فلزات نجیب: لیست کامل، خواص و کاربردهای آن‌ها
احتمالا نام فلزات نجیب به گوشتان خورده است. اما فلز نجیب دقیقا چیست؟ چه فلزاتی در این دسته قرار می‌گیرند و چه خواصی آن‌ها را ارزشمند می‌سازد؟ در این مطلب، به بررسی این سوالات می‌پردازیم.
نکات کلیدی درباره فلزات نجیب
- فلزات نجیب، زیرمجموعه‌ای از فلزات هستند، اما تعریف دقیقی برای آن‌ها وجود ندارد.
- دقیق‌ترین تعریف از فلز نجیب، فلزی است که لایه d الکترونی آن پر باشد. بر اساس این تعریف، طلا، نقره و مس فلزات نجیب محسوب می‌شوند.
- تعریف دیگری از فلز نجیب، فلزی است که در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاوم باشد. این تعریف مس را از لیست خارج می‌کند، اما فلزات گروه پلاتین مانند رودیوم، پالادیوم، روتنیوم، اسمیم و ایریدیوم را به آن اضافه می‌کند.
- نقطه مقابل فلز نجیب، فلز پایه است.
- فلزات نجیب به دلیل کاربردشان در جواهرسازی، ضرب سکه، الکترونیک، پزشکی و شیمی (به عنوان کاتالیزور) ارزشمند هستند.
فلز نجیب چیست؟
به زبان ساده، فلزات نجیب گروهی از فلزات هستند که در برابر اکسیداسیون (زنگ زدن) و خوردگی در هوای مرطوب مقاومت بالایی دارند. این فلزات به آسانی توسط اسیدها تجزیه نمی‌شوند و در واقع، نقطه مقابل فلزات پایه به شمار می‌روند که به سرعت اکسید و خورده می‌شوند.
کدام فلزات، نجیب محسوب می‌شوند؟
لیست واحدی برای فلزات نجیب وجود ندارد. با این حال، فلزات زیر عموماً به عنوان فلزات نجیب شناخته می‌شوند (مرتب شده بر اساس افزایش عدد اتمی):
- روتنیوم
- رودیوم
- پالادیوم
- نقره
- اسمیم
- ایریدیوم
- پلاتین
- طلا
گاهی اوقات جیوه نیز در فهرست فلزات نجیب قرار می‌گیرد، و برخی منابع رنیوم را هم به این لیست اضافه می‌کنند. جالب است که بدانید، تمام فلزات مقاوم در برابر خوردگی، لزوماً فلز نجیب به حساب نمی‌آیند. به عنوان مثال، تیتانیوم، نیوبیم و تانتالوم مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند، اما فلز نجیب محسوب نمی‌شوند.
اگرچه مقاومت در برابر اسیدها از ویژگی‌های فلزات نجیب است، اما میزان تاثیر اسیدهای مختلف بر این عناصر متفاوت است. پلاتین، طلا و جیوه در محلول اسیدی تیزاب سلطانی حل می‌شوند، در حالی که ایریدیوم و نقره حل نمی‌شوند. پالادیوم و نقره در اسید نیتریک حل می‌شوند. نیوبیم و تانتالوم در برابر تمام اسیدها، از جمله تیزاب سلطانی، مقاوم هستند.
اصطلاح "نجیب" برای فلزات، می‌تواند به فعالیت شیمیایی و گالوانیکی آن‌ها نیز اشاره داشته باشد. در این تعریف، فلزات بر اساس میزان "نجیب" یا فعال بودنشان رتبه‌بندی می‌شوند. این سری گالوانیکی می‌تواند برای مقایسه فلزات مختلف در یک کاربرد خاص، معمولاً تحت شرایط معین (مانند pH)، مورد استفاده قرار گیرد. در این مفهوم، گرافیت (شکلی از کربن) از نقره نجیب‌تر است.
از آنجا که فلزات گرانبها و فلزات نجیب دارای عناصر مشترک زیادی هستند، برخی منابع این دو اصطلاح را به جای یکدیگر استفاده می‌کنند.
تعریف فیزیکی فلزات نجیب
در حالی که شیمی یک تعریف کلی از فلزات نجیب ارائه می‌دهد، تعریف فیزیک محدودتر است. در فیزیک، فلز نجیب فلزی است که لایه‌های d الکترونی آن کاملاً پر باشد. بر اساس این تعریف، تنها طلا، نقره و مس فلز نجیب محسوب می‌شوند.
کاربردهای فلزات نجیب
به طور کلی، فلزات نجیب در جواهرسازی، ضرب سکه، کاربردهای الکتریکی، ساخت پوشش‌های محافظ و به عنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای دقیق هر فلز بسته به نوع عنصر متفاوت است. این فلزات اغلب گران‌قیمت هستند، بنابراین شاید بتوان "نجیب" بودن آن‌ها را به دلیل ارزش بالایشان دانست.
پلاتین، طلا، نقره و پالادیوم: این فلزات به عنوان شمش و برای ساخت سکه و جواهرات استفاده می‌شوند. این عناصر در پزشکی نیز کاربرد دارند، به ویژه نقره که خاصیت ضد باکتریایی دارد. به دلیل رسانایی عالی، این فلزات می‌توانند برای ساخت اتصالات و الکترودها مورد استفاده قرار گیرند. پلاتین یک کاتالیزور عالی است. پالادیوم در دندانپزشکی، ساعت‌سازی، شمع اتومبیل، ابزارهای جراحی و به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود.
رودیوم: رودیوم را می‌توان روی پلاتین، نقره استرلینگ و طلای سفید آبکاری کرد تا درخشندگی و محافظت بیشتری ایجاد کند. این فلز به عنوان کاتالیزور در صنایع خودروسازی و شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. رودیوم یک اتصال الکتریکی عالی است و می‌تواند در آشکارسازهای نوترونی استفاده شود.
روتنیوم: روتنیوم برای تقویت سایر آلیاژها، به ویژه آلیاژهای شامل سایر فلزات نجیب، استفاده می‌شود. از آن برای ساخت نوک خودنویس، اتصالات الکتریکی و به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود.
ایریدیوم: ایریدیوم به روش‌های مشابه روتنیوم استفاده می‌شود، زیرا هر دو فلز سخت هستند. ایریدیوم در شمع اتومبیل، الکترودها، بوته‌های آزمایشگاهی و نوک قلم استفاده می‌شود. این فلز برای ساخت قطعات کوچک ماشین‌آلات ارزشمند است و یک کاتالیزور عالی است.
- شیمی
- علم
