Группа 12 , по современной нумерации ИЮПАК , [1] представляет собой группу химических элементов в периодической таблице . Она включает цинк (Zn), кадмий (Cd), ртуть (Hg), [2] [3] [4] и коперниций (Cn). [5] Ранее эта группа называлась IIB (произносится как «группа два B», поскольку «II» — римская цифра ) по CAS и старой системе ИЮПАК. [примечание 1]
Три элемента группы 12, которые встречаются в природе, это цинк, кадмий и ртуть. Все они широко используются в электрических и электронных устройствах, а также в различных сплавах. Первые два члена группы имеют схожие свойства, поскольку они являются твердыми металлами при стандартных условиях. Ртуть — единственный металл , который, как известно, является жидкостью при комнатной температуре — поскольку точка кипения коперниция еще не была измерена достаточно точно, [примечание 2] пока неизвестно, является ли он жидкостью или газом при стандартных условиях. Хотя цинк очень важен в биохимии живых организмов, кадмий и ртуть оба очень токсичны. Поскольку коперниций не встречается в природе, его приходится синтезировать в лаборатории.
Как и другие группы периодической таблицы , элементы 12-й группы демонстрируют закономерности в своей электронной конфигурации, особенно на внешних оболочках, что приводит к тенденциям в их химическом поведении:
Элементы группы 12 — это мягкие, диамагнитные , двухвалентные металлы. Они имеют самые низкие температуры плавления среди всех переходных металлов . [8] Цинк — голубовато-белый и блестящий, [9] хотя большинство распространенных коммерческих сортов металла имеют матовую отделку. [10] Цинк также упоминается в ненаучном контексте как spelter . [11] Кадмий — мягкий, ковкий , пластичный и имеет голубовато-белый цвет. Ртуть — жидкий, тяжелый, серебристо-белый металл. Это единственный распространенный жидкий металл при обычных температурах, и по сравнению с другими металлами он является плохим проводником тепла, но хорошим проводником электричества. [12]
Таблица ниже представляет собой сводку основных физических свойств элементов группы 12. Данные для коперниция основаны на моделировании релятивистской теории функционала плотности. [13]
Цинк несколько менее плотный, чем железо , и имеет гексагональную кристаллическую структуру . [14] Металл твердый и хрупкий при большинстве температур, но становится ковким между 100 и 150 °C (212 и 302 °F). [9] [10] Выше 210 °C (410 °F) металл снова становится хрупким и может быть измельчен путем дробления. [15] Цинк является хорошим проводником электричества . [9] Для металла цинк имеет относительно низкие температуры плавления (419,5 °C, 787,1 °F) и кипения (907 °C, 1665 °F). [8] Кадмий во многих отношениях похож на цинк, но образует сложные соединения. [16] В отличие от других металлов, кадмий устойчив к коррозии , и поэтому его используют в качестве защитного слоя при нанесении на другие металлы. Как объемный металл, кадмий нерастворим в воде и не горюч ; однако, в порошкообразной форме он может гореть и выделять токсичные пары. [17] Ртуть имеет исключительно низкую температуру плавления для металла d-блока. Полное объяснение этого факта требует глубокого экскурса в квантовую физику , но его можно резюмировать следующим образом: ртуть имеет уникальную электронную конфигурацию, в которой электроны заполняют все доступные подоболочки 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d и 6s. Поскольку такая конфигурация сильно сопротивляется удалению электрона, ртуть ведет себя подобно элементам благородных газов , которые образуют слабые связи и, таким образом, легко плавящиеся твердые тела. Устойчивость оболочки 6s обусловлена наличием заполненной оболочки 4f. F-оболочка плохо экранирует ядерный заряд, который увеличивает притягивающее кулоновское взаимодействие 6s-оболочки и ядра (см. сокращение лантаноидов ). Отсутствие заполненной внутренней f-оболочки является причиной несколько более высокой температуры плавления кадмия и цинка, хотя оба эти металла все еще легко плавятся и, кроме того, имеют необычно низкие температуры кипения. Золото имеет атомы с одним 6s-электроном меньше, чем ртуть. Эти электроны легче удаляются и распределяются между атомами золота, образуя относительно прочные металлические связи . [18] [19]
