Prelazni metali Nalaze se između 2. i 13. grupe periodnog sistema elemenata. Ovi metali popunjavaju 3d, 4d i 5d- orbitale dok se na poslednjem E nivou, uglavnom nalaze po 2 elektrona suprotnog spina. Promena broja e - javlja se kod elemenata iste periode, a ne grupe kao kod ostalih elemenata. Stoga su sličnosti između elemenata iste periode često veće nego između elemenata iste grupe , a razlike između grupa mnogo manje nego kod glavnih grupa. Za razliku od atoma glavnih grupa ovi metali imaju jone znatno manjeg atomskog radijusa i kristalne rešetke velikih E; zato su velike gustine i tvrdoće, i visokih tt i tk. Ovi elementi su odlični provodnici toplote i elektriciteta i imaju vrlo dobra mehanička svojstva. Većina jedinjenja prelaznih metala je obojena kako onih u čvrstom stanju tako i onih u rastvorima. Kod prelaznih metala se javlja težnja za građenjem legura i međusobno i sa drugim metalima. Karakteristična hemijska svojstva prelaznih metala se ogledaju u: 1.vrednostima koeficijenata elektronegativnosti koji se kreću između 1,1 i 2,2 2. građenju jedinjenja sa različitim oksidacionim brojevima 3. težnji da grade kompleksna jedinjenja . Koficijenti elektronegativnosti pokazuju da ovi metali čine prelaz između najelektronegativnijih metala (glavnih grupa) i nemetala. Analizom energija jonizacije i poređenjem sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima u istoj periodi primećujemo da su vrednosti I IE veće kod prelaznih metala i da rastu sa porastom atomskog broja . Prelazni metali retko grade jonska jedinjenja, već se jedine gradeći kovalentne molekule, ili veze sa znatnim kovalentnim karakterom. Građenje jedinjenja sa različitim oksidacionim brojevima karakteristično je za ove metale. U istoj grupi mogu se naći stabilna jedinjenja i sa parnim i sa neparnim brojem. Jedinjenja prelaznih metala 5. i 6. periode su stabilna , sa visokim oksidacionim brojevima, a kiseli karakter im je u porastu . U jedinjenjima prelaznih metala sa nižim oksidacionim brojevima veza je pretežno jonskog karaktera, dok pri višim oksidacionim brojevima preovlađuje kovalentna veza. Prelazni metali imaju veliki industrijski značaj jer na njima i njihovim legurama počiva metalurgija . Značajni su i kao biogeni elementi, a od njih se najviše ističe gvožđe . Bakar Ni - Cu - Zn
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Prelazni metali Nalaze se između 2. i 13. grupe periodnog sistema elemenata. Ovi metali popunjavaju 3d, 4d i 5d- orbitale dok se na poslednjem E nivou, uglavnom nalaze po 2 elektrona suprotnog spina. Promena broja e- javlja se kod elemenata iste periode, a ne grupe kao kod ostalih elemenata. Stoga su sličnosti između elemenata iste periode često veće nego između elemenata iste grupe, a razlike između grupa mnogo manje nego kod glavnih grupa. Za razliku od atoma glavnih grupa ovi metali imaju jone znatno manjeg atomskog radijusa i kristalne rešetke velikih E; zato su velike gustine i tvrdoće, i visokih tt i tk. Ovi elementi su odlični provodnici toplote i elektriciteta i imaju vrlo dobra mehanička svojstva. Većina jedinjenja prelaznih metala je obojena kako onih u čvrstom stanju tako i onih u rastvorima. Kod prelaznih metala se javlja težnja za građenjem legura i međusobno i sa drugim metalima.
Karakteristična hemijska svojstva prelaznih metala se ogledaju u: 1.vrednostima koeficijenata elektronegativnosti koji se kreću između 1,1 i 2,2
2. građenju jedinjenja sa različitim oksidacionim brojevima
3. težnji da grade kompleksna jedinjenja.
Koficijenti elektronegativnosti pokazuju da ovi metali čine prelaz između najelektronegativnijih metala (glavnih grupa) i nemetala.
Analizom energija jonizacije i poređenjem sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima u istoj periodi primećujemo da su vrednosti I IE veće kod prelaznih metala i da rastu sa porastom atomskog broja. Prelazni metali retko grade jonska jedinjenja, već se jedine gradeći kovalentne molekule, ili veze sa znatnim kovalentnim karakterom. Građenje jedinjenja sa različitim oksidacionim brojevima karakteristično je za ove metale. U istoj grupi mogu se naći stabilna jedinjenja i sa parnim i sa neparnim brojem.
Jedinjenja prelaznih metala 5. i 6. periode su stabilna, sa visokim oksidacionim brojevima, a kiseli karakter im je u porastu. U jedinjenjima prelaznih metala sa nižim oksidacionim brojevima veza je pretežno jonskog karaktera, dok pri višim oksidacionim brojevima preovlađuje kovalentna veza.
Prelazni metali imaju veliki industrijski značaj jer na njima i njihovim legurama počiva metalurgija. Značajni su i kao biogeni elementi, a od njih se najviše ističe gvožđe.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi
Objašnjenja skraćenica:
zast.=zastupljenost u prirodi,v.p.r.=vreme polu raspada,n.r.=način raspada,e.r.=energija raspada,p.r.=proizvod raspada,z.e=zarobljavanje elektrona
Bakar (Cu, latinski - cuprum) - hemijski element, metal VIIIB grupe. Poseduje 18 izotopa čije se atomske mase nalaze između 58-73. Postojana sa samo dva: 63 i 65.
Bakar je poznat od davnina, kao osovni sastojak bronze. Zapravo, poznat je još u praistorijsko doba, pa se i doba u ljudskoj istoriji naziva Bakarnim dobom. Stari Grci su ga nazivali halkos, ali su tako takođe nazivali i mesing i bronzu. Danas je ova reč deo kovanica za razne minerale koji sadrže bakar poput halkopirita i halkozina, a bakrorez se još naziva i halkografija. Latinski naziv za bakar je cuprum iz kojeg je izveden simbol za elemenat. Ovaj naziv vodi poreklo od izraza cyprium aes što znači kiparski metal ili kiparska bronza. Kod nas se ustalio naziv bakar koji je preuzet iz turskog jezika.
