Войти
Группа 12, по современной нумерации IUPAC, группа из химических элементов в периодической таблице. Он включает цинк (Zn), кадмий (Cd) и ртуть (Hg). Дальнейшее включение коперниция (Cn) в группе 12 подтвердилось недавними экспериментами с отдельными атомами коперниция. Ранее эта группа называлась IIB (произносится как «вторая группа B», поскольку «II» является римской цифрой ) по CAS и старой системе IUPAC.
Три элемента группы 12, которые встречаются в природе, - это цинк, кадмий и ртуть. Все широко используются в электрических электронных устройствах, а также в различных сплавах. Первые два члена группы обладают схожими свойствами, поскольку при стандартных условиях они являются твердыми металлами. Ртуть - единственный металл, который является жидкостью при комнатной температуре. Хотя цинк очень важен в биохимии живых организмов, кадмий и ртуть очень токсичны. Использование коперниций не в природе, его синтезировать в лаборатории.
Как и другие группы из периодической таблицы, члены группы 12 изображют закономерности в своей электронной конфигурации, особенно внешних оболочки, которые определяют тенденции в их химическом поведении:
| Z | Элемент | № электронов / оболочка |
|---|---|---|
| 30 | цинк | 2, 8, 18, 2 |
| 48 | кадмий | 2, 8, 18, 18, 2 |
| 80 | ртуть | 2, 8, 18, 32, 18, 2 |
| 112 | copernicium | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2 (предсказано) |
Группа 12 все элементы - мягкие, диамагнитные, двухвалентные металлы. У них самые низкие температуры плавления среди всех переходных металлов. Цинк голубовато-белый и блестящий, хотя большинство обычных сортов металла имеют матовый оттенок. Цинк также упоминается в ненаучном контексте как spelter. Кадмий мягкий, пластичный, пластичный, голубовато-белого цвета. Ртуть - жидкий тяжелый металл серебристо-белого цвета. Это единственный распространенный жидкий металл при обычных температурах, и по сравнению с другими металлами он проводит тепло, но хорошо проводит электричество.
В приведенной ниже таблице приведены основные физические свойства. группа 12 элементов. Данные для коперниций основаны на моделировании релятивистской теории функционала плотности.
| Название | Цинк | Кадмий | Ртуть | Коперниций |
|---|---|---|---|---|
| Температура плавления | 693 K (420 °C ) | 594 K (321 ° C) | 234 K (-39 ° C) | 283 ± 11 K (10 ° C) |
| Температура кипения | 1180 K (907 ° C) | 1040 K (767 ° C) | 630 K (357 ° C) | 340 ± 10 K (60 ° C) |
| Плотность | 7,14 г · см | 8,65 г · см | 13,534 г · см | 14, 0 г · см |
| Внешний вид | серебристо-голубовато-серый металлик | серебристо-серый | серебристый | ? |
| Атомный радиус | 135 пм | 155 пм | 150 пм | ? 147 пм |
Цинк несколько менее плотен, чем железо и имеет гексагональную кристаллическую структуру Металл твердый и хрупкий при большинстве температур, но становится пластичным при температуре от 100 до 150 ° C.При температуре выше 210 ° C металл снова хрупким и может измельчаться избиение. ор электричества. Что касается металла, цинк имеет относительно низкие температуры плавления (419,5 ° C, 787,1 F) и точки кипения (907 ° C). Кадмий во многих отношениях похож на цинк, но образует сложные соединения. В отличие от других металлов, кадмий устойчив к коррозии и поэтому используется в качестве защитного слоя при нанесении на другие металлы. Как металл в массе кадмий нерастворим в воде и не горючий ; однако в порошкообразной форме он может гореть и выделять токсичные пары. Ртуть имеет исключительно низкую температуру плавления для металла d-блока. Для полного объяснения этого факта требуется глубокий экскурс в квантовую физику, но его можно резюмировать следующим образом: ртуть имеет уникальную электронную конфигурацию, в которой электроны заполняют все доступные 1s, 2s, 2p, 3s, 3p., 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d и 6s подоболочки. Такая конфигурация, препятствующая удалению электрона, приводит к тому, что они ведут себя аналогично элементам благородного газа, которые образуют слабые и таким образом, легко плавятся твердые частицы. Устойчивость оболочки 6s обеспечивается наличием заполненной оболочки 4f. Оболочка плохо экранирует заряд ядра, что увеличивает притягивающее кулоновское взаимодействие оболочки 6s и ядра (см. сжатие лантаноидов ). Отсутствие заполненной внутренней оболочки является причиной несколько высоких температур плавления кадмия и цинка, хотя эти металлы все еще легко плавятся, кроме того, имеют необычно низкие температуры кипения. Золото имеет атомы на один электрон меньше, чем у ртути. Эти электроны легче удаляются и распределяются между атомами золота, образуя относительно прочные металлические связи.