Цинк, кадмий и ртуть образуют широкий спектр сплавов . Среди содержащих цинк, латунь представляет собой сплав цинка и меди . Другие металлы, которые, как давно известно, образуют бинарные сплавы с цинком, — это алюминий , сурьма , висмут , золото , железо, свинец , ртуть, серебро , олово , магний , кобальт , никель , теллур и натрий . [11] Хотя ни цинк, ни цирконий не являются ферромагнитными , их сплав ZrZn
2проявляет ферромагнетизм ниже 35 К. [9] Кадмий используется во многих видах припоев и подшипниковых сплавов из-за низкого коэффициента трения и сопротивления усталости. [20] Он также содержится в некоторых сплавах с самой низкой температурой плавления, таких как металл Вуда . [21] Поскольку ртуть является жидкостью, она растворяет другие металлы, а образующиеся сплавы называются амальгамами . Например, такие амальгамы известны с золотом, цинком, натрием и многими другими металлами. Поскольку железо является исключением, для торговли ртутью традиционно использовались железные колбы. Другие металлы, которые не образуют амальгам с ртутью, включают тантал , вольфрам и платину . Амальгама натрия является распространенным восстановителем в органическом синтезе , а также используется в натриевых лампах высокого давления . Ртуть легко соединяется с алюминием , образуя ртутно-алюминиевую амальгаму, когда два чистых металла вступают в контакт. Поскольку амальгама реагирует с воздухом, образуя оксид алюминия, небольшие количества ртути вызывают коррозию алюминия. По этой причине ртуть не допускается на борту самолета в большинстве случаев из-за риска образования амальгамы с открытыми алюминиевыми деталями в самолете. [22]
Большая часть химии изучена только для первых трех членов группы 12. Химия коперниция изучена недостаточно, поэтому остальная часть раздела посвящена только цинку, кадмию и ртути.
Все элементы в этой группе являются металлами . Сходство металлических радиусов кадмия и ртути является следствием лантаноидного сжатия . Таким образом, тенденция в этой группе отличается от тенденции в группе 2, щелочноземельных металлов , где металлический радиус плавно увеличивается сверху вниз группы. Все три металла имеют относительно низкие температуры плавления и кипения, что указывает на то, что металлическая связь относительно слаба, с относительно небольшим перекрытием между валентной зоной и зоной проводимости . [23] Таким образом, цинк находится близко к границе между металлическими и металлоидными элементами, которая обычно располагается между галлием и германием , хотя галлий участвует в полупроводниках, таких как арсенид галлия .
Цинк и кадмий электроположительны , а ртуть нет. [23] В результате цинк и металл кадмий являются хорошими восстановителями. Элементы группы 12 имеют степень окисления +2, в которой ионы имеют довольно стабильную электронную конфигурацию d 10 с полной подоболочкой . Однако ртуть может быть легко восстановлена до степени окисления +1; обычно, как в ионе Hg2+
2, два иона ртути(I) объединяются, образуя связь металл-металл и диамагнитную разновидность. [24] Кадмий также может образовывать такие разновидности, как [Cd 2 Cl 6 ] 4− , в которых степень окисления металла равна +1. Так же, как и в случае с ртутью, образование связи металл-металл приводит к образованию диамагнитного соединения, в котором нет неспаренных электронов; таким образом, разновидность становится очень реакционноспособной. Цинк(I) известен в основном в газовой фазе, в таких соединениях, как линейный Zn 2 Cl 2 , аналогичный каломели . В твердой фазе известно довольно экзотическое соединение декаметилдицинкоцен (Cp*Zn–ZnCp*).
