فلزات نجیب

در شیمی، فلزات نجیب فلزاتی هستند که مقاوم در برابر خوردگی و اکسیداسیون در هوا مرطوب می‌باشند (بر خلاف بسیاری از فلزات پایه). فهرست کوتاهی از فلزات نجیب شیمیایی (آن دسته از عناصر که تقریباً همه شیمیدانان با ان‌ها موافق هستند) شامل روتنیم (Ru)، رودیوم (Rh)، پالادیوم (Pd)، نقره (Ag)، اوسمیوم (Os)، ایریدیم (Ir)، پلاتین (Pt) و طلا (Au)است.A. Holleman, N. Wiberg, "Lehrbuch der Anorganischen Chemie", de Gruyter, 1985, 33. edition, p. 1486
در فهرست‌های جامع تر جیوه (Hg)،"Dictionary of Mining, Mineral, and Related Terms", Compiled by the American Geological Institute, 2nd edition, 1997Scoullos, M.J. , Vonkeman, G.H. , Thornton, I. , Makuch, Z. , "Mercury - Cadmium - Lead: Handbook for Sustainable Heavy Metals Policy and Regulation",Series: Environment & Policy, Vol. 31, Springer-Verlag, 2002 رنیوم (Re)The New Encyclopædia Britannica, 15th edition, Vol. VII, 1976 و مس (Cu) نیز به عنوان فلزات نجیب شناخته می‌شوند. از سوی دیگر، تیتانیوم (Ti)، نایوبیم (Nb) و تانتالم (Ta) فلز نجیب به‌شمار نمی‌روند، گرچه بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند.
بندانگشتی|فلزات نجیب شامل مس و جیوه که بر اساس جایگاهشان در جدول تناوبی چیده شده‌انددر حالی که فلزات نجیب با ارزش می‌باشند - به دلیل نادر بودن آنها در پوسته زمین و مفید بودن آنها در زمینه‌هایی مانند متالورژی، فناوری‌های پیشرفته و تزئینات (جواهرات، هنر، مقدسات و غیره) - اصطلاحات «فلز نجیب» و «فلزات گرانبها» مترادف نیستند.
اصطلاح «فلز نجیب» به اواخر قرن ۱۴ بازمی‌گرددhttp://dictionary.reference.com/browse/noble+metalو معانی مختلفی در زمینه‌های مختلف مطالعاتی و کاربرد دارد. فقط در فیزیک اتمی یک تعریف دقیق وجود دارد که تنها شامل مس، نقره و طلا است، زیرا در آنها زیر لایه D کاملاً را پر شده‌است. به همین دلیل لیست‌های متفاوت بسیاری از «فلزات نجیب» وجود دارد.
علاوه بر عملکرد اصطلاح «فلزات نجیب» به عنوان اسم مرکب، شرایطی وجود دارد که «نجیب» به عنوان صفتی برای اسم «فلز» استفاده می‌شود. «مجموعه گالوانیکی» سلسله مراتبی از فلزات (یا سایر مواد رسانای الکتریکی، از جمله کامپوزیت‌ها و شبه فلزات) است که فلزات نجیب را به فلزات فعال تبدیل می‌کند و اجازه می‌دهد تا یک فرد پیش بینی کند که چگونه مواد در محیطی که برای تولید این مجموعه‌ها تعامل دارند، رفتار می‌کنند. در این راستا، گرافیت نجیب تر از نقره است و نجیب بودن نسبی بسیاری از مواد به شدت به شرایط محیطی بستگی دارد.Everett Collier, "The Boatowner’s Guide to Corrosion", International Marine Publishing, 2001, p. 21

 خواص 
پلاتین، طلا و جیوه را می‌توان در آب آکواریا، مخلوط بسیار غلیظ از اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک، حل کرد اما ایریدیم و نقره را نمی‌توان. با این حال پالادیوم و نقره در اسید نیتریک حل می‌شوند. روتنیم می‌تواند در آکواریا تنها در صورت حضور اکسیژن حل شود، در حالی که رودیوم باید در به صورت پودری باشد تا حل شود. نیوبیوم و تانتالوم در برابر تمام اسیدها، از جمله آب آکواریا مقاوم هستند.A. Holleman, N. Wiberg, "Inorganic Chemistry", Academic Press, 2001

 فیزیک 
در فیزیک، تعریف یک فلز نجیب دشوارتر است. لازم است که زیرلایهٔ D ساختار الکترونی پر شود. از این منظر، تنها مس، نقره و طلا فلزات نجیب هستند، همان‌طور که تمام باندهای D مانند پر شده‌اند و از سطح فرمی عبور نمی‌کنند. با این حال، گروه‌های هیبریدی d از سطح فرمی تا حد اندکی عبور می‌کنند. در مورد پلاتین دو باند D از سطح فرمی عبور می‌کنند و رفتار شیمیایی خود را تغییر می‌دهند تا بتواند به عنوان کاتالیزگر عمل کند. تفاوت در واکنش پذیری می‌تواند به راحتی در تهیه سطوح تمیز فلزی در یک خلاء فوق‌العاده بالا دیده می‌شود: سطوح فلزات نجیب (به عنوان مثال طلا) که به صورت فیزیکی تعریف شده‌اند، به آسانی تمییز شده و برای مدت زمان طولانی نگه داشته می‌شود، به عنوان مثال، پلاتین یا پالادیوم، بسیار سریع به وسیله مونوکسید کربن پوشیده می‌شوند.S. Fuchs, T.Hahn, H.G. Lintz, "The oxidation of carbon monoxide by oxygen over platinum, palladium and rhodium catalysts from 10−10 to 1 bar", Chemical engineering and processing, 1994, V 33(5), pp. 363-369 

