Nhóm 11: các kim loại đúc tiền

Một phân lớp d đầy cộng với một electron s

Đồng là [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, bạc [Kr] 4d¹⁰ 5s¹ và vàng [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹. Giống các kim loại kiềm, mỗi nguyên tố có một electron s lớp ngoài cùng, nhưng hạt nhân giữ nó chặt hơn nhiều: năng lượng ion hóa thứ nhất của đồng là 7,726 eV, so với 4,341 eV của kali cùng chu kì, và của vàng là 9,226 eV.

Vì vậy các kim loại này phản ứng chậm hơn nhiều so với kim loại nhóm 1. Bạc tạo Ag⁺, đồng tạo Cu⁺ và Cu²⁺ phổ biến hơn, còn vàng tạo Au⁺ và Au³⁺, nhưng chỉ trong điều kiện khắc nghiệt.

Xu hướng đi xuống trong nhóm

Nhóm này không theo một đường mượt mà. Nhiệt độ nóng chảy là 1357,77 K với đồng, 1234,93 K với bạc và 1337,33 K với vàng. Khối lượng riêng tăng từ 8,96 g/cm³ lên 10,49 g/cm³, rồi gần gấp đôi lên 19,3 g/cm³ ở vàng. Độ âm điện là 1,9 với đồng và 1,93 với bạc, nhưng 2,54 với vàng, cao nhất trong mọi kim loại.

Những con số khác thường của vàng, và cả màu vàng của nó, đến từ thuyết tương đối. Gần hạt nhân nặng của nó, các electron của vàng chuyển động với tốc độ bằng một phần đáng kể tốc độ ánh sáng, làm co obitan 6s lại và thay đổi màu ánh sáng mà vàng hấp thụ. Không có hiệu ứng đó, vàng sẽ trông màu bạc.

Bạn gặp nhóm 11 ở đâu

Đồng dẫn điện trong hầu hết hệ thống dây điện gia đình và bị phong hóa thành lớp gỉ xanh lục thấy trên mái nhà cũ và Tượng Nữ thần Tự do. Bạc là chất dẫn điện tốt nhất và là kim loại phản xạ ánh sáng mạnh nhất, được dùng trong gương, tấm pin mặt trời và đồ điện tử, dù các hợp chất lưu huỳnh trong không khí từ từ làm nó xỉn đen. Vàng phủ lên các tiếp điểm điện không bao giờ được phép ăn mòn, và cả ba đều được làm thành trang sức.

Roentgeni

Roentgeni (111), được đặt theo tên Wilhelm Röntgen, người phát hiện ra tia X, mới chỉ được tạo ra từng vài nguyên tử một, nên các tính chất của nó được dự đoán. Các phép tính cho thấy thuyết tương đối làm thay đổi nó còn nhiều hơn vàng, khiến nó có cấu hình dự đoán là [Rn] 5f¹⁴ 6d⁹ 7s² thay vì kiểu d¹⁰ s¹ ở phía trên.