11.1.3. Нахождение в природе, изотопный состав

Распространенность элементов 11-й группы сильно различается (табл. 11. 3): в соответствии с правилом Менделеева, медь как легкий элемент имеет значительно больший кларк, чем тяжелые Ag и Аu. Но даже в случае меди из-за ее малой распространенности промышленной переработке подвергаются очень бедные руды, что осложняет и удорожает производственный процесс. Тем более это относится к серебру и золоту.

Таблица 11.3. Распространенность и изотопный состав элементов 11-й группы

Элемент	Кларк % (мас.)	Место по распростра- ненности	Изотопный состав		Важнейшие природные соединения
			Число стабиль-ных изотопов	Массовое число изотопов, тип ядра по массе (% в природной плеяде)
Cu	110−2	25	2	63Cu,тип 4n+3 (69,17%) 65Сu, тип 4n+1 (30,83%)	CuFeS2 (халькопирит), Cu2S (халькозин), Сu2О (куприт), Сu2(ОН)2СО3 (малахит), Сu3(ОН)2(СО3)2 (азурит), самородная медь
Ag	110−5	70	2	107Ag тип 4n+3 (51,84%) 109Ag, тип 4n+1, (48,16)	Самородное Ag, полиметаллические сульфидные (арсенидные) руды, Ag2S (аргентит)
Аu	510−6	75	1	197Au тип 4n+1 (100%)	Самородное Аu, селениды и теллуриды Аu как примесь к полиметаллическим рудам, АuТе2 (калаверит)

Термодинамическая неустойчивость гетероатомных соединений элементов 11-й группы, в частности оксидов, является главной причиной их распада при повышенной температуре. Это привело в условиях создания земной коры к возникновению «самородных» металлов. «Благородство» Ag и Аu, а отчасти и Сu, так же как и их соседей по периоду Pd и Pt, проявляется именно в способности сохранять металлическое (самородное) состояние. Эта способность в какой-то мере присуща и меди, но все же большая часть природной меди находится в виде гетероатомных соединений, и самородная медь - минералогическая редкость, тогда как для серебра и особенно золота ситуация противоположна.

Как видно из табл. 11.3, наиболее практически важные минералы меди относятся к классу сульфидов. То же в известной мере верно для серебра, а золото тяготеет к теллуру: по-видимому, сказывается структурное соответствие «больших» атомов золота и теллура, а также сходство их поляризационных характеристик («мягкое - мягкое» по Пирсону).

Изотопный состав Сu, Ag, Аu отвечает закономерностям, характерным для элементов ПС в целом. Так, будучи нечетными элементами, медь и серебро в природной плеяде имеют только по два стабильных изотопа, а золото является элементом-одиночкой. При этом у легких изотопов Сu и Ag тип ядра по массе 4n+3, у тяжелых стабильных изотопов Сu и Ag, а также у единственного стабильного изотопа Аu - 4n+1

Кроме стабильных, для Сu, Ag и Аu известны и радиоактивные изотопы; среди них наиболее удобны для использования в качестве меченых атомов (по периоду полураспада и характеристикам излучения) ⁶⁴Сu (T_1/2 = 12,8 ч), ^1l0Ag (T_1/2 = 22 с) и ^l98Au (T_1/2 = 2,967 сут).

Отметим, что радиоизотоп ¹⁹⁸Au используют в медицине для диагностики и лечения некоторых заболеваний. В частности, коллоидные растворы золота, содержащие этот изотоп в той или иной химической форме, вводят в злокачественные опухоли (радиотерапия). Считается, что это не приносит вреда больному, так как изотоп является короткоживущим и быстро прекращает свое существование.