10 keemilist elementi (1)

Alumiinium

Alumiinium on keemiliste elementide perioodilisus tabelis IIIA rühmas 3. perioodis aatomnumbriga 13. Alumiiniumi sümbol on Al. See on hõbedase värvusega, massiarv on 26,98154. Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660 kraadi ning keemistemperatuur 2060 kraadi. See on hea elektri- ja soojusjuht ning kerge, pehme metall (tihedusega 2700kg/m3). Alumiinium reageerib paljude lihtainete ja hapetega.

Alumiinium on metallilistest elementidest looduses kõige enam levinud (massisisaldus maakoores 8,2%). Suure aktiivsuse tõttu ei leidu teda vabalt, vaid ainult ühenditena savide ja mineraalide koostises. Alumiiniumi tootmise lähteaineks on boksiid.

Alumiiniumi kasutatakse masina-, mootori-, tanki-, ja suurtükitööstustes; sidevahendites, lõhkainete, valgustus - ning süütemürskude ja kaablijuhtmestiku tootmiseks ja tööstus- ning elamuehituses konstruktsioonielementidena. Veel valmistatakse alumiiniumist köögitarbeid (lusikad, potid , kastrulid jne). Alumiiniumi ja alumiiniumisulameid kasutatakse laialdaselt lennukiehituses.
Erinevalt enamikest teraseliikidest ei muutu aluminium madalatel temperatuuridesl rabdeks, vastupidi, ta muutub veelgi vastupidavamaks.
Alumiinium on kergesti vormitav. Seda on kerge töödelda mitmel eri meetodil: freesimine, puurimine , painutamine , tükeldamine. Alumiinium peegeldab hästi nii nähtavat valgust kui ka soojuskiirgust, tänu sellele kasutatakse teda peeglite valmistamisel.
Õhus püsib alumiinium tavaliselt toatemperatuuril muutumatuna, sest ta pind on kaetud õhukese oksiidikihiga.
13
3
8
2
Al
26,9815
Alumiinium

Raud

Raud on keemiline element sümboliga Fe, mis tuleneb ladinakeelsest nimetusest Ferrum. Raua aatomnumber on 26 ning massiarv 55,847. Perioodilisustabelis asub raud 4. perioodis ning VIIIB rühmas. Omadustelt on raud hõbevalge, keskimise kõvadusega metall. Normaaltingimustel on ta tahke aine tihedusega 7,87 g/cm3. Raua sulamistemperatuur on 1535 kraadi. Raud on kõige levinum metall (massisisaldus maakores 6%) Maa koostises ning levimuselt metallidest maakoores alumiiniumi järel teisel kohal.
Suured rauamaagivarud asuvad Venemaal Kurski magnetilise anomaalia piirkonnas, kus asub ka maailma suurim lahtine kaevandus mittepõlevate maavarade tootmiseks – Lebedinski karjäär. Maailma suurimaks rauamaagi leiukohaks peetakse aga seni veel vähe kasutusele võetud El mutuni maardlat Boliivia-Brasiilia piiril , mille varusid on hinnatud 800 miljardile tonnile maagile, mis sisaldab 230 miljardit tonni puhast rauda. Lihtainena esineb rauda maailmaruumist maale langenud meteoriitides, kuid ka mõningates magmakivimites.
Rauaühendeid, mida kasutatakse malmi ja terase tootmisel , nimetatakse rauamaakideks. Rauamaaki töödeldakse malmiks kõrgahjudes , erilistes konverterites vähendatakse malmist süsiniku ja teiste lisandite sisaldust ning saadakse teras.
Raud on plastiline, mistõttu teda on võimalik valtsida ning sepistada. Ta on hea soojus - ja elektrijuht . Raud on keskmise aktiivsusega. Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga.
Rauda kasutatakse ehituses ja masinaehituses kasutatavate erinevate sulamite ( malm , roostevabateras, teras) peamise koostisosana.
26
2
14
8
2
Fe
55,847
Raud

