عنصر الدورة السادسة

السيزيوم ^{[ ملاحظة 1 ]} هو عنصر كيميائي رمزه Cs وعدده الذري 55. وهو فلز قلوي ناعم ذو لون فضي ذهبي، تبلغ درجة انصهاره 28 درجة مئوية (82 درجة فهرنهايت)، مما يجعله أحد خمسة فلزات فقط تكون سائلة عند درجة حرارة الغرفة ( أو قريبة منها) . ^{[ ملاحظة 2 ]} يتميز السيزيوم بخواص فيزيائية وكيميائية مشابهة لخواص الروبيديوم والبوتاسيوم . وهو فلز شديد التفاعل وقابل للاشتعال التلقائي ، حيث يتفاعل مع الماء حتى عند درجة حرارة -116 درجة مئوية (-177 درجة فهرنهايت). وهو أقل العناصر كهرسلبية، وله نظير مستقر هو السيزيوم-133. يُستخرج السيزيوم في الغالب من معدن البولوسيت ، بينما تُستخرج النظائر المشعة ، وخاصة السيزيوم-137 ، وهو ناتج انشطار نووي ، من النفايات الناتجة عن المفاعلات النووية .    

اكتشف الكيميائيان الألمانيان روبرت بنسن وغوستاف كيرشوف عنصر السيزيوم عام 1860 باستخدام طريقة التحليل الطيفي باللهب التي طُوّرت حديثًا آنذاك . وكانت أولى تطبيقات السيزيوم على نطاق صغير كعامل امتصاص في أنابيب التفريغ والخلايا الكهروضوئية . وفي عام 1967، اختير تردد محدد من طيف انبعاث السيزيوم-133 لاستخدامه في تعريف الثانية في النظام الدولي للوحدات . ومنذ ذلك الحين، يُستخدم السيزيوم على نطاق واسع في الساعات الذرية .

منذ تسعينيات القرن الماضي، كان الاستخدام الأبرز لهذا العنصر هو فورمات السيزيوم في سوائل الحفر . وله تطبيقات واسعة في إنتاج الكهرباء والإلكترونيات والكيمياء. يبلغ عمر النصف للنظير المشع للسيزيوم-137 حوالي 30 عامًا، ويُستخدم في التطبيقات الطبية، وأجهزة القياس الصناعية، وعلم المياه. ورغم أن سمية العنصر طفيفة، إلا أنه يُصنف كمادة خطرة في حالته المعدنية، وتشكل نظائره المشعة خطرًا صحيًا كبيرًا في حال حدوث تسربات إشعاعية.

الباريوم عنصر كيميائي رمزه Ba وعدده الذري 56. وهو العنصر الخامس في المجموعة الثانية، وهو فلز قلوي ترابي ناعم فضي اللون. لا يوجد الباريوم في الطبيعة بصورته النقية بسبب تفاعله مع الهواء . يُعرف أكسيده تاريخيًا باسم الباريتا، ولكنه يتفاعل مع الماء وثاني أكسيد الكربون، ولا يوجد كمعادن. أكثر المعادن الطبيعية شيوعًا هي كبريتات الباريوم، BaSO₄ (الباريت)، وهي غير قابلة للذوبان، _{وكربونات} الباريوم ، BaCO₃ ( الويذرايت ₎ . اسم الباريوم مشتق من الكلمة اليونانية barys (βαρύς)، والتي تعني "ثقيل"، لوصف الكثافة العالية لبعض خامات الباريوم الشائعة.

يُستخدم الباريوم في تطبيقات صناعية قليلة، ولكنه استُخدم تاريخيًا لسحب الهواء من أنابيب التفريغ . تُضفي مركبات الباريوم لونًا أخضر على اللهب، وقد استُخدمت في الألعاب النارية. يُستخدم كبريتات الباريوم لكثافته العالية، وعدم ذوبانه، وقدرته على امتصاص الأشعة السينية. كما يُستخدم كمادة مضافة ثقيلة غير قابلة للذوبان في طين حفر آبار النفط، وفي صورته النقية، كعامل تباين إشعاعي للأشعة السينية لتصوير الجهاز الهضمي البشري. تُعد مركبات الباريوم القابلة للذوبان سامة بسبب إطلاق أيون الباريوم الذائب، وقد استُخدمت كمبيدات للقوارض. ولا يزال البحث جاريًا عن استخدامات جديدة للباريوم. وهو أحد مكونات بعض الموصلات الفائقة YBCO ذات درجة الحرارة العالية ، وبعض المواد الكهروكيميائية.

