Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Подгруппа меди

Группа → 11
↓ Период
4
29
Медь
63,546
3d104s1
5
47
Серебро
107,8682
4d105s1
6
79
Золото
196,9666
4f145d106s1
7
111
Рентгений
(282)
5f146d107s1

Подгру́ппа ме́ди — химические элементы 11-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы I группы)[1].

В группу входят переходные металлы, из которых традиционно изготавливают монеты: медь Cu, серебро Ag и золото Au. На основании строения электронной конфигурации, к этой же группе относится и рентгений Rg, но в «монетную группу» он не попадает (это недолго живущий трансактинид с периодом полураспада 26 сек). Название монетные металлы официально не применяется к 11 группе элементов, поскольку для изготовления монет используются и другие металлы, такие как алюминий, свинец, никель, нержавеющая сталь и цинк.

История и значение в культуре[править | править код]

Все элементы этой группы, кроме рентгения, известны человечеству с доисторических времён, поскольку все они встречаются в природе в металлической форме, и для их производства не требуются сложные металлургические процессы.
Наряду с железом эти элементы играли значительную роль в становлении цивилизации, а по названиям некоторых элементов названы периоды развития человечества, как реальные — «Медный век», так и вымышленные — «Золотой век». Также можно вспомнить «Железный век», «Бронзовый век» и «Серебряный век». Вероятнее всего медь, серебро и золото являются первыми открытыми человечеством элементами, так как встречаются в природе в самородном состоянии. Спортсмены, занимающие призовые места на соревнованиях, получают золотые, серебряные и бронзовые медали.

Свойства[править | править код]

Все элементы подгруппы являются относительно химически инертными металлами. Характерны также высокие значения плотности, но относительно небольшие температуры плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводность.

Свойства металлов подгруппы меди[2]

Атомный
номер
Название,
символ
Электронная
конфигурация
Степени
окисления
p,
г/см³
tпл,
°C
tкип,
°C
29 Медь Cu [Ar] 3d104s1 0, +1, +2 8,96[3][4] 1083[3][4] 2543[3][4]
47 Серебро Ag [Kr] 4d105s1 0, +1, +2 10,5[5] 960,8[5] 2167[5]
79 Золото Au [Xe] 4f145d106s1 0, +1, +3 19,3[6] 1063,4[6] 2880[6]

Особенностью элементов подгруппы является наличие заполненного предвнешнего -подуровня, достигаемое за счёт перескока электрона с ns-подуровня. Причина такого явления заключается в высокой устойчивости полностью заполненного d-подуровня. Эта особенность обусловливает химическую инертность простых веществ, их химическую неактивность, поэтому золото и серебро называют благородными металлами.[7]

Применения[править | править код]

Эти металлы, особенно серебро, имеют необычные свойства, которые придают им важное значение для промышленного применения, помимо их значения в качестве денежной и декоративной ценности. Они являются отличными проводниками электричества, самыми лучшими среди всех металлов. Серебро также является самым лучшим теплопроводящим элементом и самым лучшим отражателем света, а также имеет такое необычное свойство, как чернение, образование на его поверхности тёмного слоя, при этом электропроводность его не ухудшается.

Медь широко используется для электрических соединений в схемотехнике. Иногда в особо точном оборудовании электрические контакты изготавливают из золота ввиду его высокой коррозийной стойкости. Серебро также широко используется в критически важных случаях для изготовления электрических контактов. Также оно используется в фотографии (потому что под действием света из галогенидов серебра[8] происходит выпадение металлического серебра), сельском хозяйстве, медицине, аудиофилии и в научных приложениях.

Золото, серебро и медь являются довольно мягкими металлами, поэтому при ежедневном использовании в качестве монет происходит быстрый выход их из строя, драгоценные металлы легко истираются в процессе применения. Для нумизматических функций эти металлы должны быть легированы другими металлами, чтобы повысить их износостойкость.

Золотые монеты: золотые монеты, как правило, производятся из сплава с 90 % золота (например, монеты США до 1933 г.), или чистотой 22 карат (92 % золота, как например, современные коллекционные монеты и крюгерранд), остальное медь и серебро. Весовые золотые монеты содержат до 99,999 % золота (например, в канадских монетах серии «Кленовый лист»).

Серебряные монеты: серебряные монеты содержат, как правило, 90 % серебра (как, например, чеканились монеты США до 1965 г., которые были распространены во многих странах), или, как в стерлинге, 92,5 % серебра, как в монетах Британского Содружества до 1967 г. и других чеканках из серебра, остальное составляет медь.

Медные монеты: медные монеты часто имеют весьма высокую чистоту, около 97 %, и, как правило, легированы небольшим количеством цинка и олова.

Инфляция привела к снижению номинальной стоимости монет, они уже не являются той твёрдой валютой, которой были исторически. Это привело к тому, что современные монеты стали делать из цветных металлов: мельхиор (медь и никель в пропорции 80:20, чёрного цвета), никель-латунь (медь, никель и цинк в пропорции 75:5:20, золотистого цвета), марганец-латунь (медь, цинк, марганец и никель), бронза, а также просто сталь с гальванопокрытием.

Примечания[править | править код]

  1. Таблица Менделеева Архивная копия от 17 мая 2008 на Wayback Machine на сайте ИЮПАК
  2. Свойства элементов подгруппы меди (недоступная ссылка — история). Архивировано 22 февраля 2012 года.
  3. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/239.html Физические свойства меди].
  4. 1 2 3 Физические свойства меди // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  5. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/257.html Физические свойства серебра].
  6. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/289.html Физические свойства золота].
  7. Химия вокруг нас: благородные металлы. Архивировано 1 марта 2012 года.
  8. Серебро и фотография. allmetalls.ru. Дата обращения: 28 марта 2020. Архивировано 28 марта 2020 года.