Nejaktivnější kov na Zemi – Svaz báňských inženýrů. Informační portál věnovaný těžbě uhlí, rud a dalších nerostů.

Nejaktivnější kovy jsou prvky I. a II. skupiny, které se nacházejí na levé straně periodické tabulky. Kov se považuje za aktivní, když silně a rychle reaguje s jinými prvky. Reaktivita kovu se zvyšuje s postupem od horního k dolnímu konci periodické tabulky.

Výjimkou je vodík, který se nepovažuje za kov a nachází se v levém horním rohu Mendělejevovy periodické tabulky chemických prvků.

Nejaktivnější kovy na světě

Podle reaktivity kovových prvků uvedených v periodické tabulce chemických prvků se tyto dělí do tří skupin:

1. Aktivní kovy.
2. Středně aktivní kovy.
3. Nízkoaktivní kovy.

Nejaktivnějšími kovy na Zemi jsou lithium, cesium a francium.

Cesium je nejreaktivnější z neradioaktivních prvků. Je to vzácný, stříbřitě žlutý, lesklý kov s atomovým číslem (počet protonů v jádře) 55. Je to velmi měkký prvek, který se roztaví v rukou – pokud nejdříve nevybuchne, protože silně reaguje na vlhkost.

Cesium (Cs), číslo – 55, atomová hmotnost – 132,905

Existuje také velmi radioaktivní prvek, francium, který může být aktivnější než cesium. Nebo nemusí být, to se pravděpodobně nikdy nedozvíme, protože francium je nejen extrémně radioaktivní, ale je to také extrémně vzácný kov.

Poslední ze tří nejaktivnějších kovů, lithium, má zajímavou vlastnost. Dodává plamenným jazykům karmínovou barvu.

Zde je video s ukázkou aktivity lithia, sodíku, draslíku, rubidia a cesia.

Co je cesium

Cesium je alkalický kov. Je velmi reaktivní a v přírodě se nevyskytuje volně. Tyto kovy jsou také velmi tvárné a jsou dobrými vodiči tepla a elektřiny.

Cesium byl prvním prvkem, který bylo možné detekovat spektroskopem. Objevili ho v roce 1860 němečtí chemici Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff při analýze spektra minerální vody z pramene Bad Dürkheim.

Cesium se přirozeně vyskytuje v minerálech pollucitu a lepidolitu. Nachází se také v mnoha hlinitokřemičitanech, jako je beryl, petalit a karnalit. Nejbohatší známé ložisko cesia se nachází v Kanadě, na břehu jezera Bernic. Soustředí se tam asi 70 % zemských zásob. Je zajímavé, že toto jezero je místem každoročního Festivalu cesia (24. února), kdy se tuny této látky spalují ve sněhu a panuje další cesiové šílenství.

Cesium je také vedlejším produktem jaderného štěpení v reaktorech.

Vlastnosti cesia

Přestože cesium není nejtěžším kovem na světě, je nejaktivnější a má řadu jedinečných vlastností:

• Samovolně hoří na vzduchu a okamžitě exploduje při kontaktu s vodou nebo vlhkostí v jakékoli formě, dokonce i s ledem až do -116 °C.
• Hoří zářivě modrým plamenem. Nezasvěceným se plamen jeví spíše fialový než modrý, ale s dostatečnou meditací, studiem chemie a blaženými hodinami strávenými v úžasu nad tím, jak cesium hoří, se odhalí pravá modrá povaha jeho plamene.
• Název „cesium“ pochází ze dvou jasně modrých čar v jeho emisním spektru. V překladu z latiny znamená „caesius“ „nebesky modrý“.
• Jeho hydroxid (tekutý roztavený stav) je schopen prokousat maso, sklo a mnoho dalších látek. Pouze kov rhodium a řada jeho slitin jsou schopny odolat tavenině hydroxidu cesného.
• Jodid a bromid cesný se používají jako ústřední složky při výrobě přesné optiky, včetně dalekohledů pro noční vidění, brýlí a dalekohledů. Cesium se také experimentálně používá v iontových pohonných systémech pro kosmické lodě kvůli svému nízkému ionizačnímu potenciálu.
• Cesium se používá k výrobě nejpřesnějších atomových hodin. I ty nejlepší náramkové hodinky na světě se mohou ztrácet o několik sekund nebo dokonce minutu. Atomové hodiny na bázi cesiu však ztrácejí pouze jednu sekundu každých pět miliard let.
• Přírodní cesium se skládá z jednoho stabilního izotopu, Cs 133. Existuje 30 dalších známých radioaktivních izotopů, které vyplňují rozsah od Cs 114 do Cs 145. Cesium-137 (také známé jako radiocesium) je jednou z biologicky nejnebezpečnějších složek radioaktivního odpadu a jaderného spadu. Hromadí se v živých organismech a dokonce i v houbách a jeho nejvyšší hladiny se nacházejí u sobů a vodních ptáků v Severní Americe.