 الکترو شیمی 
عناصر فلزی شامل فلزات نجیب و غیر نجیب:G. Wulfsberg, "Inorganic Chemistry", University Science Books, 2000, pp. 247–249 ✦ Bratsch S. G. , "Standard Electrode Potentials and Temperature Coefficients in Water at 298.15 K", Journal of Physical Chemical Reference Data, vol. 18, no. 1, 1989, pp. 1–21 ✦ B. Douglas, D. McDaniel, J. Alexander, "Concepts and Models of Inorganic Chemistry", John Wiley & Sons, 1994, p. E-3

Element  Atomic number  Group  Period  Reaction  Potential  Electron configuration Gold  79  11  6   + 3 e− → Au  1.5 V  [Xe]4f145d106s1 Platinum  78  10  6   + 2  + 2 e− → Pt +   0.98 V  [Xe]4f145d96s1 Palladium  46  10  5   + 2 e− → Pd  0.915 V  [Kr]4d10 Iridium  77  9  6   + 4  + 4 e− → Ir + 2   0.73 V  [Xe]4f145d76s2 Silver  47  11  5   + e− → Ag  0.7993 V  [Kr]4d105s1 Mercury  80  12  6   + 2 e−→ 2 Hg  0.7925 V  [Xe]4f145d106s2 Osmium  76  8  6   + 4  + 4 e− → Os + 2   0.65 V  [Xe]4f145d66s2 Polonium  84  16  6   + 2 e− → Po  0.6 V  [Xe]4f145d106s26p4 Rhodium  45  9  5   + 2 e− → Rh  0.60 V  [Kr]4d85s1 Ruthenium  44  8  5   + 3 e− → Ru  0.60 V  [Kr]4d75s1 Tellurium  52  16  5   + 4  + 4 e− → Te + 2   0.57 V  [Kr]4d105s25p4 Copper  29  11  4   + 2 e− → Cu  0.339 V  [Ar]3d104s1 Bismuth  83  15  6   + 3 e− → Bi  0.308 V  [Xe]4f145d106s26p3 Technetium  43  7  5   + 4  + 4 e− → Tc + 2   0.272 V  [Kr]4d55s2 Rhenium  75  7  6   + 4  + 4 e− → Re + 2   0.276 V  [Xe]4f145d56s2 Arsenic  33  15  4   + 12  + 12 e− → 4 As + 6   0.24 V  [Ar]3d104s24p3 Antimony  51  15  5   + 6  + 6 e− → 2 Sb + 3   0.147 V  [Kr]4d105s25p3
ستون‌های "گروه" و "دوره" موقعیت عناصر را در جدول تناوبی از نظر چینش الکترونی نشان می‌دهد. "واکنش"های ساده شده که در ستون بعدی ذکر شده‌اند نیز می‌توانند به صورت دقیق از نمودارهای پوربکس عنصر مورد نظر در آب خوانده شوند. در نهایت ستون "پتانسیل" نشان دهنده پتانسیل الکتریکی اندازه‌گیری شده عنصر بر روی یک الکترود هیدروژنی استاندارد است. تمام عناصر ذکرنشده در این جدول فلز نیستند یا دارای پتانسیل استاندارد منفی هستند.
آرسنیک، آنتیموان و تلوریم به عنوان متالوئید در نظر گرفته می‌شود و بنابراین نمی‌تواند فلزات نجیب باشد. همچنین متخصصان شیمی و متالورژیس، مس و بیسموت را به عنوان فلز نجیب نمی‌دانند زیرا ان‌ها به آسانی طبق واکنش  + 2 + 4e− ⇄ 4(aq) + 0.40 Vکه در هوا مرطوب امکان‌پذیر است.
زنگ شیمیایی بوسیله حمله اکسیژن در هوای مرطوب و توسطبعد از اکسیژن ایجاد می‌شود,از طرف دیگرآینه‌های پوششی رنیوم بسیار بادوام هستند، اگرچه که رنیوم و تکنسیوم به آرامی در فضای مرطوب خشک می‌شوندR. D. Peack, "The Chemistry of Technetium and Rhenium", Elsevier, 1966
انتظار می‌رود عناصر فوق سنگین از عنصر حسیوم تا لیورموریم شامل «فلزات بسیار نجیب» باشد؛ تحقیقات شیمیایی حسیوم و کوپرنیک ثابت کرده‌اند که آنها مانند همولوگهای سبکترشان رفتار می‌کنند، اوسمیوم و جیوه نیز نجیب عمل می‌کنند و در مطالعات اولیه نیکونیم و فلوئوروویما فلزات نجیب پیشنهاد شده‌اند اما به‌طور قطعی رفتار فلزات نجیب را ندارند.

 منابع 



 یادداشت ها

 پیوند به بیرون 
 noble metal - chemistry Encyclopædia Britannica, online edition
 To see which bands cross the Fermi level, the Fermi surfaces of almost all the metals can be found at the Fermi Surface Database
 The following article might also clarify the correlation between band structure and the term noble metal: 

رده:فلزهای کم‌یاب
رده:فلزها
رده:متالورژی
رده:نام‌گذاری شیمیایی