Zastupljenost
Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 55 ppm (eng. parts per million) u vidu minerala: Halkopirita, halkozina i drugih. Najveći izvor bakra u ishrani su morski plodovi a među njima bakra najviše ima u ostrigama. Bakar se takođe moze naći i u zrnastom crnom hlebu, mahunastom povrću, kuvanim iznutricama i kiviju.
Osobine
Čisti bakar je crvenkasto-braon boje, mek metal, vrlo velike toplotne i električne provodljivosti .Na vazduhu ne podleže koroziji, ali dugim stajanjem na njemu bakar se prevlači zelenom patinom baznih soli bakra (hidroksi karbonata, hidroksisulfata ili hidroksihlorida). Ako se u vazduhu nalazi velika količina sumpordioksida umesto zelene patine tvara se crni sloj bakar sulfida.
Jedinjenja
CuSO4x5H2O (plavi kamen ili galica) ima baktericidne osobine, a bezvodni je jaka stipsa (upija vodu). Kompleksna jedinjenja su stabilna, ipak lako se menja oksidacion broj bakra i zato se ona često koriste kao katalizatori. Vodeni rastvori soli bakra(I) imaju intezivnu zelenu, a rastvori soli bakra(II) intenzivnu plavu boju.
Bakar sa kalajem, cinkom, molibdenom i drugim prelaznim metalima čini grupu rastopa koji se uopšteno nazivaju bronziti. Od njih su najpoznatiji: tombak koji podseća na zlato i koji ima veoma dobre mehaničke osobine i otpornost na koroziju.
Upotreba
Bakar se masovno upotrebljava za proizvodnju električnih provodnika i u elektronici. Zbog malih rezervi i velike primene bakar predstavlja materijal od strateškog značaja. Bakar se dodaje u razne legure. Meša se i sa srebrom i zlatom što u znatnoj meri poboljšava njihove mehaničke osobine.
Biološki značaj
Bakar je mikroelement koji se javlja u reaktivim centrima mnogih enzima, kao što je superoksiddizmutaza. Potreban je za stvaranje crvenih krvnih zrnaca, ulazi u sastav hemocijanina, ima pozitivan uticaj na ćelijsku membranu nervnih ćelija, i ima uticaj u slanju nervnih impulsa. Dnevno je potrebno minimalno uneti 0,5 ppm. Nedostatak bakra dovodi do Vilsonove bolesti. Nedostatak bakra može da prouzrokuje i malokrvnost, jer nedovoljna količina bakra izaziva lošu apsorpciju gvožđa i smanjenje broja krvnih zrnaca. Pretpostavlja se da sem toga nedostatak bakra izaziva poremećaje u radu srca i usporava rad nervnog sistema (na primer slaba koncentracija). Nedostatak bakra takođe smanjuje i količinu belih krvnih zrnaca, a samim tim i otpornost organizma na bolesti.
Bakarno doba
Još u 6. milenijumu pne čovek je koristio bakar, što dokazuju perlice pronađene na arheološkim lokalitetima, koje su napravljene od samorodnog bakra, ali to se ne može smatrati za početak metalurgije. Period u praistoriji koji je obeležilo početak metalurgije i otkriće bakra, metala koji počinje da se koristi u izradi primitivnog oruđa i oružija u literaturi se naziva Bakarno doba (eneolit, halkolit ili kameno bakarno doba). Uopšteno govoreći, ovaj period obuhvata treći milenijum pre naše ere (po visokoj hronologiji od 3300. godine do 2000/1900. godine pne, a po klasičnoj od 2200 do 1700 godine pne). Ovo je period subborealne klime. U prvoj fazi bakar se koristio kao petrografska sirovina, to je bio samorodni bakar koji se i u ranijem periodu koristio za nakit. U Evropi već u
kulturama poznog neolita imamo pojavu samorodnog bakra i oksidnih ruda. Ležišta bakarne rude su na Karpatima, u Češkom Ravnogorju, na Kavkazu, na Uralu (gde rano počinje mešanje bakra i arsena, čime se dobija arsenska bronza). Veliki rudnici u doba eneolita su bili kvalitetni. Ruda je primitivno vađena, sledila se žila sulfidne rude, koja je drobljena i zatim izvlačena. Kasnije se razvijaju i jednostavne peći za preradu rude. Oksidne rude su topljene u jamama (ruda je na dnu, ćumur postavljen okolo se palio) ili ognjištima. Metal bi se zahvatao u velike keramičke zdele.Postojala je i „reciklaža“, što znači da se staro oruđe i oružije ponovo pretapalo. Sulfidne rude su tražile veliku vatru, bili su potrebni mehovi, a pretpostavlja se i "sopalj" - šuplji predmet od keramike, koji je služio za duvanje (potpirivanje vatre). Ovakvi predmeti su pronađeni na eneolitskim areheološkim lokalitetima pored posuda za livenje. Istopljeni bakar se hvatao u malim posudama. U poznom eneolitu se javljaju kalupi. Bili su od kamena, izdubljeni, u početku jednodelni, za jednokratnu upotrebu. Dvodelni kalup se javlja tek 2300/2200 godine pne. u Vučedolskoj kulturi.
Mešanjem bakra i kalaja dobijena je tvrda legura - bronza, koja potiskuje u potpunosti kamen kao materijal za izradu predmeta. Bakar nije jedini metal po kome je nazvano čitavo jedno doba u praistoriji čovečanstva, upravo po bronzi naziva se sledeće doba, koje smenjuje eneolit, a zove se - bronzano doba.
Alhemija
Alhemičari su znali za bakar i koristili ga. Alhemijski simbol za bakar je isti kao i simbol za ženski pol (♀). Paracelzus, koji je praktično uveo poznavanje hemije u medicinu (hemijatrija) je u terapijama koristio hemikalije, koje su između ostalog sadržavale i bakar. Ove lekove dobijao je raznim postupcima kao što su žarenje, topljenje, kristalizacija, destilacija itd. Govorio je da nas alhemija uči kako treba pripremiti lek i potpuno je odvajao učešće alhemije u pripremanju lekova „alchemia medica“, od „alchemia transmutatoria“, odnosno klasične alhemije čiji je zadatak bio pretvaranje elemenata jedan u drugi i dobijanje zlata.