Элементы в группе 12 обычно считаются элементами d-блока , но не переходными элементами, поскольку d-оболочка заполнена. Некоторые авторы классифицируют эти элементы как элементы главной группы, поскольку валентные электроны находятся на ns 2 орбиталях. Тем не менее, они имеют много общих характеристик с соседними элементами группы 11 в периодической таблице, которые почти повсеместно считаются переходными элементами. Например, цинк имеет много общих характеристик с соседним переходным металлом, медью. Комплексы цинка заслуживают включения в ряд Ирвинга-Вильямса , поскольку цинк образует много комплексов с той же стехиометрией , что и комплексы меди(II), хотя и с меньшими константами устойчивости . [25] Между кадмием и серебром мало сходства, поскольку соединения серебра(II) редки, а те, которые существуют, являются очень сильными окислителями. Аналогично, общая степень окисления для золота равна +3, что исключает существование общей химии между ртутью и золотом, хотя между ртутью(I) и золотом(I) есть сходства, такие как образование линейных дицианокомплексов, [M(CN) 2 ] − . Согласно определению ИЮПАК переходного металла как элемента , атом которого имеет неполную d-подоболочку, или который может давать начало катионам с неполной d-подоболочкой , [26] цинк и кадмий не являются переходными металлами, в то время как ртуть является. Это связано с тем, что только ртуть, как известно, имеет соединение, в котором ее степень окисления выше, чем +2, во фториде ртути(IV) (хотя его существование оспаривается, поскольку более поздние эксперименты, пытающиеся подтвердить его синтез, не смогли найти доказательств HgF4 ) . [27] [28] Однако эта классификация основана на одном крайне нетипичном соединении, наблюдаемом в неравновесных условиях, и противоречит более типичной химии ртути, и Йенсен предположил, что было бы лучше считать ртуть не переходным металлом. [29]
Хотя группа 12 находится в d-блоке современной 18-колоночной периодической таблицы, d-электроны цинка, кадмия и (почти всегда) ртути ведут себя как основные электроны и не принимают участия в связывании. Это поведение похоже на поведение элементов главной группы , но резко контрастирует с поведением соседних элементов группы 11 ( меди , серебра и золота ), которые также имеют заполненные d-подоболочки в своей основной электронной конфигурации , но ведут себя химически как переходные металлы. Например, связь в сульфиде хрома(II) (CrS) в основном включает 3d-электроны; в сульфиде железа(II) (FeS) в связывании участвуют как 3d-, так и 4s-электроны; но в сульфиде цинка (ZnS) участвуют только 4s-электроны, а 3d-электроны ведут себя как основные электроны. Действительно, можно провести полезное сравнение между их свойствами и первыми двумя членами группы 2 , бериллием и магнием , и в более ранних кратких формах периодической таблицы эта связь проиллюстрирована более наглядно. Например, цинк и кадмий похожи на бериллий и магний по своим атомным радиусам , ионным радиусам , электроотрицательности , а также по структуре их бинарных соединений и их способности образовывать комплексные ионы со многими лигандами азота и кислорода , такими как сложные гидриды и амины . Однако бериллий и магний являются небольшими атомами, в отличие от более тяжелых щелочноземельных металлов и, подобно элементам группы 12 (которые имеют больший заряд ядра, но такое же количество валентных электронов ), и периодические тенденции вниз по группе 2 от бериллия к радию (подобные тенденциям щелочных металлов ) не такие плавные при переходе от бериллия к ртути (что больше похоже на тенденции основных групп p-блока) из-за d-блока и сокращений лантаноидов . Именно d-блок и сокращения лантаноидов придают ртути многие из ее отличительных свойств. [29]
Все три иона металлов образуют множество тетраэдрических видов, таких как MCl2−
4. И цинк, и кадмий также могут образовывать октаэдрические комплексы, такие как акваионы [M(H 2 O) 6 ] 2+, которые присутствуют в водных растворах солей этих металлов. [35] Ковалентный характер достигается за счет использования s- и p-орбиталей. Однако ртуть редко превышает координационное число четыре. Также известны координационные числа 2, 3, 5, 7 и 8.