Lidé i zvířata jsou neustále vystaveni nepatrnému množství cesia prostřednictvím jídla, dýchání a pití. I když je nepravděpodobné, že bychom onemocněli pouze z cesia, dlouhodobá expozice může vést k nepříznivým účinkům na zdraví, včetně nevolnosti, zvracení, krvácení a poškození buněk.

Cesium a léčba rakoviny

Paracelsus také tvrdil, že všechno je jed a všechno je lék. Jde jen o dávkování. A pokud jde o cesium, Paracelsova slova jsou naprostá pravda.

Cesium je v současné době studováno z hlediska jeho účinnosti v léčbě několika forem rakoviny, včetně mozkových nádorů. Cesium-131, radioaktivní izotop cesia, je umístěno do brachyterapeutické kapsle („semínka“) spolu s dalším radioaktivním izotopem (jódem-125).

Podle Americké společnosti pro brachyterapii je brachyterapeutická kapsle radioaktivní „lusk“, který se umisťuje přímo do rakovinné tkáně. Tato semena jsou účinná proti několika formám rakoviny, včetně rakoviny prostaty, děložního čípku a endometria.

V jedné studii byla skupině 24 pacientů s mozkovými nádory implantována brachyterapeutická semínka s cesiem-131 do nádorů. Byly zaznamenány minimální vedlejší účinky, ale celkově pacienti tuto formu léčby dobře snášeli.

Myšlenka použití semen cesia-131 pro brachyterapii k léčbě rakoviny pochází z 1960. let 2009. století a byla popsána ve studii publikované v časopise Radiology. Studie publikovaná v časopise Medical Physics v roce 131 se zabývala použitím semen cesia-XNUMX k léčbě rakoviny prostaty s pozitivními výsledky.

Než se terapie cesiem pevně etabluje v medicíně, je zapotřebí dalšího výzkumu. Výzkum však zatím ukazuje, že použití cesia-131 k léčbě rakovinných nádorů pomocí brachyterapie je slibné.

Srovnání cesia a francia

Francium (Fr), číslo – 87, atomová hmotnost – 223

Stejně jako cesium je francium (Fr) alkalický kov (pouze radioaktivní) a má extrémně vysokou chemickou aktivitu.

• Hustota francia je 1,87 gramu na centimetr krychlový, což je srovnatelné s hustotou cesia – 1,879 gramu na centimetr krychlový.
• Cesium a francium jsou dva ze čtyř kovů, které jsou při pokojové teplotě kapalné, spolu s rtutí a galiem.
• Interakce cesia s vodou je docela efektní – při explozi vzniká hydroxid CsOH a vodík H2. Francium a voda se navzájem nijak zvlášť „nerady“ mají a při jejich interakci vzniká nejsilnější alkálie – hydroxid francia.
• Stejně jako cesium se i francium hromadí v živých organismech. Izotopy tohoto kovu proto našly uplatnění v medicíně, pro diagnostiku rakoviny a různé biologické studie.
• Ale co se týče rozšíření, cesium daleko předčí francium. Každý rok se na světě vytěží asi 20 tun obohacené cesiové rudy. Podle periodické tabulky je cesium 50. nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře. Francie se v celé zemské kůře vyskytuje asi 340 gramů.

To znamená, že co se týče vlastností, dva nejaktivnější kovy na planetě jsou si velmi podobné.

