Historia odkrycia niektórych pierwiastków

Chlor

Symbol: Cl
Nazwa polska: Chlor
Nazwa łacińska: Chlorum
Grupa: VII A (17) - fluorowce
Okres: 3
Liczba atomowa: 17
Masa atomowa: 35.4527
Stan skupienia (20C, 1 atm.): gaz
Kolor: żółto-zielony
Zapach: drażniący, charakterystyczny

Właściwości chemiczne: Chlor jest bardzo aktywny chemicznie. Nie tworzy związków tylko z tlenem i helowcami. Reakcje z pozostałymi pierwiastkami często przebiegają gwałtownie (z sodem, fosforem i siarką). Szczególnie łatwo chlor reaguje ze sproszkowanymi metalami. Po zainicjalizowaniu reakcji łączy się z wodorem tworząc chlorowodór HCl. Chlor ma silne właściwości utleniające, utlenia bromki i jodki do wolnych pierwiastków.

Zastosowanie: Chlor jest kluczową substancją wykorzystywaną w syntezie organicznej i nieorganicznej. Jego związki znalazły zastosowanie do wybielania i odkażania. Pierwiastek ten ma też duże zastosowanie w gospodarstwie domowym.

Historia odkrycia: Chlor został odkryty przez Carla Wilhelma Scheelera w Szwecjii w roku 1774. Po raz pierwszy chlor otrzymano działając kwasem solnym na brausztyn (dwutlenek manganu MnO2).

Występowanie: Chlor jest często występującym pierwiastkiem w przyrodzie jednak nie występuje w stanie wolnym. Występuje głównie w postaci chlorków: chlorku sodu NaCl, chlorku magnezu MgCl2 i chlorku potasu KCl. Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej 13 miejsce (procenty wagowe).

Węgiel

Symbol: C
Nazwa polska: Węgiel
Nazwa łacińska: Carboneum
Grupa: IV A (14) - węglowce
Okres: 2
Liczba atomowa: 6
Masa atomowa : 12.011
Stan skupienia (20C, 1 atm.): ciało stałe
Kolor: szaro-czarny (grafit), przeźroczysty (diament)

Właściwości chemiczne: Węgiel jest dość bierny chemicznie. Spala się w wysokich temperaturach do dwutlenku CO2. Ulega działaniu gazowego fluoru tworząc fluorek CF4. Grafit ulega utleniającemu działaniu kwasu azotowego. Węgiel jest często stosowanym czynnikiem redukującym tlenki metali do wolnych metali. Z metalami w odpowiednich warunkach tworzy węgliki. Pary siarki z rozżarzonym węglem tworzą dwusiarczek węgla CS2.

Zastosowanie: Węgiel w postaci diamentu stosowany jest w jubilerstwie. Ze względu na dużą twardość diamentu służy on do konstrukcji tarcz polerskich i noży do cięcia różnych materiałów. Grafit stosuje się jako dodatek do smarów łożyskowych.

Historia odkrycia: Węgiel znany był od najdawniejszych lat jako produkt niecałkowitego spalania substancji organicznych. W 1773 roku Lavoisier stwierdził, że diament spala się w wysokich temperaturach z utworzeniem dwutlenku węgla. W 1779 roku Scheele wykazał, że grafit również ulega spaleniu do dwutlenku węgla. Stąd wyciągnięto wniosek, że obie substancje są odmianami tego samego pierwiastka – węgla.

Występowanie: Węgiel jest bardzo często występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci licznych węglanów jak i w postaci rodzimej: diamentu (Rosja i RPA) i grafitu (Cejlon, Madagaskar i Kanada). Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej 14 miejsce (procenty wagowe).

Wodór

Symbol: H
Nazwa polska: Wodór
Nazwa łacińska: Hydrogenium
Grupa: IA (1)
Okres: 1
Liczba atomowa: 1
Masa atomowa : 1.00794
Stan skupienia (20C, 1 atm.): gaz
Kolor: bezbarwny
Zapach: bez zapachu

Właściwości chemiczne: Wodór w niskich temperaturach jest dość bierny chemicznie. Reakcja z tlenem przebiega wybuchowo dopiero w temperaturze 550C lub po zainicjalizowaniu iskrą elektryczną. Jest szczególnie reaktywny w postaci atomowej. W związkach występuje na stopniu utlenienia +1 lub w niektórych wodorkach -1 (metale 1, 2 i 3 grupy). Reaguje z fluorowcami, azotem i siarką. Ze względu na dużą zdolność łączenia się z tlenem wodór reaguje z tlenkami metali.

