יסוד כימי · דף עיון
82Pb

עופרת

עופרת הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 82 וסמלו Pb. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה 14 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2.

מספר אטומי82
משקל אטומי תקני[206.14, 207.94]
קבוצה14
מחזור6
בלוקp
תצורת אלקטרונים[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

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

תצורת האלקטרונים של עופרת היא [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2. 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 עופרת 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 11.34 g/cm³. נקודת ההתכה היא 600.6 K (327.5 °C). נקודת הרתיחה היא 2 022 K (1 749 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא עופרת וכיצד משתמשים בו?

בפועל, עופרת מופיע ביישומים כגון סוללות, מיגון מקרינה ובנייה. 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

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

מיגון מקרינה

בתחום מיגון מקרינה, החשיבות של עופרת נובעת בעיקר מתכונות גרעיניות של היסוד או של איזוטופים מסוימים, כגון דעיכה, קליטת נייטרונים או שחרור חום.

בנייה

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

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

עופרת נמצא במחזור 6 ובקבוצה 14. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: אינדיום; בדיל; אנטימון; תליום; ביסמוט; ניהוניום; פלרוביום; מוסקוביום. 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 לאחר-מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 4
צפיפות11.34 g/cm³
נקודת התכה600.6 K (327.5 °C)
נקודת רתיחה2 022 K (1 749 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג1.87
אנרגיית יינון ראשונה715.6 kJ/mol
זיקה אלקטרונית34.42 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

ההיסטוריה של עופרת משקפת את התפתחות הכימיה מן הזיהוי של חומר ועד להבנת היסוד והמספר האטומי שלו. גילוי, טיהור והבנת המבנה האטומי התרחשו לעיתים בתקופות שונות.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני של עופרת ניתן כתחום [206.14, 207.94]. היחסים בין האיזוטופים יכולים להשתנות מעט בין דגימות טבעיות, ולכן מספר עשרוני יחיד היה מסתיר שונות אמיתית בין חומרים.

לעופרת 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

לצורות מסוימות של עופרת או לתרכובותיו יש רעילות משמעותית. הסיכון תלוי במין הכימי, במינון ובדרך החשיפה, ולכן יש להשתמש בנתוני הבטיחות של החומר המסוים.