Teknikens byggstenar del 1: H, He och Li

Välkommen till en ny artikelserie om grundämnena och hur de används. Vi ska granska hela det periodiska systemet och ta reda på vad alla grundämnen används till inom halvledare, elektronik, datorindustri, datakommunikation, laser, optisk fiber och rymdteknik.

Låt oss börja med en titt på ämnenas indelning i det periodiska systemet. En klurgubbe vid namn Dmitrij Mendelejev publicerade redan 1869 en teori om att alla grundämnen kunde inordnas i ett system där ämnena sorterades i en tabell med kolumner efter deras atomvikter och egenskaper. Då var inte alla dagens ämnen kända, men allt eftersom man upptäckte fler ämnen och de visade sig passa in i Mendelejevs tabell, blev den allmänt accepterad.

Det periodiska systemet. (klicka för större bild)

Det här bör du som har klarat gymnasiet redan känna till, men vi repeterar för säkerhets skull.

Ämnen inom samma grupp, eller av samma slag, har för det mesta samma egenskaper och används till ungefär samma ändamål inom industrin.
Alkalimetallerna är mjuka och lätta metaller som reagerar lätt, ofta explosivt, och bildar salter. Natriumklorid är en sådan salt.

Alkaliska jordartsmetallerna har ungefär samma egenskaper som alkalimetallerna, men reagerar inte lika våldsamt. Magnesium reagerar dock våldsamt med syre och användes förr som fotoblixt.

Lantanoiderna är en övergångsform mellan övergångsmetaller och sällsynta jordartsmetaller. De är just detta, sällsynta i jordskorpan, men har intressanta användningsområden, som lysämnen i lysrör av olika färg, eller som mediatorer i starka magneter (samarium och neodym) eller som medium i glaslaser (neodymglaslaser).

Existerar bara några sekunder

Aktinoiderna är metaller som har föga bruk i industrin, utöver uran, som används för energiframställning, och plutonium som helst inte ska användas alls, men används i termogeneratorer (rtg:er) i rymdskepp. I övrigt är alla dessa ämnen sällsynta och instabila och har liksom de övriga transuranerna, ämnen tyngre än uran, mycket liten användning. Många av dem är teoretiska och existerar bara några mikrosekunder.

Övergångsmetallerna är de allra flesta ämnen i periodiska systemet, med kändisar som järn, koppar, nickel, guld och så vidare.

I grupper Metaller (även kallad Övriga metaller) finner vi lättmetaller som titan och aluminium och tungmetaller som bly. De är inte särskilt reaktionsbenägna.

Halvmetallerna är intressanta och det är på dem som halvledarindustrin fokuserat sig, med kisel och germanium som de främsta representanterna, medan arsenik och bor används som dopämnen och tenn för att fästa ihop elektronik. Men observera att icke-metallen rakt ovanför kisel, nämligen kol i kristallin form, kommer att bli intressant för halvledarmarknaden också.

Extrem kyla för datorn

Icke-metallerna är inte så intressanta för datorindustrin, annat än att kol ingår i all plast och flytande kväve kan användas för extrem kylning av datorkomponenter eller supraledare. Kvävet har fått denna användning för att det är icke-reaktivt och finns gratis i atmosfären. Ämnets övriga egenskaper är utan betydelse när det används som kylmedium.

Halogenerna är otäcka, kraftigt reaktiva ämnen som är beståndsdelar i syror, som används för våtetsning. Fluorvätesyra med fluor och saltsyra med klor är två representanter.

Ädelgaserna reagerar inte med något alls utan används främst som skyddsgaser, för att hålla undan andra reaktiva gaser, som luft, i industriell tillverkning. Dessutom används de som medium i gaslaser. Helium används som kylmedium, mestadels för supraledare, för att det är flytande vid så låg temperatur.