Teški metal

Teški metal je, šire uzevši, svaki relativno gusti metal. Određenija definicije, ponekad uključujući nemetale, kao što su arsen i antimon, ali nije široko prihvaćena. Zbog svoje težine i mnogih specijaliziranih svojstava, teški metali su korisni u skoro svim oblastima moderne ekonomske aktivnosti. Neki su otrovni, ali brojni su bitne hranjive tvari u tragovima.^[1][2][3][4]

Uzorci volframa, teškog metala.
Prikazana je kocka od 1 cm³
uz šipke sa evaporiranim kristalima; najistaknutija šipka je oštećena vidljivom, djelimičnom oksidacijom.
Drugi naziv tungsten dolazi iz švedskog tung sten" (=težak kamen".
S gustinom od 19,52 g/cm³
Volfram je oko 70% teži od olova (gustina 11,34)

Definicije

Gustoće metala i metaloida u tabeli periodnog sistema
	1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H																		He
2	Li	Be												B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg												Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba		Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	†	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
				La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb
			†	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No
	< 3,5 g/cm3										7 do 9,99
	3,5 do 4,99										> 10
	5 do 6,99

Ne postoji široko dogovoren kriterij u definiciji teških metala. Biohemičar J. H. Duffus je 2002.zaključio da se, u prethodnih 60 godina, upotrebljavalo toliko različitih definicija da je to potpuno obesmislilo ovaj termin.

Kvantitativni kriteriji koji se koriste za definiranje teških metala su uključivali gustinu, atomsku tećinu i atomski broj. Kriterij gustoće varira u rasponu od 3,5 g/cm³ do iznad 7 g/cm³. Definicija atomske težine počinje od natrija (22,98) do više od 40. Međutim, smatra se da bi termin teški metal trebalo rezervirati samo za elemente s atomskom masom od 200 ili većom. Prema atomskom broju, kao teški metali obično se uzimaju veći od 20. Ponekad je ograničen na 92 (uranij). Od tih kriterija, najčešće se koristi gustina . Metaloidi ispunjavanju važeće kriterije i često se računaju kao teški metali, posebno u hemiji okoliša.

Poznati su ili se već koriste kriteriji na osnovu hemijskog ponašanja ili periodnoh . SAD farmakopeja opisuje teške metale kao "metalne nečistoće koji su obojeni sulfidnim ionom". Prema Hawkesu, iz 1997. godine, a u kontekstu pedeset godina iskustva sa pojmom, to su "nerastvorljivi metalni sulfidi i hidroksidi, čiji soli u vodi stvaraju obojene rastvore, a čiji su kompleksa obično u boji". On je da su teški metali, kao i svi metali u grupama 3 i 16, koji su u periodu 4 ili većem; drugim riječima, u tranzicijski i post-tranzicijski metali. Većina, ali ne svi, lanthanidi i aktinidi će zadovoljiti ove definicije. Lantanid sulfidi su visoko obojeni. U ovom slučaju aluminij nije povezan sa grupom postranzicijskih metala. U ovoj definiciji se može naći većina, ali ne i svi, lantanidi i aktinidi. Lantanidi su intenzivno obojeni i nerastvorljivi. Pojedinačni ioni lantana, europija, gadolinij, jiterbija i lutecija, u vodi su bezbojni. Lantanidni kompleksi imaju veoma sličnu boju kao i njihovo vodeni ioni (od kojih je većina obojena). Obojeni su i aktinidni sulfidi aktinija, najmanje do americija, a kada je riječ o topivosti aktinidnih sulfida, izvori su nekompletni ili kontradiktorni. S druge strane hidroksidi su nerastvorljivi. Međutim, mnogi aktinidni kompleksi imaju jake i žive boje.

Teški metali su ponekad definirani na osnovu ponašanja Lewis kiselina (akceptora elektronskog para) i njihovih iona u vodenoj otopini, koji čine klasu B i granične metale. U ovoj shemi, klase A metalnih iona preferira donore kisika; ioni klase B preferiraju donore dušika ili sumpora, a granični ili ambivalenttni ioni pokazuju karakteristike klase A ili B, ovisno o okolnostima. Klase metala A , koji imaju tendenciju ka niskoj elektronegativnosti i oblik veza s velikim ionskm svojstvima, su baze i zemnoalkalni metali i aluminij, u grupi 3 elementa, lantanidi i aktinidi. Metali B klase, koji imaju tendenciju povećanja elektronegativnosti i oblika veza sa značajnim kovalentnim osobinama, uglavnom teže tranzicijskim i posttranzicijskim metalima.

Graničnu grupu metala uglavnom čine lakši tranzicijski i post-tranzicijski metali (plus arsen i antimon). Razlika između metala klase A i ostale dvije kategorije je oštra. Često citirani prijedlog koji koristiti ove kategorije klasifikacije, umjesto češćeg imena teški metal, nije široko prihvaćen.

Nasuprot tom upitnom mišljenju, navođene sintagme teški metal redovno se upotrebljava u naučnoj literaturi. Istraživanje u 2010. je pokazalo da se sve više koristi i da je postao dio jezika nauke. Sugerirani termin je prihvatljiv, s obzirom na praktičnost i bliskost, sve dok je popraćen striktnom definicijom.

Elementi atomskih brojeva od 104 (raderfordij) pa nadalje, ponekad se nazivaju suprteški metali. Ostaje da se vidi da li je metel i element 118, koji je najteži element u grupi plemenitih plinova. Predviđeni gustinski elemenati 104-118, u rasponu težine od oko 5 g/cm³ za element 118, do 41 g/cm³ za hasij (element 108); ovaj drugi je 3,6 puta teži od olova (11,35 g/cm³).

Također pogledajte

• Metal (hemija)
• Nemetal

Reference

1. Atkins P., de Paula J. (2006). Physical chemistry, 8th Ed. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-8759-8.
2. Whitten K.W., Gailey K. D., Davis R. E. (1992). General chemistry, 4th Ed. Philadelphia: Saunders College Publishing. ISBN 0-03-072373-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
3. Petrucci R.H., Harwood W.S., Herring F.G. (2002). General Chemistry, 8th Ed. New York: Prentice-Hall. ISBN 0-13-014329-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
4. Laidler K. J. (1978). Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings. Menlo Park. ISBN 0-8053-5680-0.