Ze 118 prvků, které člověk zná, je 94 kovů. Jedná se o prvky, které tvoří jednoduché hmoty s charakteristickou brilancí, vysokou plasticitou a kujností. Jaké další vlastnosti mají kovy? Do jakých skupin se dělí? Pojďme to zjistit.
Kovy a jejich vlastnosti
Popis kovů není snadný. Těžko se srovnávají s jinými prvky nebo látkami známými v moderním světě. Ve standardním smyslu je kov pevná šedá látka se silným leskem. Všechno je ale mnohem složitější. Většina z nich je opravdu šedá, ale odstíny jsou u každého jiné. Gallium je namodralé, vizmut je růžový, měď je jasně červená, ale cesium, stroncium a zlato mají žlutý odstín.
Kovy se velmi liší, pokud jde o míru projevu jejich vlastností. Ale jsou vlastnosti, které je spojují. Kovy relativně snadno darují elektrony vnější úrovni, protože jsou slabě vázány na jádro atomu. Jejich vnitřní struktura je reprezentována krystalovou mřížkou, proto jsou za normálních podmínek všechny pevné. Jedinou výjimkou je rtuť, která tvrdne až při teplotách pod -38,83°C.
Kovy jsou vynikajícími vodiči tepla a elektřiny. Mnohé z nich jsou velmi plastické, např. zlato, měď, čistý chrom, stříbro. Jsou schopny se ohýbat nebo mačkat, aniž by se zlomily. Jiné jsou docela křehké (mangan, cín, vizmut).
Metalové skupiny
Za stejných podmínek se kovy chovají odlišně, což je vidět již na příkladu rtuti. Velmi snadno se stává tekutým, ale ne všechny látky se chovají stejně. Podle bodu tání se rozlišují tavitelné a žáruvzdorné kovy. Mezi posledně jmenované patří wolfram, tantal, rhenium, molybden. Taví při teplotách nad 2000 °C.
Rozlišují se také těžké a lehké kovy. Těžké - olovo, kadmium, kob alt, rtuť, měď, vanad, mají velkou atomovou hmotnost (více než 50) a vysokou hustotu. Plíce jsou na tom přesně naopak. Patří sem hliník, galium, indium. Lithium je nejlehčí, s hustotou 0,533 g/cm³ a atomovou hmotností 3.
V periodické tabulce se také rozlišuje alkalická skupina kovů (lithium, sodík, draslík, rubidium). Docela snadno reagují s vodou za vzniku rozpustné alkálie nebo hydroxidu. Všechny jsou velmi aktivní, měkké a mnohem lehčí než voda. Existují i kovy alkalických zemin (vápník, baryum, stroncium), alkálie s vodou již tvoří jejich oxidy nebo zeminy. Jsou tvrdší a nejsou tak aktivní jako alkalické.
Na základě různých vlastností kovů se také dělí na:
- Přechodné.
- Po přechodném období.
- Barevné.
- Černá.
- Lanthanoidy.
- Aktinidy.
- Ušlechtilé.
- Kovy skupiny platiny.
- Vzácná zemina.
Vzácné kovy
Kovy často působí jako redukční činidla v chemických reakcích. Tím, že se vzdávají svých elektronů, podléhají korozivním procesům, které je ničí. Působením oxidačních činidel se na jejich povrchu tvoří oxidy, hydroxidy, kterým se lidově říká rez.
Těmto procesům podléhá mnoho kovů. Ničiteli pro ně mohou být plyny a různé kapaliny. Existuje však samostatná třída kovů, které jsou prakticky odolné vůči oxidaci a korozi. Jedná se o ušlechtilé kovy. Všechny jsou také vzácné a vzácné. Jejich ceny se pohybují od 300 $ (stříbro) do 70 000 $ (rhodium) za kilogram.
Ušlechtilé jsou zlato, stříbro a kovy skupiny platiny: platina, ruthenium, osmium, palladium, iridium, rhodium. Platina, palladium, zlato a stříbro jsou velmi plastické, ale nesnesou příliš vysoké teploty. Zbytek ušlechtilých kovů je také žáruvzdorný, tající od 2334 °C (ruthenium) do 3033 °C (osmium).
Všechny jsou odolné vůči vodě a vzduchu, ale mohou reagovat s agresivnějšími látkami. Například stříbro se snadno rozpouští v kyselině dusičné a při kontaktu s jódem ztmavne. Mimochodem, pomocí jódu můžete zkontrolovat, zda je produkt skutečně stříbrný.
Být v přírodě
Kovy jsou na naší planetě velmi rozšířené. ve formě solí asloučeniny, které se nacházejí v mořské vodě. Především je plný hořčíku (0,12 %) a vápníku (1,05 %). Nejrozšířenějším kovem v zemské kůře je hliník. Tvoří asi 8 % jeho celkové hmotnosti. Má také vysoký obsah železa (4,1 %), vápníku (4 %), sodíku (2,3 %), hořčíku (2,3 %), draslíku (2,1 %).
Kovy se ale nevyskytují pouze ve vnějším prostředí. Jsou přítomny v každém živém organismu a jsou odpovědné za mnoho životně důležitých funkcí. Lidské tělo obsahuje asi 3 % kovů. Železo v krvi pomáhá hemoglobinům vázat kyslík a vyměňovat je s oxidem uhličitým. Hořčík se nachází ve svalech a nervovém systému. Podílí se na syntéze bílkovin, je zodpovědný za svalovou relaxaci, inhibuje excitaci nervových zakončení.
Pro nás nejnutnější: hořčík, železo, sodík, vápník, draslík, zinek, měď, kob alt, mangan a molybden. Kovy se nacházejí v kostech, v mozku, v tkáních jiných orgánů. Získáváme je z vody a potravy a neustále potřebujeme doplňovat jejich zásoby. Při nedostatku těchto prvků tělo nefunguje správně, ale jejich nadbytek také není dobrý.
Aplikace
Lidé se naučili používat kovy téměř ve všech oblastech svého života. Vyrábí se z nich konstrukční materiály, dráty, elektrotechnika, nádobí. Nestabilní radioaktivní prvky jako uran, kalifornium, polonium našly využití v jaderné energetice a výrobě zbraní.
Lehké a pevné kovy se používají ve vesmírných technologiích a automobilovém průmyslu. Používají se různé prvkyfarmaceutický, potravinářský a textilní průmysl. Vyrábějí se z nich šperky, domácí potřeby, ale i léky a lékařské nástroje. Lithium se například používá jako antidepresivum, zlato je součástí léků na artritidu a tuberkulózu. Titan a tantal se používají v chirurgii k výrobě protéz a nahrazování poškozených částí těla.