Zlato je zastupljeno u zemljinoj kori u količini od 1,1×10-3 ppm (delova na milion). Obicno je u čistom elementarnom stanju u vidu zrnaca ili listića unutar kvarcnih stena ili kvarcnog peska koji nastaje trošenjem stena. Grumen čistog samorodnog zlata od 120 kilograma je pronađen u Australiji 1869. godine.
Osobine
Zlato ima znatnu specifičnu težinu, dosta visoku temperaturu topljenja i ključanja i srazmerno malu tvrdoću. Tegljivost i kovnost zlata je izuzetno velika – od 1 grama zlata može da se izvuče žica dužine 3 km, a kovanjem ili valjanjem mogu da se dobiju listići ("zlatne folije") debljine do 0,0001 milimetara. Takvi listići su 500 puta tanji od čovečije dlake. Zlato je najkovaniji metal. Pored srebra i bakra, spada u najbolje provodnike električne struje i toplote. Lako gradi legure, ne menja se na vazduhu. Zlato je slaboreaktivan metal koji se na vazduhu ne menja ni pri jakom zagrevanju. Ne napada ga nijedna kiselina. Rastvara se samo u carskoj vodi, zato što ova sadrži Cl - jon koji stabilizuje Au3+ jon pri stvaranju kompleksnog jona tetrahloro-auratne(III)-kiseline, HAuCl4. Sva rastvorna jedinjenja zlata su otrovna.
Dobijanje
U najstarije vreme, pa čak i u prošlom veku, zlato se isključivo dobijalo iz zlatonosnog peska nastalog raspadanjem zlatonosnih stena i naknadnim ispiranjem prirodnim vodama. Danas se znatan deo zlata dobija neposredno iz takvih stena, koje se prethodno podvrgavaju drobljenju i mlevenju. Danas se to izvodi pomoću žive ili cijanidnim procesom. Prvi od njih zasniva se na stvaranju amalgama Au kada se živom dejstvuje na u vodi rastvorenu rudu. Dobijeni amalgam podvrgava se zatim destilaciji, pri čemu živa predestiliše, a zlato ostane u aparatu za destilaciju. Najveći nedostatak rada sa živom je nepotpuno izvlačenje zlata, jer se najsitniji njegovi delići rđavo kvase živom i zato se ne amalgamišu. Suprotno živinom procesu, cijanidni proces omogućava da se zlato praktično izvuče čak i iz najsiromašnijih stena. Toga radi na samlevenu zlatonosnu stenu dejstvuje se u prisustvu vazduha vrlo razblaženim (0,03-0,2%) rastvorom natrijum-cijanida. Tada zlato prelazi u rastvor po reakciji 4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2]+4NaOH iz koga se može izdvojiti dejstvom metalnog cinka: 2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au Prečišćavanje na jedan ili drugi način dobijenog zlata od primesa vrši se najčešće vrelom koncentrovanom sumpornom kiselinom ili elektrolizom.
• U medicini; koloidni rastvor zlata• Podloga za nacionalne valute
Kod primene zlata za luksuzne predmete ono se legira sa drugim metalima, najčešće srebrom i bakrom. Često se količina zlata u predmetima izražava u karatima, koji predstavljaju maseni udeo zlata u leguri prema 24-stepenoj skali. To znači da se 14-karatno zlato sastoji od 14/24 mase zlata.
Jedinjenja
Zlatna so
U praksi najčešće upotrebljavano jedinjenje trovalentnog zlata je aurihlorovodonična kiselina, koja se izdvaja u vidu kristala sastava H[AuCl4] * 4H2O kada rastvor zlata u carskoj vodi isparava sa viškom hlorovodonika. Od mnogobrojnih soli ove kiseline, najvažniji je žut hloroaurat natrijuma Na[AuCl] * 2H2O (zlatna so)
Srebro (Ag, lat. argentum). Ubraja se u plemenite metale, u prirodi se javlja u elementarnom stanju kao i u svojim jedinjenjima. Srebro je najbolji provodnik toplote i elektriciteta od svih elemenata.
Srebro je mekano, rastegljivo i lako kovno što omogućava njegovo lako oblikovanje i izvlačenje u tanke žice i folije zato se još u dalekoj prošlosti koristilo za pravljenje nakita. Srebro ima nekoliko svojih minerala kao što su : argentit (Ag2S), bromargentit (AgBr) ili karargentit (AgCl); uglavnom se dobija kao sporedni proizvod prerade ruda drugih metala. Srebro je sastojak brojnih legura raznih metala. Usled specifičnih fizičkih i hemijskih osobina njegove legure i njegova jedinjenja nalaze brojne primene u industriji i elektrotehnici. Usled dužeg stajanja na vazduhu srebro se prevlači tankim crnim slojem.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Kobalt (Co, latinski - cobaltum) je metal VIIIB grupe. Poseduje 17 izotopa čije se atomske mase nalaze između 35-64. Postojan je samo 59, koji čini skoro 100% njegovog izotopa u prirodi. 1735 godine otkrio ga je G. Brandta. Čisti kobalt je srebrnast,blistav
veoma tvrd metal, koji poseduje feromagnetična svojstva. Upotrebljava se kao dodatak magnetičnim rudama. Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 20 ppm u obliku dva minerala: Smaltita i kobaltita koje obično prate rude bakra i nikla
Jedinjenja
ruda kobalta
Nesimetrične soli kobalta npr. K3CoO4 imaju jake feromagnetične osobine i koriste se u elektronici. Kompleksna jedinjenja karbonikla i fosfini koriste se kao katalizatori mnogih organskih reakcija. Rastvori soli kobalt (II) i (III) imaju krvavo-crvenu, i plavu boju i koriste se u proizvodnji boja.
