12. skupina

Mezi prvky 12. skupiny periodické tabulky prvků patří zinek (Zn), kadmium (Cd), rtuť (Hg) a kopernicium (Cn). Elektronová konfigurace valenční elektronové slupky je ns² (n-1)d¹⁰. I když nejsou známy sloučeniny, v nichž by měly tyto prvky nezaplněné orbitaly d, řadíme je mezi přechodné kovy.

Tyto prvky vytvářejí sloučeniny v oxidačním čísle II, u rtuti a kadmia se setkáváme i se sloučeninami v oxidačním čísle I. Často vytvářejí i komplexní sloučeniny, ale netvoří komplexy typu karbonylů.

Zinek, kadmium a rtuť se v přírodě vyskytují přirozeně. První dva jsou za standardních podmínek pevnými kovy a mají podobné vlastnosti. Rtuť je jediný kov, který je při pokojové teplotě kapalný. Zinek je velmi důležitý v biochemii živých organismů, kadmium a rtuť jsou naopak vysoce toxické. Kopernicium patří mezi transurany a v přírodě se nevyskytuje. Bylo syntetizováno uměle v laboratoři.

Prvky zinkové skupiny se nejčastěji vyskytují jako sulfidy. K jejich extrakci se sulfidy nejprve praží, poté redukují uhlíkem a nakonec destilují. Všechny jsou široce používány v různých slitinách. V současnosti jsou nezbytné pro elektrické a elektronické aplikace.

Vlastnosti

Etymologie

• Zinek - chemická značka Zn, latinsky zincum. Původ slova zinek není zcela jasný. Název kovu byl poprvé zdokumentován v 16. století a je pravděpodobně odvozen z německého zinke pro jehličkovitý vzhled svých krystalů. Zinke znamená česky bodec nebo zub.
• Kadmium - chemická značka Cd, latinsky cadmium. Bylo pojmenováno po kalaminu, směsi minerálů obsahujících kadmium. Tato směs byla již dříve pojmenována po řecké mytologické postavě - zakladateli Théb Féničanovi Kadmosovi, který měl usmrtit draka, jež pustošil zdejší krajinu.
• Rtuť - chemická značka Hg, latinsky hydrargyrum. Název pochází z latinských slov (hydr = voda, argyros = stříbro), protože je tekutá jako voda a lesklá jako stříbro. Rtuť se proto také nazývala živé stříbro. Je symbolicky spojena s planetou Merkur. Astrologický symbol planety Merkur je také jedním z alchymistických symbolů pro kov.  
• Kopernicium - chemická značka Cn, latinsky copernicium. Dne19. února 2010 při příležitosti výročí narození Mikuláše Koperníka byl tento prvek pojmenován copernicium.

Historie objevů

Zinek

Již více než 2000 let se zinek používá v nečistých formách nebo ve slitinách, například jako mosaz (slitina mědi a zinku). V roce 1374 byl zinek uveden jako kov s názvem fasada v lékařském lexikonu připisovaném hinduistickému králi Madanapalovi (z dynastie Taka).

Čistý zinek se podařilo poprvé připravit ve 13. století v Indii a pak v Číně, kde se v období dynastie Ming v letech 1368–1644 používaly zinkové mince. V Evropě nebyla výroba zinku známa, a proto se zinek v 17. a 18. století dovážel z Číny. Kov znali i středověcí alchymisté, kteří se jej snažili využít k výrobě zlata a kamene mudrců.

Izolace kovového zinku se podařila až v 18. století. V roce 1746 německý chemik Andreas Sigismund Marggraf připravil čistý kovový zinek při experimentu se zahřátím směsi kalaminu (minerál uhličitan zinečnatý) a dřevěného uhlí v uzavřené nádobě bez mědi. V roce 1780 pokusy italského lékaře a biofyzika Luigiho Galvaniho na žábách s mosazí vedly k objevu elektrických baterií a galvanického pokovování. V roce 1793 sestrojil italský fyzik Alessandro Volta první galvanický článek a později sériovým spojením těchto článků sestrojil i elektrickou baterii nazvanou Voltův sloup, který umožňoval relativně trvalý elektrický proud.

První výroba zinku v Evropě započala na začátku 18. století v Anglii v oblasti Bristolu. Následovalo Slezsko a Belgie.

Biologický význam zinku byl objeven až v roce 1799, kdy byl popsán enzym se zinkem na svém aktivním místě, který odstraňuje z krve oxid uhličitý.