Hõbe

Hõbeda sümbol on Ag (argentum). Hõbeda aatomnumber on 47 ning perioodilisustabelis asub ta 5. perioodis IB rühmas. Ta massiarv on 107,87. Hõbe on väärismetall. See on hästi sepistatav hõbevalge värvusega pehme metall. Hõbe on kõige parem soojus - ja elektrijuht. Tal on väga hea peelgeldusvõime. Puhtas õhus on hõbe püsiv. Niiskes õhus hõbeda pind tumeneb. Hõbeda sulamistemperatuur on 960 kraadi ning tihedus 10,5 g/cm³.
Hõbeda maaki leidub mitmel pool Ameerika lääneosariikides üsna palju, kuid looduses on see siiski vähelevinud, kuid kullast on seda umbes 20 korda rohkem. Hõbedat leidub nii ehedalt kui ka ühenditena. Lisaelemendina leidub hõbedat plii-, vase-, ja tsingimaagis.
Tänu sellele, et hõbedal on väga hea peegeldusvõime kasutatakse seda peegli saamiseks, sadestades klaasile hõbedakihi. Hõbepeeglikihti kasutatakse ka termostes, vähendamaks soojuskadusid kiirgusel. Hõbedast valmistatakse väga palju esmeid, näiteks ehted , lauahõbe, mündid, hambaplommid. Valgustundlikkuse tõttu valmistatakse hõbedaühendeist filme ja fotopaberit.
Hõbeda järgi on saanud paljud loomad, linnud , putukad, lilled, puud, põõsad ja paljud muud asjad oma nime. Näiteks hõberebane, hõbepuu, hõbekala jne.
Kõige rohkem toodab hõbedat Mehhiko . Aastate jooskul on seda kokku 8428 tonni. Teisel kohal on Peruu 8031 tonniga. Kolmandal kohal on Kanada 7664 tonniga.
47
1
18
18
8
2
Ag
107,87
Hõbe
Kaltsium
Kaltsium on keemiline element aatomnumbriga 20. Perioodilisustabelis asub ta 4. perioodis ning IIA rühmas. Kaltsium on keemiliselt aktiivne ega esine looduses vabal kujul. Ta on leelismetallide hulka kuuluv hõbevalge läikiv kergmetall. Maakoores leidumise poolest on ta viiendal kohal. Kaltsiumi tihedus on 1,55 g/cm³ ning sulamistemperatuur on 848 kraadi. Kaltsium on hõbejas läikiv metall, pehme ja kergesti töödeldav.
Kaltsiumi leidub looduses ainult ühenditena, kuid see on üks väheseid elemente, mis ümbritseb meid igal pool, ka inimese organism vajab kaltsiumi. Suurtes kogustes sisaldavad kaltsiumi ehitusmaterjalid betoon, klaas , tellis, lubi ja tsement. Looduses leiame seda väga palju mineraalide – lubjakivi , kriidi , marmori, dolomiidi jt. koostises.
Enamlevinumaks on kaltsiumkarbonaat. Kriidina saab seda kasutada täiteainena paberi- ja kummitööstustes, ruumide valgendamisel ja ka koolikriidina.
Kaltsium on tähtis mineraalaineallikas. Täiskasvanu organismis on seda kokku kilo kuni poolteist. Kaltsiumi sisaldavad piimatooted, kalakonservid , kuivatatud aprikoosid, mandlid, seesamiseemned ja apelsinimahl. Kaltsium on tähtis luude ja hammaste tugevdaja, osaleb organimsi vedeliku tasakaalu regulatsioonis, südame töös ja hormoonide tootmises. Kaltsiumi puudud põhjustab luude hõrenemist ehk osteporoosi ja lihaskrampe.
20
2
8
8
2
Ca
40,08
Kaltsium
Magneesium
Magneesiumi aatomnumber on 12. See asub perioodilisustabelis IIA rühmas ning 3. perioodis. Magneesium on hõbedane tugev metall, kuid kerge (tihedusega 1,74 g/cm3). Ta sulab temperatuuril 650 kraadi ning on keemiliselt küllaltki aktiivne, kuid sarnaselt alumiiniumile kattub õhukäes kaitsva oksiidikihiga.
Magneesiumi leidub maakoores 2,1%, kuid vabal kujul teda looduses ei leidu. Levikult on ta keemilistest elementidest 7. kohal. Magneesium kuulub ligi 200 mineraali koostisesse. Ammendamatud magneesiumivarud on meredes ja ookeanides.
1 kuupmeeter vett sisaldab kuni 4 kg magneesiumi. Klorofüll sisaldab ligikaudu 2% magneesiumi. Magneesiumi leidub kõigis eluorganismides ning palju on seda ka puu- ja köögiviljades.
Metalliline magneesium leiab põhilist rakendust kergsulamite koostises auto- ja lennukitööstuste tarbeks ning ka masinatööstusharudes. Magneesiumi kasutamine tulebki kõne alla vaid sulamitena, kuna ta on kerge ja pehme ning peab vähe vastu. Pulbrilist magneesiumi kasutatakse valgustus- ja signalisatsioonirakettides ja süütepommides. Ka arstiteaduses kasutatakse magneesiumi, nimelt magneesiumsulfaati kasutatakse lahtistina ning lihastesse süstimiseks rahustava vahendina.
Magneesium on oma nime saanud Vana-Kreeka linna Magnesia järgi. Selle metalli avastajaks oli sir Humphry Davy, kel õnnestus seda saada 1808. aastal puhta metalli kujul. Maakera kõikide taimede klorofülli koostises oleva magneesiumi üldhulka hinnatakse 100-le miljardile tonnile.
12
2
8
2
Mg
24,312
Magneesium