Biološki značaj
Kobalt je aktivator brojnih enzima u živim organizmima. Vitamin B12 (utiče na količinu hemoglobina i broj crvenih krvnih zrnaca u krvi), sadrži u svojoj strukturi kobalt koji je koordinativno vezan sa organskim delom molekula i jednim CN- jonom. Ipak minimalne dnevne potrebe za kobaltom su veoma male 0,05 ppm.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi
Mangan (Mn, latinski - manganium) je metal VIIB, grupe. Ima 15 izotopa čije se atomske mase nalaze između 49-62. Postojan je samo jedan- 55, koji čini skoro 100% sastava izotopa mangana koji se javljaju u prirodi. Zastupljen je u zemljimoj kori u količini od 950 ppm (eng. parts per million) u obliku rude koju čine mešavine nekoliko
vrsta oksida. Važniji minerali su: Braunit, piroluzit i Hausmanit - Sva tri su oksidi mangana.
oksid mangana
Mangan je 1774 otkrio J.G. Gahna. Najpoznatije jedinjenje mangana je KMnO4, koji ima aktericidne osobine, a koristi se i za borbu protiv gljivičnih oboljenja kože. Mn je sastojak mnogih enzima. Njega bi trebalo dnevno unositi u količini od najmanje 1 miligram. U velikim količinama soli mangana su toksičneMangan je tvrd, srebrnast i krh metal. Vrlo je reaktivan, na vazduhu se pali, reaguje sa vodom gradeći hidroksid. Mangan ima slične osobine kao i alkalni metali. Mangan se masovno koristi kao dodatak čeliku smanjujući njegovu temperaturu topljenja i popravljajući mehaničke osobine.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Molibden (Mo, latinski - molybdos) - je metal VIB grupe. Ime potiče od grčkog naziva za olovo - molybdos. Čist je srebrnobeo, veoma tvrd, i ima jednu od najviših temperatura topljenja među elementima. Dodaje se čeliku u malim količinama da pi povećao njegovu tvrdoću. Molibden je mikroelement koji odigrava važnu ulogu u metabolizmu biljaka. Takođe se nalazi i u nekim enzimima u telu čoveka. Preko 2/3 molibdena koji se proizvede koristi se za proizvodnju legura. Upotreba molibdena je naglo porasla za vrema II svetskog rata , kada su potrebe za volframom izazvale iscrpljivanje njegovih ležišta. Molibden se i danas koristi za proizvodnju čelika velike izdržljivosti i otpornosti na visoke temperature. Neke legure su sem otpornosti na visoke temperature otporne i na koroziju. Molibden se koristi i u: avionskoj industriji, produkciji oružja, kao i za proizvodnju sijalica. Kao katalizator molibden se koristi u naftnoj industriji, posebno pri katalitzatorskom odstranjivanju sumpora iz naftnih proizvoda. Molidbenov izotop 99 nalazi primenu u nuklearnoj industriji. Jedinjenja molibdena su obojena u razne nijanse narandžaste boje, pa se stoga koriste za proizvodnju farbi, plastike i gumenih proizvoda. Molibden se koristi i u električnoj industriji. U zemljinoj kori je zastupljen u količini od 1,5 ppm. Osnovnim izvorom molibdena je mineral molibdenit (MoS2). Ostali minerali manjeg značaja su vulfenit (PbMoO4) i povelit (CaMoO4). Na grčkom jeziku molybdos znači "sličan olovu" - jedinjenja molibdena su do kraja XVIII veka mešana sa jedinjenjima drugih elemenata, pre svega ugljenika i olova. Godine 1778 Carl Wilhelm Scheele je uspeo da izdvoji molibden od grafita i olova, kao i da dobije njegov oksid. Molibden nije našao primenu i nije izašao iz labaratorije sve do kraja XIX veka. Posle su osobine njegovih legura otkrivene od strane Francuza.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Vanadijum (V, latinski - vanadium) je metal VB grupe. Ima 11 izotopa čije se atomske mase nalaze između 44-55. Postojan je samo 51. Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 80 ppm (eng. parts per million) u obliku minerala: patronita i vandanita. Otkriven je 1801 od strane Andres Manuel del Ria. Ime je dobio po skandinavskoj boginji Vanadis.Vandijum gradi nekoliko oksida sa oksidaconim brojem od 1 do 5 sa različitim kristalnim strukturama. Mnogi od njih su našli primenu u industriji kao katalizatori oksidacionih reakcija u organskoj hemiji. Vandijum je lisnat, srebrnast metal, loših mehaničkih osobina. Ipak on se dodaje čeliku da bi poboljšao njegovu otpornost na otiranje i pucanje. Zbog malih količina njegovih ruda i zbog njegove vojne primene on predstavlja metal od straeške važnosti.Biološki značaj - vanadijum se nalazi u
čovekovom okruženju i u njegovoj ishrani. U čovekovom organizmu on se javlja u tragovima. Preporučljivo ga je unositi u količini od 10 mikrograma. Kod osoba koje se redovno i pravilno hrane ne dolazi do nedostatka vanadijuma. Vanadijumom može doći do industrijskog zagađenja životne sredine, najznačajniji efekti su: oštećenje bubrega, nadražaj sluzokože sistema za disanje i za varenje. Vanadijum je element koji se nalazi u enzimima koji menjaju glukozu i druge šećere.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
volfram u prahu
Volfram (W, lat. wolframium) je metal prelazi metal VIB grupe. Ime je dobio po nemačkoj reči Wolfram koja označava bezvredan metal.Na engleskom jeziku je naziv elementa Tungsten, što vodi poreklo od švedskog teška stena, mada ga i Šveđani zovu Volfram. Zastupljenost: volfram je zastupljen u zemljinoj kori u količini od 1 ppm (engl. parts per million). Najvažniji minerali volframa su: šelit CaWO4 i volframit (Fe,Mn)WO4