Цинк, кадмий и ртуть образуют широкий спектр сплавов. Среди цинксодержащих латуни латунь представляет собой сплав цинка и меди. Другие металлы, которые, как известно, образуют бинарные сплавы с цинком, это алюминий, сурьма, висмут, золото, железо, свинец, ртуть, серебро, олово, магний, кобальт, никель, теллур и натрий. Хотя ни цинк, ни цирконий не являются ферромагнитными, их сплав ZrZn. 2проявляет ферромагнетизм ниже 35 K. Кадмий используется во многих типах припоя и подшипниковых сплавов из-за низкого коэффициента трения и сопротивления усталости. Он также содержит в некоторых легкоплавких сплавах, таких как металл Вуда. Временные ртуть представляет собой жидкость, растворяет другие металлы, и образующиеся сплавы называются амальгамами. Например, такие амальгамы известны с золотом, цинком, натрием и другими металлами. Железо не является исключением, железные колбы традиционно используются для торговли ртутью. Другие металлы, которые не образуют амальгам со ртутью, включают тантал, вольфрам и платину. Натриевая амальгама является обычным восстановителем в органический синтез, а также используется в натриевых лампах высокого давления. Ртуть легко соединяется с алюминием с образованием ртутно-алюминиевой амальгамы, когда два чистых металла вступают в контакт. Амальгама реагирует с воздухом с образованием оксида алюминия, небольшие ртути вызывает коррозию алюминия. По этой причине не используется самолет в большинстве случаев из-за риска образования амальгамы с открытыми алюминиевыми частями самолета.
Большая часть химии наблюдается только для первых трех членов группы 12. Химия коперниция не совсем хорошо известна, и поэтому остальная часть раздела посвящена только цинку, кадмию и ртути.
Все элементы в этой группе - металлы. Сходство металлических радиусов кадмия и ртути является результатом сокращения лантаноида. Таким образом, тенденция в этой группе не похожа на тенденцию в группе 2, щелочноземельные элементы, где металлический эффект плавно увеличивается вниз в группе. Все три металла имеют относительно низкие температуры, плавления и кипения, что указывает на то, что металлическая связь относительно слабая, с относительно небольшим перекрытием между валентной зоной и зоной проводимости. Таким образом, цинк находится близко к границе между металлическими и металлоидными элементами, обычно находящимися между галлием и германием, хотя галлий участвует в полу- проводники, такие как арсенид галлия.
Цинк и кадмий, являются электроположительным, а ртуть - нет. В результате цинк и металлический кадмий являются хорошими восстановителями. Элементы группы 12 имеют степень окисления +2, в которой ионы имеют довольно стабильную электронную конфигурацию с полной подоболочкой. Однако ртуть легко восстановить до степени восстановления +1; обычно, как и в ионе Hg. 2, два иона ртути (I) объединяются, образуя связь металл-металл и диамагнитную разновидность. Кадмий также может образовывать частицы, такие как [Cd 2Cl6], в которых степень окисления металла равна +1. Как и в случае с ртутью, образование связи металл-металл приводит к диамагнитному соединению, в котором нет неспаренных электронов; таким образом, используются виды очень реактивными. Цинк (I) известен в основном в газовой фазе, в таких соединениях, как линейный Zn 2Cl2, аналог каломель. В твердой фазе известно довольно экзотическое соединение декаметилдизинкоцен (Cp * Zn - ZnCp *).