Srovnání cesia a lithia

Lithium (Li), číslo – 3, atomová hmotnost – 6,94

Lithium je jedním ze tří nejreaktivnějších kovů na planetě. Je klíčovou součástí baterií, které napájejí chytré telefony, notebooky a elektromobily. Více než polovina světových dodávek lithia pochází z „lithiového trojúhelníku“ Bolívie, Chile a Argentiny. Největším zdrojem lithia ze soli je chilská poušť Atacama.

• Stejně jako cesium je i lithium alkalický kov. A stejně jako cesium se v přírodě vyskytuje pouze ve sloučeninách. Stopy lithia se však nacházejí téměř ve všech vyvřelých horninách a v mnoha minerálních pramenech. Byl jedním ze tří prvků, které vznikly Velkým třeskem, spolu s vodíkem a heliem.
• V zemské kůře je málo lithia a cesia – 21 g/t a 3,7 g/t.
• Pokud se cesium vznítí na vzduchu a reaguje s kyslíkem, pak lze lithium po určitou dobu skladovat i na volném prostranství. Díky této „toleranci“ je lithium jediným zástupcem alkalických kovů, který nevyžaduje skladování v petroleji. Při interakci s kyslíkem může také vysílat „ohnivé pozdravení“, ale pouze za vysokých teplot.
• Lithium je kov s nejmenší hustotou (0,533 g/cm3). Cesium má mnohem vyšší hustotu, 1,879 gramu na centimetr krychlový. Lehkost lithia znamená, že dokáže ukládat energii, aniž by zvyšovalo hmotnost zařízení.
• Ale co se týče nízkého bodu tání, lithium dává cesiu soupeře. Jeho bod tání je 180,5 stupňů Celsia. A cesium taje při 28,4 stupních Celsia.
• Lithium ale vaří rychle – při 134 stupních, ale přivést cesium k varu není snadné, je potřeba teplota 678 stupňů.
• Lithium i cesium se snadno řežou běžným nožem.

V současné době existuje na světě 94 druhů kovů, ale ne všechny lze rozlišit podle jejich hustoty. Tvrdé kovy jsou tyto typy.

Iridium

Objev iridia. Objevitelem tohoto kovu byl v roce 1803 anglický chemik S. Tennant. Spolu s osmiem byly přítomny jako nečistoty v přírodní platině, která byla dodána z Jižní Ameriky.

Vzhled iridia. Díky atypické a pestré barvě svých solí dostal své jméno, protože byl přeložen ze starověké řečtiny jako „Duha“.

Aplikace. Iridium je tvrdší než jiné kovy, proto se používá v různých průmyslových odvětvích. Většina vytěžené platiny se využívá v chemickém průmyslu. V lékařství se jedná o výborný zdroj gama záření, který je velmi užitečný i v onkologii, zavedení iridiových elektrod do mozku pomáhá při léčbě pacientů s epilepsií, Parkinsonovou chorobou, schizofrenií a je perspektivní pro tvorbu oka; protézy a naslouchátka.

Tantal

Tantal, objev.

Tantal zpočátku získával švédský chemik A. Ekenberg pomocí dlouhých reakcí dvou minerálů, které byly objeveny ve Švédsku a Finsku v roce 1802, ale v čisté formě jej izoloval německý vědec W. Bolton v roce 1903. Vzhled. Ve standardním mikroklimatu má vzhled lesklé šedavé látky, ale ve vzduchu získává chemický prvek mírně namodralý odstín a olovnatý edém, což jsou charakteristické rysy kovu.

Tantal, vlastnosti a aplikace. Je třeba zdůraznit některé z nejcennějších vlastností kovu:

• Velká odolnost proti korozi;
• Nezranitelnost vůči agresivnímu prostředí;
• Koroduje v roztocích kyseliny sírové a zásad;
• Teplota tání látky je přibližně 3000C;
• Dobrá biologická kompatibilita s živými organismy.

Téměř polovina tantalu jde do metalurgického průmyslu, asi 25 % se používá na výrobu elektroniky a elektrospotřebičů, 1/5 se používá v chemickém průmyslu a menší podíl v lékařství (kostní a rekonstrukční chirurgie). Ve vojenské oblasti se výborně hodí na cíle a náboje kumulativních střel. Své uplatnění našel také ve výrobě přístrojů a jaderné energetice.