Nikl (Ni, latinski - niccolum) je metal VIIIB grupe. Ima 14 izotopa čije se atomske mase nalaze između 53-67, od kojih je postojano 5 (58,60,61,62,64). Za razliku od Kineza, koji su izgleda za nikal znali od davnina, u Evropi se tek pred kraj sedamnaestog veka pojavio nemački izraz kupfernickel koji je značio „lažni bakar“, a odnosio se na rudu koja je imala izgled bakarne, ali nije davala bakar kada je tretirana uobičajnim procesom. Axel Fredrik Cronstedt je 1751. godine konstatovao da ova ruda sadrži neki novi metal. Njegovo gledište tada nije bilo prihvaćeno, pa je Le Sage tvrdio da je u pitanju jedinjenje kobalta, gvožđa, arsena i bakra. Bergman je dokazao da je Cronstedt-ov metal zapravo novi element, ali ne u čistom stanju. Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 80 ppm (engl. parts per million) u obliku minerala koji skoro obavezno sadrže i kobalt: milerita, garsdorfita i garnierita. Najvažnija nalazišta se nalaze u Sadberiju (Ontario, Kanada). Čist nikal se nalazi u nekim meteoritima. Rude ovog metala obično sadrže i halkopirit i druge minerale bakra i gvožđa. Koncentrovanje rude vrši se flotacijom, pa se ruda prži da bi se uklonio jedan deo sumpora. Potom se ruda topi sa kvarcom, koksom i krečnjakom u manjoj jamičastoj peći, pri čemu ostaje smeša sulfida nikla, bakra i gvožđa. Oksidacijom se odstranjuje gvožđe i najveći deo sumpora. Dobijena smeša može da posluži za dobijanje legure jer sadrži sulfid nikla i bakra. da bi se odvojio i bakar, smeša se topi sa bisulfatom i koksom u vertikalnoj peći. Bisulfat se redukuje u sulfat koji rastvara kupro-sulfid, pre nego nikal-sulfid, pa se zato stvaraju dva sloja kada se smeša ohladi i očvrsne. Gornji sadrži gotovo sav bakar, a donji nikal. Donji se potom prži da bi se preveo u oksid, da bi se potom redukovao u sirovi metal za rafinaciju. Ovo je poznato kao Orfordov proces. Ni je umereno tvrd, blistav metal srebrnobele boje otporan na koroziju. Magnetičan je. Na vazduhu je postojan na običnim temperaturama, a u kiseoniku sagoreva gradeći oksid. Razblažena hlorovodonična i sumporna kiselina sporo deluju na njega, ali azotna kiselina deluje lako i tada se gradi nikl-nitrat. Nigradi niz jedinjenja, okside, hidroksid i soli. Gradi i niz kompleksnih jedinjenja kao na primer heksammin-nikal(II)-bromid. Niklove soli daju zelene rastvore. Soli nikla sa vodonik-sulfidom u alkalnom rastvoru daju crni talog (sulfid). Soli nikla sa amonijum-hidroksidom daju zeleni talog koji se rastvara u višku reagensa dajući rastvor plave boje. Za kvantitativno određivanje nikla se koristi dimetilglioksim koji u neutralnom ili alkalnom rastvoru sa niklom gradi čvrsto jedinjenje Ni(C4H7O2N2)2 crvene boje. Ni se koristi za prevlačenje drugih metala (niklovanje) radi zaštite, jer je sam otporan na koroziju i ima srebrnast sjaj. U ovu svrhu posebno se upotrebljava legiran sa srebrom. Nikal u prahu se koristi kao katalizator u mnogim reakcijama u industriji, kao što je proizvodnja margarina (pri stvrdnjavanju ulja). Legure nikla i bakra se koriste za izradu kovanog novca, pribora za jelo... Nikl se takođe dodaje čeliku i drugim legurama da bi povećao njihovu otpornost na koroziju (tada ima 6-12% nikla). Niklohromni čelici (1,5-3,0% nikla) su veoma tvrdi i otporni na udarce, pa se koriste za pravljenje delova motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U zavisnosti od procentnog udela nikla u leguri, kao i elemenata koji se uz nikal koriste za legiranje, dobijaju se različite legure koje imaju različite namene (invar, permaloj, platinit, monel-metal, kupronikal, manganin).Nikl je mikroelementi prisutan u mnogim enzimima. Dnevno bi ga trebalo minimalno unositi u količini 0,3 miligrama.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Tehnicijum (Tc, latinski - technetium) - je jedan od dva elementa kojima su svi izotopi radioaktivni, a da ima atomski broj manji od olova (drugi je prometijum. Nije zastupljen u zemljinoj kori - dobija se veštački u procesu razbijanja jedra uranijuma ili bombardovanjem lakim jedrima izotopa niobijuma ili molibdena. Otkriven je 1937 godine od strane Emilio Gino Segre'a i Carlo Perrier'a. Ime elementa potiče od grčke reči τεχνητoς (technetos - veštački). Dmitrij Mendeljejev je predvideo svojstva tehnicijuma pre nego što je otkriven. Tokom godina je postojala rupa u PSE između molbidena (element 42) i rutenijuma (element 44). Mnogi rani istraživači su želeli da prvi otkriju i imenuju nedostajući element; njegova lokacija u tabeli je govorila da bi trebalo da bude lakši za pronalaženje od ostalih neotkrivenih elemenata. Prvo se mislilo da je pronađen u rudi platine 1828. Dato mu je ime polinijum, ali se ispostavilo da je to bio nečisti iridijum. Zatim je 1846. tvrđeno da je otkriven element ilmenijum, je to bio nečisti niobijum. Ova greška je ponovljena 1847, sa 'otkrićem' pelopijuma. 1877, ruski hemičar Serge Kern je objavio otkriće nedostajućeg elementa u rudi platine. Kern je dao novom elementu ime davijum, po poznatom engleskom hemičaru, Hemfriju Daviju, ali je
otkriveno da je to mešavina iridijuma, rodijuma i gvožđa. Još jedan kandidat za otkriće, lucijum, je usledio 1896. ali se ispostavilo da je to bio itrijum. Zatim, 1908. japanski hemičar, Masataka Ogava, je mislio da je našao dokaz za prisustvo elementa 43 u mineralu torijanitu. Ogava je elementu dao ime niponijum, po Japanu (na japanskom se Japan zove Nipon). Kasnija analiza je utvrdila prisustvo renijuma (element 75), a ne elementa 43.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Titanijum (Ti, latinski - titanium) je metal IVB grupe. Ima 18 izotopa čije se atomske mase nalaze između 46 do 50. Izotopi od 46 do 50 su postojani.Otkrio ga je G.W. Creeda 1791 godine u toku ispitivanja magnetnog peska nađenog u Menahanu, pa je ovaj elemenat nazvao menahin. Nezavisno od prvog otkrića otkrio ga je u rutilu M.H. Klaproth w 1795 godine. On ga je nazvao titanijumom i pokazao da je identičan sa Gregorovim menahinom. Bercelijus je 1825. uspeo da izoluje metal, mada ne baš sasvim čist. Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 5000 ppm, u obliku minerala: ilmenita, rutila i titanita. Iako se smatra retkim elementom, bez obzira što se njegove koncentrovane naslage retko nalaze, on je otprilike deseti elemenat po zastupljenosti u prirodi, a od metala su zastupljeniji samo aluminijum i gvožđe. Javlja se u obliku oksida, TiO2, svog najvažnijeg jedinjenja i to kao rutil (tetragonalan), brukit (ortorombičan) i anatas (tetrarombičan). Najčešće se dobija iz rude rutila. Rutil se pretvara u titanijum-tetrahlorid hlorovanjem u prisustvu ugljenika u stubovima obloženim ciglama pri temperaturi od 700°S-1000°S.