Элементы группы 12 были обнаружены на протяжении всей истории, использовались с древних времен и были открыты в лабораториях. Сама группа не получила тривиального названия , но в прошлом ее называли группой IIB .
Цинк, как было обнаружено, использовался в нечистых формах в древние времена, а также в сплавах, таких как латунь, которым, как было обнаружено, более 2000 лет. [36] [37] Цинк был четко определен как металл под обозначением Fasada в медицинском лексиконе, приписываемом индуистскому царю Маданапале (из династии Така) и написанном около 1374 года. [38] Металл также использовался алхимиками . [39] Название металла было впервые задокументировано в 16 веке, [40] [41] и, вероятно, произошло от немецкого zinke , обозначающего игольчатый вид металлических кристаллов. [42]
Выделение металлического цинка на Западе, возможно, было достигнуто независимо несколькими людьми в 17 веке. [43] Немецкому химику Андреасу Маргграфу обычно приписывают открытие чистого металлического цинка в эксперименте 1746 года путем нагревания смеси каламина и древесного угля в закрытом сосуде без меди для получения металла. [44] Эксперименты на лягушках итальянского врача Луиджи Гальвани в 1780 году с латунью проложили путь к открытию электрических батарей , гальванизации и катодной защиты . [45] [46] В 1799 году друг Гальвани, Алессандро Вольта , изобрел Вольтов столб . [45] Биологическое значение цинка не было обнаружено до 1940 года, когда было показано , что карбоангидраза , фермент, который вымывает углекислый газ из крови, содержит цинк в своем активном центре . [47]
В 1817 году кадмий был обнаружен в Германии как примесь в минералах карбоната цинка (каламин) Фридрихом Штромейером и Карлом Самуэлем Леберехтом Германом . [48] Он был назван в честь латинского cadmia , означающего « каламин », кадмиесодержащую смесь минералов, которая, в свою очередь, была названа в честь греческого мифологического персонажа Κάδμος Кадма , основателя Фив . [49] В конечном итоге Штромейер выделил металлический кадмий путем обжига и восстановления сульфида . [ 50] [51] [52]
В 1927 году Международная конференция по мерам и весам переопределила метр в терминах красной спектральной линии кадмия (1 м = 1 553 164,13 длин волн). [53] С тех пор это определение было изменено (см. Криптон ). В то же время Международный прототип метра использовался в качестве стандарта длины метра до 1960 года, [54] когда на Генеральной конференции по мерам и весам метр был определен в терминах оранжево-красной линии излучения в электромагнитном спектре атома криптона -86 в вакууме . [55]
Ртуть была найдена в египетских гробницах, которые датируются 1500 годом до нашей эры, [56] где ртуть использовалась в косметике. Ее также использовали древние китайцы, которые считали, что она улучшит и продлит здоровье. [57] К 500 году до нашей эры ртуть использовалась для изготовления амальгам (средневековое латинское amalgama, «сплав ртути») с другими металлами. [58] Алхимики считали ртуть Первоматерией, из которой были образованы все металлы. Они считали, что различные металлы можно получать, изменяя качество и количество серы, содержащейся в ртути. Самым чистым из них было золото, и ртуть требовалась в попытках трансмутации основных (или нечистых) металлов в золото, что было целью многих алхимиков. [59]
Hg — современный химический символ ртути. Он происходит от hydrargyrum , латинизированной формы греческого слова Ύδραργυρος ( hydrargyros ), которое является составным словом, означающим «вода-серебро» (hydr- = вода, argyros = серебро) — поскольку он жидкий, как вода, и блестящий, как серебро. Элемент был назван в честь римского бога Меркурия , известного своей скоростью и подвижностью. Он связан с планетой Меркурий ; астрологический символ планеты также является одним из алхимических символов металла. [60] Ртуть — единственный металл, для которого алхимическое планетарное название стало общим названием. [59]
Самый тяжелый известный элемент 12-й группы, коперниций, был впервые создан 9 февраля 1996 года в Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) в Дармштадте , Германия, Сигурдом Хофманном, Виктором Ниновым и др. [61] Затем он был официально назван Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) в честь Николая Коперника 19 февраля 2010 года, в 537-ю годовщину со дня рождения Коперника. [62]
Как и в большинстве других групп d-блока , распространенность в земной коре элементов группы 12 уменьшается с ростом атомного номера. Цинк с 65 частями на миллион (ppm) является наиболее распространенным в группе, в то время как кадмий с 0,1 ppm и ртуть с 0,08 ppm на порядки менее распространены. [63] Коперниций, как синтетический элемент с периодом полураспада в несколько минут, может присутствовать только в лабораториях, где он был произведен.