Hapnik

Hapniku keemiline sümbol on O ning hapniku aatomnumber on 8. Perioodilisustabelis asub see 2. perioodis ning VIA rühmas. Hapnik on keemiliselt aktiivne mittemetall. Sellel on kaks levinud allotroopset vormi: lihtsalt hapnik (O2) ning osoon (O3). Hapnik on stabiilne gaas . Paljud liht- ja liitained reageerivad hapnikuga kuumutamisel, tihti kaasneb sellega leegiga põlemine. Hapnik on läbipaistev ja lõhnatu.
Hapnik moodustab 21% Maa atmosfäärist. See on levinuim element Maal – moodustab umbes 50% maakoore massist. Vees on hapnikku massiprotsentides umbes 89%.
Tähtsaim hapniku ühend on tema ühend vesinikuga – vesi. Hapnikku kasutatakse keevitamisel, gaasi-ja plasmalõikusel, kuumutamisel, jootmisel, õgvendamisel ja karastamisel. Samuti kasutatakse erinevate metallide valmistamisel, reovete bioloogilisel puhastusel, tselluloosi valgendamisel ja klaasitootmise uutes tehnoloogiates. Lisaks sellele kasutavad kõik elusorganismid hingamiseks hapnikku ning hapnikku toodavad taimed fotosünteesi käigus.
Hapnik soodutab ning kiirendab põlemist ja tõstab leegi temperatuuri. Hapnikusisalduse suurenedes süttimistemperatuur langeb. Rõhu all olev hapnik võib süüdata õli ja rasva ning põhjustada plahvatusliku põlemise. Vedela hapnikuga immutatud põlevaineid nimetatakse oksülikviitideks ja neid kasutatakse lõhkainetena: nende eeliseks on see, et kui nad ei lõhke, siis aurab hapnik aja jooksul ära ja plahvatusoht kaob. Seetõttu on vedel õhk kokkupuutel põlevainetega ohtlik.
8
6
2
O
15,9994
Hapnik
Kloor
Kloor on keemiline element aatomnumbriga 17. Perioodilisustabelis asub see VIIA rühmas ning 3. perioodis. Kloori aatommass on 35,453 ning see on mittemetall, mis keemiliste omaduste poolest on halogeen. Kloor on raske rohekaskollane, terava, lämmatava lõhnaga gaas, mis on väga mürgine kõige elusa suhtes. Samuti on kloor väga aktiivne. Ta reageerib kergesti peaaegu kõikide keemiliste elementidega. Kloori vastastikusel reageerimisel teiste elementidega eraldub suur hulk soojust ja valgust.
Looduses ei ole vabas olekus kloori, kuna ta on keemiliselt väga aktiivne. Ühenditena on ta väga levinud. NaCl (keedusoola) ja KCl ( kaaliumkloriidi ) leidub merede ja ookeanide vees, samuti maakoores soolalademetena.
Kloori kasutatakse tekstiili- ja paberitööstuses peamiselt pleegitajana, keemiatööstuses rakendatakse teda orgaaniliste ühendite, vesinikkloriidhappe ja kloriidi tootmisel. Veepuhastusjaamades klooritakse joogivett, et hävitada pisikuid. Samuti lisatakse basseinivette vähesel hulgal kloori, et tappa mikroobid ja bakterid .
Tähtsamate kloriidiühendite rakendusalad:

NaCl – naatriumkloriid – ehk keedusool , mida kasutatakse toidu maitsestamiseks ja konserveerimiseks.