Titanijum-tetrahlorid se redukuje metalnim magnezijumom ili natrijumom u atmosferi argona na 700°S. Destilacija u vakuumu ili ispiranje sa 2% azotnom kiselinom omogućava da se dobije metal bez magnezijuma ili natrijuma, ali je on tada u obliku finih granula. Proizvodnja metala u blokovima ili sličnim oblicima je teška jer na visokim temperaturama koje su potrebne za topljenje (1665°S) titanijum lako reaguje sa kiseonikom i azotom iz vazduha i sa oblogom peći. Blokovi se prave topljenjem u lučnim električnim pećima pod smanjenim pritiskom u teglama od bakra koje se hlade vodom. Ti je specifično lak i mekan metal, a po hemijskim osobinama liči na silicijum. Na kiseoniku uz zagrevanje sagoreva dajući titanijum-dioksid. Sa azotom na 800°S gradi nitrid TiN. Kiseline ne deluju lako na njega. Vruća razblažena sumporna kiselina sa njim daje sulfat uz izdvajanje vodonika, a koncentrovana disulfat uz izdvajanje sumpor-dioksida. Azotna kiselina ga pretvara u titanijumovu kiselinu Ti(OH)4. Poznata je postojanost titanijuma prema koroziji posebno prema morskoj vodi, pa je našao primenu i u brodogradnji.Gradi jedinjenja u kojima mu je oksidacioni broj +2, +3 i +4. Njegovo najvažnije jedinjenje je titanijum-dioksid, ali su poznati i TiO i Ti2O3. Elementarni titanijum nije otrovan, ali neke njegove soli jesu. Legure titanijuma su veoma lake i mehanički izdržljive - posebno na razvlačenje i zbog toga se koriste u avioindustriji, a takođe i za pravljenje bicikli i drugih sportskih sprava. Legure titanijuma imaju mnogo bolje osobine od legura aluminijuma ali su od njih značno skuplje te su zbog toga manje zastupljene. Titanijum-dioksid se koristi kao dodatak za izbeljivanje u pastama, prašcima i farbama.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Gvožđe i (Fe, latinski ferrum) je metal 8.grupe.Ima 16 izotopa čije se atomske mase nalaze između 49 - 63. Postojani izotopi su: 54, 56, 57 i 58. Najzastupljeniji je izotop 56 (91%). Gvožđe je bilo poznato još prvobitnim civilizacijama.
Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 0,41% u obliku sledećih minerala: crvenog hematita (Fe2O3, crnog magnezita (Fe3O4), siderita (FeCO3), limonita, halkopirita, pirita, arsenopirita...Sem ovih minerala veliki tehnološki značaj imaju karboniklova kompleksna jedinjenja gvožđa koja se dobijaju iz hlorida gvožđa. Ta jedinjenja su katalizatori brojnih organskih reakcija. Zlatan hlorid (II) kiselog ukusa se upotrebljava za suzbijanje malokrvnosti.
Biološki značaj
Gvožđe je neophodno za očuvanje zdravlja. Atom gvožđa se nalazi u mnogim enzimima: hemoglobinu, mioglobinu ... Potrebe za gvožđem se razlikuju u zavisnosti od starosti, težine, pola, zdravlja minimalne količine koje je potrebno dnevno uneti kreću se u širokim okvirima. Kod odraslih osoba od 10 miligrama dnevno do 20 kod žena, dok je za vreme dojenja potrebno 30. Iako čovekov organizam ima solidne mehanizme za regulaciju količine gvožđa, u nekim situacijama može doći do oboljenja hemohromatoze. To oboljenje se javlja usled prevelike doze gvožđa u organizmu. Velike količine gvožđa(II) su otrovne. Soli gvožđa(III-VI) su bezopasne, zato što ih organizam ne apsorbuje. Pravilna koncentracija gvožđa u krvi: srednja vrednost (muškarci 21,8 mikro mol po litru, 120 mikro grama po decilitru, žene 18,5 mikro mol po litru, 100 mikro grama po decilitru .Minimalne i maksimalne koncentracije:muškarci 17,7 - 35,9 mikro mol po litru, 90 - 200 mikro grama po decilitru ,žene 11,1 - 30,1 mikro mol po litru, 60 - 170 mikro grama po decilitru
Osobine
Čisto gvožđe je sjajan, srebrnast, mekan metal koji veoma lako podleže koroziji.Vekovima se koristi u obliku legura kao što su čelik, legure sa manganom, hromom, molibdenom, vanadijumom i mnogim drugim elementima.Gvožđe se javlja u 3 alotropske modifikacije: gvožđe α, gvožđe γ, gvožđe δ.Samo alotropska modifikacija α poseduje feromagnetične osobine.Gvožđe α u alotropsku modifikaciju gvožđe γ prelazi na temperaturi od 723°C pri hlađenju ili 728°C pri zagrevanju. Gvožđe γ u gvožđe δ prelazi pri temperaturi od 1400°C.