Металлы 12-й группы являются халькофилами , то есть элементы имеют низкое сродство к оксидам и предпочитают связываться с сульфидами . Халькофилы образовались, когда кора затвердела в восстановительных условиях ранней атмосферы Земли. [64] Наиболее важными в коммерческом отношении минералами элементов 12-й группы являются сульфидные минералы. [23] Сфалерит , который является формой сульфида цинка, является наиболее интенсивно добываемой цинксодержащей рудой, поскольку его концентрат содержит 60–62% цинка. [14] Неизвестно никаких значительных месторождений руд, содержащих кадмий. Гринокит (CdS), единственный важный минерал кадмия , почти всегда связан со сфалеритом (ZnS). Эта связь вызвана геохимическим сходством цинка и кадмия, что делает геологическое разделение маловероятным. Вследствие этого кадмий в основном производится как побочный продукт при добыче, выплавке и очистке сульфидных руд цинка и, в меньшей степени, свинца и меди . [65] [66] Одним из мест, где можно найти металлический кадмий, является бассейн реки Вилюй в Сибири . [67] Хотя ртуть является чрезвычайно редким элементом в земной коре , [68] поскольку она не смешивается геохимически с теми элементами, которые составляют большую часть массы земной коры, ртутные руды могут быть высококонцентрированными, учитывая распространенность элемента в обычных породах. Самые богатые ртутные руды содержат до 2,5% ртути по массе, и даже самые бедные концентрированные месторождения содержат не менее 0,1% ртути (в 12 000 раз больше средней распространенности в земной коре). Он встречается либо как самородный металл (редко), либо в киновари (HgS), кордероите , ливингстоните и других минералах , причем киноварь является наиболее распространенной рудой. [69]
В то время как ртутные и цинковые минералы встречаются в достаточно больших количествах, чтобы их можно было добывать, кадмий слишком похож на цинк и поэтому всегда присутствует в небольших количествах в цинковых рудах, из которых он извлекается. Выявленные мировые запасы цинка составляют около 1,9 млрд тонн . [70] Крупные месторождения находятся в Австралии, Канаде и Соединенных Штатах, а самые большие запасы находятся в Иране . [64] [71] [72] При нынешних темпах потребления эти запасы, как предполагается, будут истощены где-то между 2027 и 2055 годами. [73] [74] Около 346 миллионов тонн было добыто за всю историю до 2002 года, и одна из оценок показала, что около 109 миллионов тонн из этого количества остаются в использовании. [75] В 2005 году Китай был крупнейшим производителем ртути с почти двумя третями мировой доли, за ним следует Кыргызстан . [76] Считается, что несколько других стран имеют незарегистрированное производство ртути из процессов электролиза меди и путем извлечения из сточных вод. Из-за высокой токсичности ртути добыча киновари и ее переработка являются опасными и историческими причинами отравления ртутью. [77]
Цинк является четвертым по распространенности металлом в использовании, уступая только железу , алюминию и меди с годовым производством около 10 миллионов тонн. [78] Во всем мире 95% цинка добывается из месторождений сульфидной руды, в которых сфалерит (ZnS) почти всегда смешан с сульфидами меди, свинца и железа. Металлический цинк производится с использованием экстракционной металлургии . [79] Обжиг преобразует концентрат сульфида цинка, полученный во время обработки, в оксид цинка. [80] Для дальнейшей обработки используются два основных метода: пирометаллургия или электролиз . Пирометаллургическая обработка восстанавливает оксид цинка углеродом или оксидом углерода при 950 °C (1740 °F) в металл, который перегоняется в виде паров цинка. [81] Пары цинка собираются в конденсаторе. [80] Электролизная обработка выщелачивает цинк из концентрата руды серной кислотой . [82] После этого этапа электролиз используется для получения металлического цинка. [80]