Zastosowanie: Wodór stosuje się jako surowiec do syntezy podstawowych produktów przemysłu chemicznego - amoniaku, chlorowodoru, metanolu i benzyny syntetycznej. Jest używany do prowadzenia procesów redukcji (np. tlenków metali) i uwodorniania (utwardzania) tłuszczów. Stosowany jest do uzyskiwania wysokich temperatur w palnikach tlenowodorowych. Wodór ma duże znaczenie jako materiał napędowy (w mieszaninie z tlenem) rakiet kosmicznych. Był stosowany do napełniania balonów i sterowców.

Historia odkrycia: Po raz pierwszy wodór (nazwany palnym powietrzem) otrzymał Boyle w 1661 roku działając roztworem kwasu siarkowego na żelazo. Jednak dopiero Cavendish w 1766 roku zbadał własności tego gazu - stwierdził, że w wyniku spalania daje wodę. Pierwiastkową naturę wodoru uznał w 1787 roku A. Lavoisier nadając mu nazwę hydrogenium. Odkryty został w Angli.

Występowanie: Wodór zajmuje 9 miejsce wśród pierwiastków pod względem rozpowszechnienia wagowego (0.88%) a pod względem liczby atomów - trzecie miejsce na Ziemi. Na naszej planecie wodór występuje prawie wyłącznie w związkach w postaci wody, węglowodorów (ropa naftowa, gaz ziemny), białek i węglowodanów (białka i cukry wchodzące w skład organizmów roślin i zwierząt). Wolny wodór występuje w niewielkich ilościach w gazie ziemnym, gazach wulkanicznych i górnych warstwach atmosfery.

Jest to główny pierwiastek wszechświata - z niego właśnie w wyniku przemian termojądrowych w gwiazdach powstają inne, cięższe pierwiastki.

Złoto

Symbol: Au
Nazwa polska: Złoto
Nazwa łacińska: Aurum
Grupa: I B (11) - miedziowce
Okres: 6
Liczba atomowa: 79
Masa atomowa : 196.96654
Stan skupienia (20C, 1 atm.): ciało stałe
Kolor: żółty z metalicznym połyskiem

Właściwości chemiczne: Złoto jest metalem mało aktywnym chemicznie w temperaturze pokojowej. Z powietrzem w temperaturze pokojowej nie reaguje. Złoto nie reaguje z fluorowcami. Nie rozpuszcza się w kwasach nieutleniających i nie ulega działaniu kwasu azotowego. Złoto ulega działaniu wody królewskiej. Występuje na +1 i +3 stopniu utlenienia. Tlenek złota (III) Au2O3 wykazuje charakter amfoteryczny.

Zastosowanie: Złoto wykorzystuje się w jubilerstwie i do produkcji monet. Metalu tego używa się także do barwienia szkła. Znalazło zastosowanie również w elektronice i medycynie. Jego promieniotwórcze izotopy stosowane są jako znaczniki.

Historia odkrycia: Znany jest od starożytności. Złoto jest rzadko występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci rodzimej ale tworzy też minerały np. sylwanit AuAgTe4. Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej 73 miejsce (procenty wagowe).

Występowanie: Pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym. Najczęściej towarzyszy rudom cynku. Duże złoża kadmu występują na Śląsku. Pierwiastek ten stanowi 0.00002 % wagowego skorupy ziemskiej i zajmuje 62 miejsce pod względem rozpowszechnienia.

Tlen

Symbol: O
Nazwa polska: Tlen
Nazwa łacińska: Oxygenium
Grupa: VI A (16) - tlenowce
Okres: 2
Liczba atomowa: 8
Masa atomowa : 15.9994
Stan skupienia (20C, 1 atm.): gaz
Kolor: bezbarwny
Zapach: bez zapachu

Właściwości chemiczne: Tlen jest pierwiastkiem bardzo czynnym chemicznie. Prawie wszystkie substancje ulegają procesom spalania (oprócz helowców, fluoru i platyny) tworząc odpowiednie tlenki (w przypadku sodu powstaje nadtlenek Na2O2 , a w przypadku potasu ponadtlenek KO2). Aktywność ozonu jest dużo wyższa niż tlenu. Jest bardzo silnym utleniaczem. Reagując z siarkowodorem tworzy kwas siarkowy (IV).

Zastosowanie: Tlen znalazł szerokie zastosowanie w hutnictwie, w procesach wytopu stali. Pierwiastek ten stosuje się też w palnikach tlenowodorowych i tlenowo-acetylenowych. W medycynie stosowany jest w przypadku problemów z oddychaniem. Ozon znalazł zastosowanie jako środek dezynfekujący i silny środek utleniający.

Historia odkrycia: Tlen został odkryty w 1776r przez Joseph Priestly, Carl Wilhelm Scheele we Francji i Szwecji. Tlen otrzymano przez termiczny rozkład tlenku rtęci (II) HgO.
Występowanie: Tlen jest bardzo często występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Występuje głównie w postaci wolnej jak i w postaci tlenków. Powietrze zawiera 21% tego pierwiastka. Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej 1 miejsce (procenty wagowe).