Chrome

Otevírání Chromu. Tento prvek původně objevil německý geolog a mineralog I. Lehmann v roce 1797, ale nový kov byl také izolován v roce 1797 ve Francii chemikem L. Vauquelinem.

Vzhled, chrom. Chrom má modrobílou barvu. Prvek je někdy klasifikován jako železný kov, protože má tendenci malovat sloučeniny v různých barvách, odtud název „barva“.

Aplikace. Chrom je nejtvrdší kov, často se používá k tavení slitin chrómu a ocelí, část se používá k vytváření odolných povlaků a prášek se používá k výrobě materiálů pro svářecí zařízení, laserové materiály a žáruvzdorné materiály.

Berýlium

Historie objevů kovů. Berylium objevil v roce 1798 L. Vauquelin ve formě beryl zeminy. Kovový minerál získali vědci F. Wöhler v roce 1828 v Německu a A. Bussy ve Francii.

Vzhled. Vzhledově je to měkký minerál stříbřitě bílého odstínu.

Aplikace. Minerál se používá při výrobě gama detektorů a rentgenových trubic, raketových gyroskopů a umělých družic, při výrobě slitin a ke zpomalení neuronů v jaderných reaktorech.

Osmium

Osmium, objev. Osmium bylo také objeveno ve stejné době jako iridium.

Vzhled. Kov má zářivou stříbrno-bílou barvu s namodralým nádechem, ale v různých formách má své vlastní vlastnosti:

• Slitky se vyznačují tmavě modrou stříbrnou barvou;
• Laboratorně získané krystaly mají stříbřitě modrý odstín;
• Prášek má tmavě fialovou barvu.

Aplikace. Osmium je široce používáno v průmyslu, chemickém průmyslu, medicíně a klenotnictví.

Rénium

Rhenium, objev. Němečtí vědci W. Noddack, O. Berg a I. Tacke objevili v roce 1925 rhenium.

Vzhled. Žáruvzdorný kov připomíná ocel a má tmavý nebo tmavě šedý pigment.

Aplikace. Slitiny tvrdých kovů (rhenium s molybdenem, wolfram a další kovy) našly uplatnění při tvorbě prvků pro raketovou a nadzvuková letadla a slitiny nikl-rhenium při výrobě spalovacích komor, lopatek turbín a výfukových trysek proudových motorů.

Wolfram

Kdo objevil wolfram? V roce 1781 získal chemik ze Švédska K. Scheele oxid wolframový. Samotný minerál byl poprvé objeven španělskými bratry de Elguiar v roce 1783. Vzhled. Při přechodu do strusky jsou kovy klasifikovány jako přechodné a mají stříbrno-šedou barvu.

Aplikace. Wolfram vyrábí supertvrdé oceli a slitiny, které se používají pro mechanické zpracování kovů, při vrtání studní a při výrobě dílů. Wolframové elektrody jsou určeny pro argonové obloukové svařování. V jaderné fyzice a medicíně bylo nalezeno použití monokrystalů wolframu pro žhavící vlákna a části elektrických vakuových zařízení, nábojnice, rotory gyroskopů atd.

Uran

Kdo objevil uran? Uran byl objeven v roce 1789 německým chemikem Martinem Heinrichem Klaprothem při studiu minerálu „dehtová směs“ a byl jím přezdíván na počest planety Uran. Kovový stav uranu získal v roce 1841 francouzský chemik Eugene Melchior Peligot.

Vzhled. Zvenčí se chemický prvek jeví jako stříbřitě bílý kov s železným leskem.

Aplikace. Používá se především k výrobě elektrické energie, ale uran se využívá i pro lékařské účely a při výrobě jaderných bomb.

Titan

Když je objeven titan? Historie objevu titanu se začala psát v roce 1791, kdy jej objevil anglický vědec W. Gregor a v roce 1799 získal kov své jméno díky M. Klaprothovi.

Vzhled. Vzhledově je minerál podobný oceli a patří k přechodným prvkům. Aplikace. Titan a jeho slitiny našly uplatnění v metalurgii, vojenském průmyslu, elektrotechnice a radiotechnice, chemickém průmyslu, stavbě lodí a dalších oblastech života.