Кадмий является распространенной примесью в цинковых рудах, и он наиболее изолирован во время производства цинка. Некоторые концентраты цинковых руд из сульфидных цинковых руд содержат до 1,4% кадмия. [83] Кадмий выделяется из цинка, полученного из колошниковой пыли, путем вакуумной перегонки , если цинк плавится, или сульфат кадмия осаждается из электролизного раствора. [84]
Самые богатые ртутные руды содержат до 2,5% ртути по массе, и даже самые бедные концентрированные месторождения содержат не менее 0,1% ртути, причем киноварь (HgS) является наиболее распространенной рудой в месторождениях. [85] Ртуть извлекается путем нагревания киновари в токе воздуха и конденсации паров. [86]
Сверхтяжелые элементы , такие как коперниций, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц , что вызывает реакции синтеза . В то время как большинство изотопов коперниция могут быть синтезированы непосредственно таким образом, некоторые более тяжелые наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами . [87] Первая реакция синтеза для получения коперниция была выполнена GSI в 1996 году, которая сообщила об обнаружении двух цепочек распада коперниция-277 (хотя одна из них была позже отозвана, поскольку она была основана на данных, сфабрикованных Виктором Ниновым ): [61]
Из-за физического сходства, которое они разделяют, элементы группы 12 можно найти во многих распространенных ситуациях. Цинк и кадмий обычно используются в качестве антикоррозионных (гальванизирующих) агентов [2], поскольку они будут притягивать все локальные окисления до тех пор, пока они полностью не корродируют. [88] Эти защитные покрытия могут быть нанесены на другие металлы путем горячего цинкования вещества в расплавленной форме металла, [89] или с помощью процесса гальванизации , который может быть пассивирован с использованием хроматных солей. [90] Элементы группы 12 также используются в электрохимии , поскольку они могут действовать как альтернатива стандартному водородному электроду в дополнение к тому, чтобы быть вторичным электродом сравнения. [91]
В США цинк используется преимущественно для гальванизации (55%), а также для латуни , бронзы и других сплавов (37%). [92] Относительная реакционная способность цинка и его способность притягивать к себе окисление делают его эффективным жертвенным анодом в катодной защите (CP). Например, катодная защита подземного трубопровода может быть достигнута путем подключения анодов, изготовленных из цинка, к трубе. [93] Цинк действует как анод (отрицательный полюс), медленно разрушаясь при передаче электрического тока к стальному трубопроводу. [93] [примечание 6] Цинк используется для катодной защиты металлов, которые подвергаются воздействию морской воды, от коррозии. [94] [95] Цинк используется в качестве анодного материала для батарей, таких как цинк-угольные батареи [96] [97] или цинк-воздушные батареи /топливные элементы. [98] [99] [100] Широко используемый сплав, содержащий цинк, — это латунь, в которой медь сплавлена с цинком в количестве от 3% до 45% в зависимости от типа латуни. [93] Латунь, как правило, более пластична и прочна, чем медь, и имеет превосходную коррозионную стойкость . [93] Эти свойства делают ее полезной в коммуникационном оборудовании, оборудовании, музыкальных инструментах и водопроводных клапанах. [93] Другие широко используемые сплавы, содержащие цинк, включают нейзильбер , металл для пишущих машинок, мягкий и алюминиевый припой и коммерческую бронзу . [9] Сплавы в основном цинка с небольшим количеством меди, алюминия и магния полезны при литье под давлением, а также центробежном литье , особенно в автомобильной, электротехнической и аппаратной промышленности. [9] Эти сплавы продаются под названием Zamak . [101] Примерно четверть всего цинка, произведенного в Соединенных Штатах (2009 г.), потребляется в виде соединений цинка, различные из которых используются в промышленности. [92]