KCl – kaaliumkloriid – kaaliumväetis

ZnCl – tsinkkloriid – puidu immutusvahend mädanemise vastu

CaCl – kaltsiumkloriid – õhu kuivatamiseks eksikaatoris

AgCl – hõbekloriid – valgustundlikkuse tõttu kasutatakse seda fotopaberite valmistamisel
17
7
8
2
Cl
35,453
Kloor
Süsinik
Süsinik asub keemiliste elementide perioodilisustabelis teises perioodis ning IVA rühmas. Süsiniku aatomnumber on 6 ning aatommass on 12,01115. Süsiniku aatomi elektronskeem on C: +6|2)4). Reaktsiooni käigus süsinik ei loovuta elemente ning moodustab neli kovalentset sidet. Süsiniku eripära võrreldes teiste keemiliste elementidega on moodustada arvukalt erinevaid ühendeid. Süsinik on mittemetall. Süsiniku sulamistemperatuur on 3800 kraadi ning keemistemperatuur on 4830 kraadi. Värvitu ning õhust raskem.
Süsinik esineb looduses kahel erineva lihtainena: teemandi(värvusetu) ja grafiidina(must). Oma levikult maakoores on süsinik keemilistest elementidest 13. kohal. Kütuseks kaevandatavad söed koosnevad samuti peamiselt süsinikust ja süsinikku sisaldvad ka paljud mineraalid .
Süsinikuelemendi, süsinikühendite kasutusalad:

vee ja õhu puhastamine

autorehvid, teras

teemandid, pliiats

plastid, kiud

maagaasi, õli, bensiini ja jt ühendite tootmine
Süsinik moodustab koos hapnikuga süsihappegaasi. See eraldub näiteks põlemisel ja hingamisel. Süsihappegaas on süsiniku stabiilseim oksiid . Taimed kasutavad süsihappegaasi fotosünteesides, tootes sellest uuesti hapnikku. Samuti kasutatakse süsihappegaasi tulekustutamisel ja erinevates jahutuslahendustes.
4
2
C
12,01115
Süsinik
Heelium
Heelium on perioodilisustabelis 1. perioodis ning VIIIA rühmas. Heeliumil on vaid kaks elektroni ning selle aatomnumber on 2. Keemiliselt on helium väärisgaas. Et heeliumi aatomite vahelised tõmbejõud on äärmiselt nõrgad, on heeliumi keemistemperatuur kõigi elementide seas madalaim ehk siis -268,934 kraadi. Heeliumi tihedus on 0,0001787 g/cm3, sulamistemperatuuriks on -272,2 kraadi. Heelium on värvusetu ning väga kerge (kergem kui õhk).
Kuna Maa atmosfäär praktiliselt heeliumi ei sisalda, siis võetakse kogu meile vajalik heelium heeliumi sisaldavatest looduslikest gaasidest . Laialdased heeliumivarud USAs, Põhja-Aafrikas ja Venemaal katavad kogu maailma vajadused.
Heeliumit kasutatakse:

õhupallide täitmiseks – kuna heelium on õhust kergem, siis heeliumiga täidetud õhupallid püsivad kõrgel õhus. Heelium püsib õhupalli sees maksimaalselt 10-12 tundi

tuumareaktsioonide jahutajana

segus Ne-ga gaasilahendus- ja signaallampide täiteks

erinevate uuringute abigaasina

keevituskaitsegaasina

lasergaasina
Heeliumi avastas 1868. aastal J. Jaanssen.
Heeliumi sissehingates läheb hääl rääkides selliseks , nagu oleks nina kinni. Liiga palju tarbides hakkavad kopsud valutama .
2
2
He
4,0026
Heelium
Neoon
Neooni keemiline sümbol on Ne ning neooni aatomnumber on 10. Ta asub perioodilisustabelis 2. perioodis ning VIIIA rühmas. Neooni elektronskeem on Ne: +10|2)8). Omadustelt on neoon väärisgaas. Ta on praktiliselt interne ehk ta ei osale keemilistes reaktsioonides ega moodusta keemilisi ühendeid. Neooni keemistemperatuur on 27,1 kelvinit ning ta tahkub temperatuuril 24,6 kelvinit. Neoon on värvitu, kuid elektronlampides ja neoonlampides hõõgub ta punakas-oranžilt.
Õhus sisaldub neooni normaalolukorras 0,0012 protsenti.
Neoonlampide punakas-oranžikat valgust kasutatakse laialdaselt neoonreklaamis. Vedelat neooni kasutatakse ka odava krüogeense külmutusagensina.
Veel kasutatakse neooni:

kõrgepingeindikaatorites

liigpingepiirikutes

lainemõõturites

televiisorites
Heeliumi ja neooni kasutatakse helium-neoonlaseris.
Neooni avastasid William Ramsay ja Morris Travers. Element sai nime kreeka sõnast neos (uus).
10
8
2
Ne
20,183
Neoon