Paladijum (Pd, latinski - palladium) je metal 8.grupe. Ima 25 izotopa čije se atomske mase nalaze između 96-116. Postojani izotopi su: 102, 104-106, 108 i 110.Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 6x10-4 ppm uglavnom kao pratioc ruda bakra i cinka.Otkriven je 1803 od strane Williama Hyde Wollastona, u Londonu. Ime elementa potiče od planetoida Pallas. Spada u plemenite metale. Najkorisnija jedinjenja paladijuma su njegova kiselina i Pd(PPh3)3. Paladijum nema nikakvog biološkog značaja.U čistom obliku on je sjajan, srebrnosiv metal, kovan i rastegljiv. Ne reaguje sa vodom i vazduhom. Jake kiseline, kao i jake baze ga rastvaraju. Lako apsorbuje gasoviti vodonik, jer veličina "rupa" u njegovoj kristalnoj rešetki odgovara veličini molekula H2.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Platina (Pt, latinski platinum).Naziv potiče od španskog slova platina što označava srebro. Ima 36 izotopa čije se atomske mase nalaze između 172-201. U prirodi se nalaze izotopi sa atomskim masama 190, 192, 194, 195, 196 i 198, od kojih su postojani 194, 195, 196 i 198. Zastupljena je u zemljinoj kori u količini od 0,001 ppm , obliku ruda platine i kao pratilac ruda nikla i bakra. U Americi je bio poznat još u vreme pre Kolumba. U Evropu su ga doneli Španci 1750, koji su smatrali da je to samo druga vrsta srebra. Najvažnija jedinjenja platine su: heksahloroplatinska kiselina, platinahlorid i kompleksna organskometalna jedinjenja koja nastaju iz njih, koja se masovno koriste kao katalizatori u industriji. Biološki značaj: Neotrovna i ne uzrokuje rak. Neka njena jedinjenja se koriste u hemoterapiji u borbi protiv određenih vrsta raka.U čistom obliku je srebrnobeli metal, kovan i lako se izvlači u žice. Ubraja se u plemenite metale, ne reaguje sa vodom, vazduhom, većinom kiselina i baza. Reaguje samo sa carskom vodom, fluorovodonikom i drugim takozvanim superkiselinama. Koristi se i za izradu nakita.
Hrom (Cr, latinski chromium) je metal. Elektronska konfiguracija njegovog atoma određuje njegovu pripadnost VIB grupi. Poseduje 13 izotopa čije se atomske mase nalaze između 45-57. Izotopi 50, 52, 53 i 54 su postojani. Otkriven je 1797 godine od strane N.L. Vauqellina (Louis Nicolas Vauquelin). Hrom je zastupljen u zemljinoj kori u količini od oko 102 ppm, uglavnom u obliku minerala hromita.
Namirnice najbogatije hromom su pekarski kvasac, kukuruz, kuvana junetina, jabuka, crni hleb, ovsene pahuljice.Metalni hrom je sjajnobeo metal veoma otporan na koroziju. Koristi se kao spoljašnji sloj koji pokriva čelične elemente, popravljajuči njihov izgled i štiteći ih od korozije. Hrom je sastojak nerđajućih čelika. Hrom je najmanje rastvoran od svih metala. Iako ima negativni standardni redoks-potencijal na površini hroma stvara se pasivno stanje, te se ne rastvara u azotnoj kiselini, ni u carskoj vodi, dok se u razblaženoj hladnoj hlorovodoničnoj i sumpornoj kiselini rastvara, a rastvaranje u vrućim kiselinama prestaje.
Jedinjenja
Najvažnija ruda hroma je hromit FeCr2O4 poznato kao hromit. Ovo jedinjenje se koristi kao aktivan sloj na magnetnim trakama. Redukcijom hromita koksom nastaje ferhrom (Fe + 2Cr)l koji se u metalurgiji koristi za dobijanje drugih legura koje sadrže hrom.Rastvori soli Cr(III) i Cr(VI) poseduju veoma intenzivne boje (zelenu i narandžastu) što se koristi u fotohemiji. Mešavina Na2Cr2O7 sa sumpornom kiselinom se koristi za pranje lab.stakla. Oksid hroma(III) se koristi kao za bojenje. Soli hroma(VI) su otrovne i izazivaju rak.
Biološki značaj
Hrom je sastojak mnogih enzima i spada u mikroelemente neophodne za život. Olakšava prelazak glukoze iz krvi u ćelije. Smanjuje potrebe za insulinom. Smanjuje rizik od infarkta pošto spušta nivo holesterola u krvi. Njegova dnevna upotreba bi trebalo da iznosi minimum 1 miligram dnevno. Nedostatak hroma može da izazove razvoj šećera kod odraslih osoba i bolesti transportnog sistema.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Živa (Hg, lat. hydragyrum) - je zastupljena u zemljinoj kori u količini od 0,05 ppm. Najvažniji minerali žive su: cinober HgS i kalomel Hg2Cl2
Osobine
Živa rastvara metale (izuzetak su: gvožđe, platina, volfram i molibden. Poseduje veliku isparljivost - pri temperaturi od 20oC u vazduhu se nalazi 14 mg Hg m-3 u stanju dinamičke ravnoteže. Prag bezbednosti žive u vazduhu iznosi 0,05 mg Hg m-3 vazduha, zato prosuta živa pretstavlja potencionalnu opasnost od trovanja.