Элементы в группе 12 с включением элементов d-блока, но не обычно переходными элементами, поскольку d-оболочка полный. Некоторые авторы классифицируют эти элементы как элементы основного, потому что валентные электроны находятся на нс-орбиталях. Тем не менее, они имеют общие характеристики с соседними элементами группы 11 периодической таблицы, которые почти повсеместно считаются переходными элементами. Например, цинк много общих характеристик с соседним переходным металлом, медью. Комплексы цинка заслуживают включения в серию Ирвинга-Вильямса, поскольку цинк образует множество комплексов с той же стехиометрией, что и комплексы меди (II), хотя и с меньшими константами устойчивости. Между кадмием и серебром мало общего, поскольку серебро (II) редки, а те, которые действительно существуют, являются очень сильными окислителями. Точно так же обычная степень степени окисления золота +3, что исключает образование большого количества количества химического состава между ртутью и золотом, хотя есть сходства ртутью (I) и золотом (I), такие как линейных дицианокомплексов, [M (CN) 2 ]. Согласно определению IUPAC переходного металла как элемента, атом которого имеет неполную d-подоболочку или может давать катионы с неполной d-подоболочкой, цинк и кадмий не являются переходными металлами., а ртуть. Это связано с тем, что известно, что только ртуть имеет соединение, в степени окисления выше +2, в фториде ртути (IV) (хотя его существование оспаривается, поскольку более высокие эксперименты, пытающиеся подтвердить его синтез, не смогли найти доказательства HgF 4). Эта классификация на одном из представленных в неравновесных условиях, представленном в представленном в неравновесных условиях, представлена более типичном составу ртути, и Дженсен предположил, что было бы лучше представить ртуть как не переходный металл.
Хотя группа 12 находится в d-блоке современной 18-столбцовой периодической таблицы, d-электроны цинка, кадмия и (почти всегда) ртуть себя как остовные электроны и не участвует в связывании. Это поведение аналогично поведению элементов основной группы, но резко отличается от поведения соседних элементов группы 11 (медь, серебро и золото ), которые также имеют заполненные d-подоболочки в их основном состоянии электронной конфигурации, но химически ведут себя как переходные металлы. Например, связь в (CrS) включает в себя в основном 3d-электроны; что в сульфиде железа (II) (FeS) задействованы как 3d-, так и 4s-электроны; но сульфид цинка (ZnS) включает только 4s-электроны, а 3d-электроны ведут себя как остовные электроны. Действительно, можно провести полезное сравнение их свойств с первыми двумя членами группы 2, бериллий и магний и в более ранних кратких макетах периодической таблицы., эта связь проиллюстрирована более четко. Например, цинк и кадмий похож на бериллий и магний по своему атомным радиусам, ионным радиусам, электроотрицательностям, а также по структуре их бинарные соединения и способность образовывать комплексные ионы их много азотными и кислородными лигандами, такими как комплексные гидриды и амины. Однако бериллий и магний являются небольшими атомами, отличие от более тяжелых щелочноземельных металлов и подобных элементов группы 12 (которые имеют больший заряд ядра, но такое же количество валентных электронов ), и периодические тенденции вниз по группе 2 от бериллия до радия (аналогично щелочным металлам ) не столь плавны при переходе от бериллия к ртути (которая больше похожа на основные группы p-блока) из-за d-блок и сокращения лантаноидов. Это также d-блок и сокращение лантаноидов, которые придают ртути многие из ее отличительных свойств.
