יסוד כימי · דף עיון

27Co

קובלט

קובלט הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 27 וסמלו Co. הוא נמצא במחזור 4, קבוצה 9 ובבלוק d. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Ar] 3d7 4s2.

מספר אטומי27

משקל אטומי תקני58.933194(3)

קבוצה9

מחזור4

בלוקd

תצורת אלקטרונים[Ar] 3d7 4s2

מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה d משפיע ישירות על הכימיה של קובלט. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של קובלט היא [Ar] 3d7 4s2. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של קובלט כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 8.9 g/cm³. נקודת ההתכה היא 1 768 K (1 495 °C). נקודת הרתיחה היא 3 200 K (2 927 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא קובלט וכיצד משתמשים בו?

בפועל, קובלט מופיע ביישומים כגון סוללות, סגסוגות-על ופיגמנטים. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

סוללות

קובלט משמש בכימיות מסוימות של סוללות, בחומרי אלקטרודה או באלקטרוליטים; התפקיד המדויק תלוי בתרכובת ובתכנון התא.

סגסוגות-על

קובלט משמש בסגסוגות כדי לכוון חוזק, קשיות, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות ומגנטיות.

פיגמנטים

תרכובות של קובלט מעניקות צבעים יציבים או תכונות אופטיות לצבעים, לקרמיקה, לפלסטיק או לזכוכית.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

קובלט נמצא במחזור 4 ובקבוצה 9. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: ברזל; ניקל; רותניום; רודיום; פלדיום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת מעבר

מצב בטמפרטורת החדרמוצק

קליפות אלקטרונים2 · 8 · 15 · 2

צפיפות8.9 g/cm³

נקודת התכה1 768 K (1 495 °C)

נקודת רתיחה3 200 K (2 927 °C)

אלקטרושליליות לפי פאולינג1.88

אנרגיית יינון ראשונה760.4 kJ/mol

זיקה אלקטרונית63.9 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי קובלט מזוהה עם עבודתו של גאורג ברנדט. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של קובלט הוא 58.933194(3). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לקובלט יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לקובלט תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.