Кадмий имеет много общих промышленных применений, поскольку он является ключевым компонентом в производстве батарей, присутствует в кадмиевых пигментах , [102] покрытиях, [90] и обычно используется в гальванопокрытии. [20] В 2009 году 86% кадмия было использовано в батареях , в основном в перезаряжаемых никель-кадмиевых батареях . Европейский союз запретил использование кадмия в электронике в 2004 году с несколькими исключениями, но снизил допустимое содержание кадмия в электронике до 0,002%. [103] Кадмиевое гальванопокрытие , потребляющее 6% мирового производства, можно найти в авиационной промышленности из-за его способности противостоять коррозии при нанесении на стальные компоненты. [20]
Ртуть в основном используется для производства промышленных химикатов или для электрических и электронных приложений. Она используется в некоторых термометрах, особенно тех, которые используются для измерения высоких температур. Все большее количество используется в виде газообразной ртути в люминесцентных лампах , [104] в то время как большинство других приложений постепенно прекращается из-за правил охраны труда и техники безопасности, [105] и в некоторых приложениях заменяется менее токсичным, но значительно более дорогим сплавом Галинстан . [106] Ртуть и ее соединения использовались в медицине, хотя сегодня они гораздо менее распространены, чем когда-то, теперь, когда токсические эффекты ртути и ее соединений более широко изучены. [107] Она по-прежнему используется в качестве ингредиента в стоматологических амальгамах . В конце 20-го века наибольшее использование ртути [108] [109] было в процессе ртутной ячейки (также называемом процессом Кастнера-Келлнера ) при производстве хлора и каустической соды . [110]
Из-за своей очень высокой радиоактивности Копернициум не имеет иного применения, кроме как в научных целях.
Элементы 12-й группы оказывают множественное воздействие на биологические организмы: кадмий и ртуть токсичны, а цинк необходим большинству растений и животных в следовых количествах.
Цинк является важным микроэлементом , необходимым для растений, [111] животных, [112] и микроорганизмов . [113] Это «обычно второй по распространенности переходный металл в организмах» после железа , и это единственный металл, который встречается во всех классах ферментов . [111] В организме человека распределено 2–4 грамма цинка [114] , [115] и он играет «повсеместные биологические роли». [116] Исследование 2006 года показало, что около 10% человеческих белков (2800) потенциально связывают цинк, в дополнение к сотням, которые транспортируют и перемещают цинк. [111] В США рекомендуемая суточная норма (РСН) составляет 8 мг/день для женщин и 11 мг/день для мужчин. [117] Вредное чрезмерное употребление добавок может быть проблемой и, вероятно, не должно превышать 20 мг/день для здоровых людей, [118] хотя Национальный исследовательский совет США установил допустимую верхнюю дозу в 40 мг/день. [119]
Ртуть и кадмий токсичны и могут нанести вред окружающей среде, если попадут в реки или дождевую воду. Это может привести к загрязнению урожая [120], а также к биоаккумуляции ртути в пищевой цепочке, что приведет к росту заболеваний, вызванных отравлением ртутью и кадмием . [121]
{{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь ){{cite book}}
: |work=
проигнорировано ( помощь )