| Имя | Бериллий | Магний | Кальций | Стронций | Барий | Радий |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Валентный электрон конфигурация | 2s | 3s | 4s | 5s | 6s | 7s |
| Ядро электронная конфигурация | [He ] | [Ne ] | [Ar ] | [Kr ] | [Xe ] | [Rn ] |
| Состояния окисления | +2, +1 | +2, +1 | +2, +1 | +2, +1 | +2 | +2 |
| Температура плавления | 1560 K (1287 °C ) | 923 K (650 ° C) | 1115 K (842 ° C) | 1050 K (777 ° C) | 1000 K (727 ° C) | 973 K (700 ° C) |
| Температура кипения | 2742 K (2469 ° C) | 1363 K (1090 ° C) | 1757 K (1484 ° C) | 1655 K (1382 ° C) | 2170 K (1897 ° C) | 2010 K (1737 ° C) |
| Внешний вид | бело-серый металлик | блестящий серый металлик | тусклый серебристо-серый | серебристо-белый металлик | серебристо-серый | серебристо-белый металлик |
| Плотность | 1,8 5 г · см | 1,738 г · см | 1,55 г · См | 2,64 г · см | 3,51 г · см | 5,5 г · см |
| Полинг электроотрицательность | 1, 57 | 1,31 | 1,00 | 0,95 | 0,89 | 0,9 |
| Атомный радиус | 105 пм | 150 пм | 180 пм | 200 пм | 215 пм | 215 пм |
| кристалл ионный радиус | 59 пм | 86 пм | 114 пм | 132 пм | 149 пм | 162 пм. |
| Испытание пламенем цвет | белый | ярко-белый | кирпично-красный | малиновый | зеленое яблоко | малиново-красный |
| Металлоорганический химический состав | хорошее | хорошее | плохое | очень плохое | очень плохое | чрезвычайно бедное |
| Гидроксид | амфотерное | основное | основное | сильно основное | сильно основное | сильно основное |
| Оксид | амфотерный | сильно основной | сильно основной | сильно | основной силь но | сильно основной |
| Название | Бериллий | Магний | Цинк | Кадмий | Ртуть | Коперниций |
| Валентная электронная конфигурация | 2s | 3s | 4s | 5s | 6s | ? 7s |
| Центральная электронная конфигурация | [Он виден | [Не предоставлен | [Ar provided3d | [Kr] 4d | [Xe] 4f5d | ? [Rn] 5f6d |
| Сост окисления | +2, +1 | +2, +1 | +2, +1 | +2, +1 | +2, +1 | ? +4, +2, +1, 0 |
| Точка плавления | 1560 K (1287 ° C) | 923 K (650 ° C) | 693 K (420 ° C) | 594 K (321 ° C) | 234 K (- 39 ° C) | 283 ± 11 K (10 ° C) |
| Температура кипения | 2742 K (2469 ° C) | 1363 K (1090 ° C) | 1180 K (907 ° C) | 1040 K (767 ° C) | 630 K (357 ° C) | 340 ± 10 K (60 ° C) |
| Внешний вид | бело-серый металлик | блестящий серый металлик | серебристо-голубовато-серый металлик | серебристо-серый | серебристый | ? |
| Плотность | 1,85 г · см | 1,738 г · см | 7,14 г · см | 8,65 г · см | 13,534 г · см | 14,0 г · см |
| Электроотрицательность Полинга | 1,57 | 1,31 | 1,65 | 1,69 | 2,00 | ? |
| Атомный радиус | 105 пм | 150 пм | 135 пм | 155 пм | 150 пм | ? 147 пм |
| Ионный радиус кристалла | 59 пм | 86 пм | 88 пм | 109 пм | 116 пм | ? 75 мкм |
| Цвет для испытаний на пламя | белый | ярко-белый | голубовато-зеленый | ? | ? | ? |
| Металлоорганические химические соединения | хорошо | хорошее | хорошее | хорошее | хорошее | ? |
| Гидроксид | амфотерное | основное | амфотерное | слабоосновное | ? | ? |
| оксидное | амфотерное | сильно основное | амфотерное | слабощелочное | умеренно основное | ? |
Все три иона металла образуют множество тетраэдрических разновидностей таких как MCl. 4. И цинк, и кадмий могут также образовывать октаэдрические комплексы, такие как акваионы [M (H 2O)6], которые присутствуют в водных растворах солей этих металлов.) Ковалентный характер достигается за счет использования s и p орбитали. Координационные числа 2, 3, 5, 7 и 8 также известны.
Элементы группы 12 были обнаружены на всей протяженности. Сама не получила банального названия, но в прошлом она называлась группа IIB.
В древние времена цинк использовался в медицинском лексиконе, приписываемое индуистским королю Маданапале (из династии Така) и написанное около 1374 года.>алхимикам. Название метал. ламировано в 16 веке, вероятно, происходит от немецкого цинка, означающего игольчатый вид металлических кристаллов.
