху околната среда, като рециклирането на електронни отпадъци става все по-важна суровинна ниша за тези метали.
Заключение: Група 11 съдържа ключови метали с отлични физични и химични свойства, които обясняват тяхната историческа и съвременна роля в монетосеченето, бижутерията, електрониката и индустрията. Въпреки че терминът „монетни метали“ обобщава Cu, Ag и Au, практическите материали за монети включват широк спектър от други метали и сплави в отговор на технологични и икономически изисквания.
История
Всички елементи от групата, с изключение на рентгена, са познати още от праисторически времена, тъй като всички те се срещат в метална форма в природата и за получаването им не е необходимо да се използва добивна металургия.
Характеристики
Подобно на други групи, членовете на това семейство показват закономерности в електронната си конфигурация, особено в най-външните обвивки, което води до тенденции в химичното поведение:
| Z | Брой електрони/обвивка | |
| 29 | мед | 2, 8, 18, 1 |
| 47 | сребро | 2, 8, 18, 18, 1 |
| 79 | злато | 2, 8, 18, 32, 18, 1 |
| 111 | рентгений | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1 |
Всички те са относително инертни, устойчиви на корозия метали. Медта и златото са оцветени.
Тези елементи имат ниско електрическо съпротивление, затова се използват за окабеляване. Медта е най-евтината и най-широко използваната. Свързващите проводници за интегрални схеми обикновено са златни. Сребърни и посребрени медни проводници се срещат в някои специални приложения.
Приложения
Тези метали, особено среброто, притежават необичайни свойства, които ги правят важни за промишлени приложения извън тяхната парична или декоративна стойност. Всички те са отлични проводници на електричество. Най-проводимите от всички метали са среброто, медта и златото в този ред. Среброто е също така най-топлопроводимият елемент и най-отразяващият светлината елемент. Среброто има и необичайното свойство, че образувалият се върху него катран е все още силно електропроводим.
Медта се използва широко в електрическите кабели и вериги. Златните контакти понякога се срещат в прецизното оборудване поради способността им да не се подлагат на корозия. Среброто се използва широко в критични приложения като електрически контакти, както и във фотографията (тъй като сребърният нитрат се превръща в метал при излагане на светлина), селското стопанство, медицината, аудиофилските и научните приложения.
Златото, среброто и медта са доста меки метали и затова лесно се повреждат при ежедневна употреба като монети. Благородните метали могат също така лесно да се изтъркат и износят при употреба. В нумизматичните си функции тези метали трябва да се легират с други метали, за да се осигури по-голяма издръжливост на монетите. Легирането с други метали прави получените монети по-твърди, по-малко склонни към деформация и по-устойчиви на износване.
Златни монети: Златните монети обикновено се произвеждат от 90 % злато (например американските монети отпреди 1933 г.) или 22-каратово злато (92 %) (например сегашните колекционерски монети и Крюгеррандите), като медта и среброто съставляват останалото тегло във всеки случай. Произвеждат се златни монети на кюлчета със съдържание на злато до 99,999% (в канадската серия "Златен кленов лист").
Сребърни монети: Сребърните монети обикновено се произвеждат от 90% сребро - за монетите, отсечени в САЩ преди 1965 г. (които са били в обращение в много страни), или от сребро с проба 925 (92,5%) за монетите на Британската общност и други сребърни монети, отсечени преди 1920 г., като медта съставлява останалото тегло във всички случаи.
Медни монети: Медните монети често са с доста висока чистота, около 97%, и обикновено са легирани с малки количества цинк и калай.
Инфлацията е довела до спад на номиналната стойност на монетите под стойността на металите, които са били използвани в миналото. Това е довело до изработването на повечето съвременни монети от неблагородни метали - популярни са медно-никеловите (около 80:20, сребристи на цвят), както и никелово-месинговите (медни (75), никелови (5) и цинкови (20), златисти на цвят), манганово-месинговите (медни, цинкови, манганови и никелови), бронзовите или от обикновена стомана с покритие.
Свързани страници
| Обяснение на дясната страна на периодичната таблица: | Преходни метали | атомните номера в черно са твърди вещества | твърдите граници са по-стари от Земята (първични елементи) | прекъснатите граници нямат изотопи, по-стари от Земята |
| Разположения |
|
| Списък с елементи по |
|
| Страници с данни |
|
| Групи |
|
| Други категории елементи |
|
| Блокове |
|
| |
| Категория:Периодична таблица | |
Въпроси и отговори
В: Кои елементи съставляват група 11?
О: Група 11 се състои от преходните метали мед (Cu), сребро (Ag) и злато (Au). Рентгенът (Rg) също принадлежи към тази група въз основа на електронната си конфигурация.
В: Какво е наименованието, което обикновено се използва за тези елементи?
О: Названието "монетни метали" често се използва в обикновената реч за обозначаване на тези елементи.
В: Има ли други метали, които са били използвани в монетосеченето, освен тези от група 11?
О: Да, различни култури са използвали много други метали в монетосеченето, включително алуминий, олово, никел, неръждаема стомана и цинк.
Въпрос: Колко дълго трае животът на ронтенгения?
О: Рентгеният има кратък период на полуразпад от 22,8 секунди и може да се наблюдава само в лабораторни условия.
Въпрос: Роентеният част ли е от група 11 поради физичните или химичните си свойства?
О: Роентеният принадлежи към група 11 въз основа на електронната си конфигурация.
Въпрос: Всички елементи от група 11 ли се срещат в природата или някои от тях са изкуствено създадени?
О: Всички елементи от група 11 се срещат в природата, с изключение на роентений, който е изкуствено създаден и се наблюдава само в лабораторни условия.
В: Какъв вид елемент е включен в група 11?
О: Група 11 се състои от преходни метали, които традиционно са известни като монетни метали.
обискирам