Kadmium

V roce 1817 bylo kadmium objeveno Friedrichem Stromeyerem a Karlem Samuelem Leberechtem Hermannem v Německu jako nečistota v minerálech uhličitanu zinečnatého (kalamin). Stromeyer nakonec izoloval kovové kadmium pražením a redukcí sulfidu.

V roce 1927 Mezinárodní konference o váhách a mírách nově definovala metr jako červenou spektrální čáru kadmia (1 m = 1 553 164,13 vlnových délek). Tato definice byla změněna v roce 1960, kdy byl metr definován jako oranžovo-červená emisní čára v elektromagnetickém spektru atomu kryptonu-86 ve vakuu.

Rtuť

Rtuť byla nalezena v egyptských hrobkách z roku 1500 př. n. l. kdy se používala v kosmetice. Stejně ji používali i staří Číňané, kteří věřili, že zlepšuje a prodlužuje zdraví. V roce 500 př. n. l. byla rtuť používána k výrobě amalgámů (slitina rtuti s jinými kovy).  

Alchymisté ve středověku považovali rtuť za prvotní hmotu, ze které byly vytvořeny všechny ostatní kovy. Věřili, že různé kovy mohou být vyrobeny změnou kvality a množství síry obsažené ve rtuti. Rtuť byla používána při pokusech o transmutaci nečistých kovů v nejčistší kov - zlato, což bylo cílem mnoha alchymistů.

Kopernicium

Kopernicium je nejtěžší známý prvek 12. skupiny. Poprvé bylo vyrobeno v roce 1996 Sigurdem Hofmannem a Victorem Ninovem v ústavu Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) v německém Darmstadtu v Hesensku. V den 537. výročí narození Mikuláše Koperníka 19. února 2010 byl tento prvek pojmenován copernicium.

Jednotlivé prvky

Zinek

Zinek je měkký lehce tavitelný modrošedý kov se silným leskem, který však na vlhkém vzduchu ztrácí. Za normální teploty je křehký, v rozmezí teplot 100–150 °C je tažný a dá se válcovat na plech a vytahovat na dráty. Nad 200 °C je opět křehký a dá se rozetřít na prach. Zinek je velmi snadno tavitelný a patří k nejsnáze těkajícím kovům. Tepelná vodivost zinku je poloviční a elektrická vodivost čtvrtinová, než je vodivost stříbra. Při teplotách pod 0,875 K je supravodivý.

V zemské kůře je zinek poměrně bohatě zastoupen. Velká naleziště zinkových rud (zejména sfaleritu a smithsonit), se nacházejí v Kanadě, Spojených státech amerických a v Austrálii.

Kadmium

Kadmium je šedostříbrný, měkký, lehce tavitelný, toxický kovový prvek. Dobře vede elektrický proud a za teplot pod 0,517 K se stává supravodičem.

Na vzduchu je kovové kadmium stálé, ale v atmosféře kyslíku je možné jej zapálit za vzniku oxidu kademnatého CdO. Do ovzduší přechází ve formě těkavých sloučenin již při teplotě 480 °C. V silných minerálních kyselinách je kadmium dobře rozpustné za vývoje plynného vodíku.

V zemské kůře je kadmium vzácným prvkem. V přírodě se vyskytuje jako příměs rud zinku a někdy i olova. K oddělení kovů se používá destilace.

Kadmium slouží jako součást různých slitin a k povrchové ochraně jiných kovů před korozí. Vzhledem k jeho toxicitě je jeho praktické využití omezováno na nejnutnější minimum. Oblasti zvláště ohrožené tímto kovem jsou Japonsko a Střední Evropa.

Rtuť

Rtuť patří mezi těžké kovy stříbřité barvy. Je jediným z kovových prvků, který je za normálních podmínek kapalný. Je nápadně těžká a dobře vede elektrický proud. Je supravodičem za teplot pod 4,154 K (Hg - α) a 3,949 K (Hg - β).

Rtuť je jedovatá a některé sloučeniny rtuti se řadí mezi velmi toxické látky. Slouží jako součást slitin (amalgámů) a jako náplň různých přístrojů (teploměry, barometry).

Kopernicium

Kopernicium patří mezi transurany. Je to silně radioaktivní kovový prvek, připravovaný uměle v cyklotronu nebo urychlovači částic.

Kopernicium doposud nebylo izolováno v dostatečně velkém množství, aby bylo možno určit všechny jeho fyzikální a chemické vlastnosti. Podle polohy v periodické tabulce prvků by svými vlastnostmi mělo připomínat rtuť.

Související články

• Zinek
• Kadmium
• Rtuť
• Kopernicium

Reference

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Group 12 element na anglické Wikipedii a Zinkgruppe na německé Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu 12. skupina na Wikimedia Commons