Различные алхимические символы, приписываемые элементу цинку Выделение металлического цинка на Западе, возможно, были достигнуты независимы люди в 17 веке. Немецкому химику Андреасу Маргграфу обычно приписывают открытие чистого металлического цинка в эксперименте нагревания смеси 1746 года каламина и древесного угля в закрытом сосуде без меди для получения металла. Эксперименты итальянского врача Луиджи Гальвани над лягушками в 1780 году с латунью проложили путь к открытию электрические батарейки, гальванизации и катодной защиты. В 1880 году друг Гальвани, Алессандро Вольта, изобрел вольтовскую груду. Биологическое значение цинка не было обнаружено до 1940 года, когда было показано, что карбоангидраза, фермент, очищающий кровь от углекислого газа, содержал цинк в его активном центре.
В 1817 году кадмий был обнаружен в Германии как примесь в минералах карбоната цинка (каламин) Фридрихом Стромейером и Карлом Самуэлем Леберехтом Херманом. Он был назван в честь латинского cadmia, означающего «каламин », кадмийсодержащей смеси минералов, которая, в свою очередь, была названа в честь греческого мифологического персонажа Κάδμος Кадма, основателя Фивы. В конце концов Стромейер выделил металлический кадмий путем обжига и восстановления сульфида.
. В 1927 году Международная конференция по весам и мерам изменила определение измерителя с точки зрения красного кадмия спектрального диапазона. линия (1 м = 1553164,13 длины волны). С тех пор это определение было изменено (см. криптон ). В то же время Международный прототип измерителя использовался в стандарте для измерения длины метра до 1960 года, когда на испытании конференции по весам и мерам метр определен в терминах оранжево-красная линия излучение в электромагнитном спектре атома криптона -86 в вакууме.
Символ для планета Меркурий (☿) использовалась с древних времен для обозначения этого элемента. Меркурий был найден в египетских гробницах, датируемых 1500 годом до нашей эры, где ртуть использовалась в косметике. Его также использовали древние китайцы, которые верили, что он улучшит и продлит здоровье. К 500 г. до н.э. ртуть использовалась для изготовления амальгамы (средневековая латинская амальгама, «сплав ртути») с другими металлами. Алхимики считали ртуть Первой Материей из которого были образованы все металлы. Они считали, что различные металлы могут быть получены путем изменения качества и количества серы, совокупся в ртути. Самым чистым из них было золото, и ртуть использовалась в попытках трансмутации основных (или нечистых) металлов в золото, что было целью многих алхимиков.
Hg - это современный химический знак для ртути. Оно происходит от гидраргирума, латинизированной формы греческого слова Ύδραργυρος (гидраргирос), которое является составным словом, означающим «вода-серебро» (hydr- = вода, argyros = серебро) - поскольку он жидкий, как вода, и блестящий, как серебро. Элемент был назван в честь римского бога Меркурия, известной своей скоростью и подвижностью. Связан с планетой Меркурий ; астрологический символ планеты также является одним из алхимических символов металла. Ртуть - единственный металл, для которого алхимическое планетарное название стало общепринятым.
Самый тяжелый из известных элементов группы 12, коперниций, был впервые создан 9 февраля., 1996, в Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) в Дармштадте, Германия, авторы Сигурд Хофманн, Виктор Нинов и др. Затем он был официально назван Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC) в честь Николая Коперника 19 февраля 2010 года, в 537-ю годовщину со дня рождения Коперника.
Как и в большинстве других групп d-блока, содержание в земной коре элементов группы 12 с разрушением атомного номера. Цинк с содержанием 65 частей на миллион (ppm) является наиболее распространенным в группе, в то время как кадмий с 0,1 ppm и ртуть с 0,08 ppm распространены на несколько порядков меньше. Коперниций, как синтетический элемент с периодом полураспада в несколько минут, может присутствовать только в лабораториях, где он был произведен.