Primena
ruda žive
Živa se koristi za punjenje termometara, barometara, manometara... Velike količine žive se koriste za dobijanje srebra i zlata i za eksplozivne materijale.Jedinjenja žive takođe imaju veliku primenu: kalomel se koristi u medicini, za pravljenje elektroda i kao sredstvo za zaštitu biljaka. Hlorid žive (II) - sublimit, služi kao katalizator u organskim sintezama, u metalurgiji, kao sredstvo za dezinfekciju. Hg(CNO)2 ima primenu u proizvodnji detonatora. Ako živa dospe u vodenu sredinu, mikroorganizmi je prerađuju tako da nastaje metaloorgansko jedinjenje koje se rastvara u mastima. Mnoge tragične događaje su izazvala baš organska jedinjenja žive na primer u Japanu, Gvatemali, Iraku, Pakistanu. Svi ti slučajevi su bili izazvani korišćenjem namirnica koje su bile zatrovane živom. U Iraku je 1971-1972 umrlo preko 3000 ljudi zbog korišćenja pšenice koja je u sebi sadržala fenilžive. Unošenje alkalnih jedinjenja žive u ljudski organizam živa pomoću krvotoka dolazi do moždanih ćelija onemogućavajući mozgu doliv krvi i izazivajući poremećaje u nervnom sistemu. Katjoni živeHg2+ i Hg2
Cink (Zn, latinski - zincum)je metal. Ima 23 izotopa čije se atomske mase nalaze između 57-78, od kojih su postojani 64, 66, 67, 68 i 70.Otkriven je u Indiji ili Kini pre 1500. p.n.e. U Evropu je donesen tek u XVII veku.
Zastupljenost
Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 75 ppm u obliku minerala - uglavnom ZnS, ZnO i smitsonita. Namirnice koje su bogate cinkom su: ostrige, posno meso i ribe. Takođe ga ima i u zrnastom hlebu
Fizičke i hemijske osobine
cink se na vazduhu prevlači slojem oksida
Metalni cink je bleštavobeo, krh metal. Na vazduhu podleže oksidaciji slično aluminijumu, ali ga sloj oksida štiti od dalje korozije. Cink je vrlo reaktivan kako u kiseloj, tako i u baznoj sredini.
Jedinjenja i primena
Najpoznatije jedinjenje cinka je njegov oksid ZnO, koji se koristi kao dodatak za boje i lakove. Najvažnija primena cinka je prevlačenje lima u cilju zaštite od korozije. Cink je takođe sastojak mnogih legura, posebno bakra. Cink se takođe koristi i za električne peći.Jedinjenja cinka se takođe koriste i za zaprašivanje biljnih kultura u baštama jer ima insekticidno dejstvo. Cink je jedan od mikroelemenata i nalazi se u mnogim enzimima. Između ostalog ima udela i u: mineralizaciji kostiju, sintezi belančevina, zarastanju rana, utiče na rad imunološkog sistema, pravilnu raspodelu insulina i štednju holesterola i vitamina A. Ima udela i u regulaciji krvnog pritiska i srčanog ritma. Dnevno ga je potrebno unositi u količini od minimum 5 miligrama, a preporučuje se oko 15-20 miligrama. Nedostatak cinka uzrokuje: malokrvnost, usporavanje tempa rasta, sporo zarastanje rana, zapaljenja kože ... Nedostatak cinka kod dece izaziva niži rast i sporiji umni razvoj. Cink deluje kao lek za bolesti želuca, reumatizam, kožne bolesti ...Sistematsko uzimanje nekih lekova i alkohola utiče na smanjenje količine cinka u čovekovom organizmu.Soli cink (II) izazivaju rak ukoliko se unose u velikim količinama.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Cirkonijum (Zr, latinski zirconium) - je metal IVB grupe. Ime je dobio po istoimenom mineralu - cirkonijumu (ZrSiO4). Cirkonijum poseduje i mineral badeleit (ZrO2). Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 130 ppm.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Rodijum (Rh, grčki - rhodium) - je metal VIIIB grupe. Ima 34 izotopa čije se atomske mase nalaze izmađu 94-112. Postojan je samo izotop 103 koji predstavlja 100% prirodnog sastava izotopa rodijuma. Rodijum je dobio ime po grčkoj reči rhodon što znači ruža. Otkriven je 1803 godine od strane W.H. Wollastona u Londonu. U zemljinoj kori je zastupljen u veoma maloj količini od 10-4 ppm (eng. parts per million). Dobija se iz nekih ruda bakra i nikla u kojima se nalazi oko 0,1% rodijuma. Neka od njegovih kompleksna jedinjenja su otrovna, i verovatno uzrokuju rak.U čistom obliku je sjajan, srebrnosiv metal. Ne reaguje sa vodom, vazduhom i kiselinama, ali reaguje sa jakim bazama. U čistom obliku se ne koristi zbog njegove veoma visoke cene. Cena rodijuma je oko 6100 američkih dolara za 1 finu uncu.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Rutenijum (Ru, latinski - ruthenia) - je metal VIIIB grupe. Ime je dobio po latinskom nazivu za Rusiju. Ovaj element ne poseduje bitnije minerale i obično se javlja u rudama platine.
Tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Iriduijum (Ir, lat. iridium) - hemijski element, prelazni metal. Naziv potiče od latinske reči iris koja označava dugu.Zastupljenost: iridijum je zastupljen u zemljinoj kori u količini od 3×10-6 ppm (engl. parts per million). Najvažniji mineral iridijuma je osmirid.
tamo gde drugačije nije naznačeno,upotrebljene su SI jedinice i normalni uslovi.
Objašnjenja skraćenica:
zast.=zastupljenost u prirodi,v.p.r.=vreme polu raspada,n.r.=način raspada,e.r.=energija raspada,p.r.=proizvod raspada,z.e=zarobljavanje elektrona,i.t.=izomerni prelaz
Kadmijum (Cd, latinski - cadmium) - je metal IIB grupe. Ime je dobio po grčkom nazivu za rudu cinka - kalamin. Najpoznatiji mineral je CdS, ali se obično dobija kao sporedni proizvod pri proizvodnji cinka. Kadmijum je otkrio 1817 godine nemački hemičar Fridrih Štrosmajer.Bitnu količinu kadmijuma u sebi sadrže rude cinka i fosilnih goriva (npr. kameni ugalj). Usled njihovog eksplatisanja znatne količine kadmijuma se oslobađaju u atmosferu i hidrosferu. Kadmijum je element velike toksičnosti (nekoliko puta veće od arsena). Ima kancerogeno dejstvo, oštećuje bubrege, izaziva anemiju i bolesti kostiju. Štetno deluje i na sistem za kruženje materija.