Сфалерит (ZnS), важная цинковая руда Металлы группы 12 являются халькофилами, что означает, что элементы имеют низкое сродство к оксидам и предпочитают связываться с сульфиды. Халькофилы образовались в результате затвердевания коры в восстановительных условиях атмосферы ранней Земли. Самыми коммерчески важными минералами элементов группы 12 являются сульфидные минералы. Сфалерит, который является формой самой часто используемой цинксодержащей рудой, поскольку ее концентрат содержит 60–62% цинка. Существенных месторождений кадмийсодержащих руд не известно. Гринокит (CdS), единственный важный минерал кадмия, почти всегда связан со сфалеритом (ZnS). Эта ассоциация вызвана геохимическим сходством цинка и кадмия, что делает маловероятным геологическое разделение. Как следствие, кадмий образуется в основном в качестве побочного продукта при добыче, плавке и переработке сульфидных руд цинка и в меньшей степени, свинца и меди. Одно из мест, где можно найти металлический кадмий, - это бассейн реки Вилюй в Сибири. В коре Земли, поскольку она не смешивается геохимически с элементами, которые составляют большую часть массы земной коры, ртутные руды могут быть высококонцентрированными с учетом изобилие элемента в обычном породе. Самые богатые ртутные руды содержат до 2,5% ртути по маслу, и даже самые бедные концентрированные месторождения содержат не менее 0,1% ртути (в 12000 раз больше среднего содержания в земной коре). Он встречается либо в виде самородного металла (редко), либо в киновари (HgS), кордероите, ливингстоните и других минералах, с киноварь является наиболее распространенной рудой.
Хотя ртуть и цинковые минералы встречаются в достаточно больших количествах, чтобы их можно было добыть, кадмий слишком на цинк и поэтому всегда присутствует в небольших количествах в цинковых рудах, из он извлекается.. Выявленные мировые ресурсы цинка составляют около 1,9 млрд тонн. Крупные месторождения находятся в Австралии, Канаде и США с наибольшими запасами в Иране. При текущих темпах потребления эти запасы, по оценкам, будут исчерпаны где-то между 2027 и 2055 годами. За всю историю до 2002 года было извлечено около 346 миллионов тонн, и по одной из оценок, около 109 миллионов тонн из них остается в использовании. В 2005 году Китай был сильным ртути с почти двумя третями мировой доли, за ним следовал Кыргызстан. Считается, что в нескольких других странах имеется неучтенное производство процессов в процессах электрохимического извлечения методом и путем рекуперации из сточных вод. Из-за высокой токсичности ртути и вреда киновари, переработчики являются опасными историческими причинами отравления ртутью.
Цинк является четвертым по распространенности используемым металлом после железо, алюминий и медь с годовым объемом производства около 10 миллионов тонн. Во всем мире 95% цинка добывается из сульфидных рудных месторождений, в которых сфалерит (ZnS) почти всегда смешан с сульфидами меди, свинца и железа. Металлический цинк производится с использованием экстрактивной металлургии. Обжиг превращает концентрат сульфида цинка, полученный во время обработки, в оксид цинка: Для дальнейшей обработки используются два основных метода: >электровыделение или электровыделение. Пирометаллургическая обработка восстанавливает оксид цинка с помощью углерода или монооксида углерода при 950 ° C (1740 ° F) в металл, перегоняется в виде паров который цинка. Пары цинка собираются в конденсаторе. При электрохимическом извлечении цинк выщелачивается из рудного концентрата с помощью серной кислоты : после этого этапа электролиз используется для получения металлического цинка.
Кадмий является обычной примесью в цинковых рудах, и он наиболее изолирован при производстве цинка. Некоторые концентраты цинковых руд из сульфидных цинковых руд содержат 1,4% кадмия. Кадмий выделяют из цинка, полученного из дымовой пыли, с помощью вакуумной перегонки, если цинк плавится, или сульфат кадмия осаждается из раствора для электролиза.
Самые богатые ртутные руды содержат до 2,5% ртути по массе, и даже самые бедные концентрированные месторождения содержат не менее 0,1% ртути, причем киноварь (HgS) является наиболее распространенной рудой в этих месторождениях. Ртуть извлекается путем нагревания киновари в потоке воздуха и конденсации пара.
Сверхтяжелые элементы, такие как коперниций, образуются путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц, что вызывает синтез. Некоторые более тяжелые изотопы наблюдались только как распада элементов с более высокими атомными номерами. Первая реакция синтеза года была проведена GSI в 1996 году, которая сообщила об обнаружении двух цепочек распечатка коперниция-277 (хотя одна была позже отозвана, поскольку она была основана на данных, сфабрикованных Виктором Ниновым ):
В США цинк используется преимущественно для цинковани я (55%) и для латуни, бронзы и других сплавов (37%). Относительная реакционная способность цинка и его способность притягивать к себе окисление делает его эффективным жертвенным анодом в катодной защите (CP). Например, катодная защита подземного трубопровода может быть достигнута путем присоединения к трубе анодов, сделанных из цинка. Цинк действует как анод (отрицательная клемма), медленно разъедая его по мере прохождения электрического тока по стальному трубопроводу. Цинк также используется для катодной защиты металлов, подвергающихся воздействию морской воды, от коррозии. Цинк также используется в качестве анодного материала для батарей, таких как цинк-угольные батареи или цинково-воздушные батареи / топливные элементы. Широко используемым сплавом, содержащим цинк, является латунь, в которой медь легирована цинком от 3% до 45%, в зависимости от типа латуни. Латунь, как правило, более пластична и прочнее, чем медь, и имеет превосходную коррозионную стойкость. Эти свойства делают его полезным в коммуникационном оборудовании, оборудовании, музыкальных инструментах и водяных клапанах. К другим широко используемым сплавам, содержащим цинк, относятся нейзильбер, металл для пишущей машинки, мягкий и алюминиевый припой и коммерческая бронза. Сплавы в основном цинка с небольшими количествами меди, алюминия и магния используются для литья под давлением, а также центробежного литья, особенно в автомобильной, электротехнической и аппаратной промышленности. Эти сплавы продаются под наименованием Замак. Примерно четверть всего производства цинка в Соединенных Штатах (2009 г.) потребляется в виде соединений цинка, различные из которых используются в промышленности.
Кадмий широко используется в промышленности, поскольку он является ключевым компонент в производстве аккумуляторов, присутствует в кадмиевых пигментах, покрытиях и обычно используется в гальванике. В 2009 году 86% кадмия было использовано в батареях, преимущественно в аккумуляторных никель-кадмиевых батареях. Европейский Союз запретил использование кадмия в электронике в 2004 году за несколькими исключениями, но снизил допустимое содержание кадмия в электронике до 0,002%. Гальваническое покрытие кадмием , на которое приходится 6% мирового производства, можно найти в авиастроении благодаря способности противостоять коррозии при нанесении на стальные компоненты.
Ртуть используется в основном для производства промышленных химикатов или для электрических и электронных устройств. Он используется в некоторых термометрах, особенно в тех, которые используются для измерения высоких температур. В качестве газообразной ртути в fl. Люминесцентные лампы используется все больше и больше в качестве газообразной ртути, в то время как большинство применений постепенно прекращается из-за требований охраны здоровья и безопасности, а в некоторых случаях заменяется менее токсичным, но значительно более дорогим сплавом Галинстан. Ртуть и ее соединения использовались в медицине, хотя сегодня они гораздо менее распространены, чем когда-то, когда токсические эффекты ртути и ее соединения стали более понятными. Он до сих пор используется в качестве ингредиента в зубных амальгамах. В конце 20 века ртуть больше всего использовалась в процессе производства ртутных элементов (также называемого процесса Кастнера-Келлнера ) при производстве хлора и каустической соды <716.>Биологическая роль и токсичность Элементы группы 12 оказывают комплексное воздействие на биологические организмы, поскольку кадмий и ртуть токсичны, в то время как цинк требуется большинство растений и животных в следовых количествах. Цинк является важным микроэлементом, необходимым для растений, животных и микроорганизмов. Это «обычно второй по распространенности переходный металл в организмах» после железа, и это единственный металл, который присутствует во всех классах ферментов. В организме человека распределено 2–4 грамма цинка, и он играет «универсальную биологическую роль». Исследование 2006 года показало, что около 10% белков человека (2800) потенциально связывают цинк, в дополнение к сотням, которые транспортируют цинк. В США Рекомендуемая дневная норма (RDA) составляет 8 мг / день для женщин и 11 мг / день для мужчин. Чрезмерное количество вредных добавок может быть проблемой и должно быть не более 20 мг / день у здоровых людей, хотя Национальный исследовательский совет США установил максимально допустимое потребление 40 мг / день. Ртуть и кадмий токсичны и могут нанести вред окружающей среде, если попадут в реки или дождь. вода. Это может привести к заражению сельскохозяйственных культур, а также к биоаккумуляции ртути в пищевой цепи, что к увеличению заболеваемости, вызываемой ртутью и отравлением кадмием.Примечания
Ссылки
Библиография