اللوتيتيوم ( يُلفظ / ljuːˈtiːʃiəm / ليو - تي - شي -يم ) عنصر كيميائي رمزه Lu وعدده الذري 71. وهو آخر عنصر في سلسلة اللانثانيدات ، وهذا، إلى جانب انكماش اللانثانيدات ، يُفسر العديد من خصائصه المهمة، مثل امتلاكه أعلى صلابة أو كثافة بين اللانثانيدات. على عكس اللانثانيدات الأخرى، التي تقع في الفئة f من الجدول الدوري ، يقع هذا العنصر في الفئة d ؛ ومع ذلك، يُوضع اللانثانوم أحيانًا في موقع اللانثانيدات في الفئة d. كيميائيًا، يُعد اللوتيتيوم لانثانيدًا نموذجيًا: حالة أكسدته الشائعة الوحيدة هي +3، والتي تُلاحظ في أكسيده وهاليداته ومركباته الأخرى. في المحلول المائي، كما هو الحال مع مركبات اللانثانيدات المتأخرة الأخرى، تُشكل مركبات اللوتيتيوم الذائبة مُركبًا مع تسع جزيئات من الماء.

اكتُشف عنصر اللوتيتيوم بشكل مستقل عام 1907 على يد العالم الفرنسي جورج أوربان ، وعالم المعادن النمساوي البارون كارل أوير فون ويلسباخ ، والكيميائي الأمريكي تشارلز جيمس . وجد هؤلاء العلماء اللوتيتيوم كشوائب في معدن الإيتربيا ، الذي كان يُعتقد سابقًا أنه يتكون بالكامل من الإيتربيوم. ونشأ الخلاف حول أسبقية الاكتشاف بعد ذلك بوقت قصير، حيث اتهم أوربان وفون ويلسباخ بعضهما البعض بنشر نتائج متأثرة بأبحاث الآخر المنشورة؛ وكان شرف التسمية من نصيب أوربان لأنه نشر نتائجه أولًا. اختار أوربان اسم "لوتيسيوم" للعنصر الجديد، ولكن في عام 1949 تم تغيير تهجئة العنصر 71 إلى "لوتيتيوم". وفي عام 1909، مُنحت الأسبقية أخيرًا لأوربان، واعتُمد اسمه رسميًا؛ ومع ذلك، ظل اسم "كاسيوپيوم" (أو "كاسيپيوم" لاحقًا) للعنصر 71، الذي اقترحه فون ويلسباخ، مستخدمًا من قبل العديد من العلماء الألمان حتى خمسينيات القرن العشرين. مثل اللانثانيدات الأخرى، يعتبر اللوتيتيوم أحد العناصر التي تم إدراجها تقليديًا في تصنيف " العناصر الأرضية النادرة ".

يُعدّ اللوتيتيوم عنصرًا نادرًا وباهظ الثمن، ولذا فإنّ استخداماته محدودة. فعلى سبيل المثال، يُستخدم نظير اللوتيتيوم-176 المشعّ في التكنولوجيا النووية لتحديد عمر النيازك . يوجد اللوتيتيوم عادةً مرتبطًا بعنصر الإيتريوم ، ويُستخدم أحيانًا في سبائك المعادن وكعامل مساعد في تفاعلات كيميائية مختلفة. يُستخدم مركب ¹⁷⁷ Lu- DOTA-TATE في العلاج الإشعاعي (انظر الطب النووي ) لأورام الغدد الصماء العصبية.

الهافنيوم عنصر كيميائي رمزه Hf وعدده الذري 72. وهو فلز انتقالي رباعي التكافؤ، لامع ، ذو لون رمادي فضي ، يشبه كيميائياً الزركونيوم ، ويوجد في معادن الزركونيوم. تنبأ ديمتري مندليف بوجوده عام 1869. وكان الهافنيوم ثاني آخر عنصر نظير مستقر يُكتشف ( تم اكتشاف الرينيوم بعد ذلك بعامين). سُمي الهافنيوم نسبةً إلى هافنيا ، الاسم اللاتيني لمدينة كوبنهاغن ، حيث اكتُشف.

يُستخدم الهافنيوم في الخيوط والأقطاب الكهربائية. وتستخدم بعض عمليات تصنيع أشباه الموصلات أكسيده في الدوائر المتكاملة بأبعاد 45  نانومتر وما دون. كما تحتوي بعض السبائك الفائقة المستخدمة في تطبيقات خاصة على الهافنيوم مع النيوبيوم أو التيتانيوم أو التنجستن .

إن المقطع العرضي الكبير لالتقاط النيوترونات للهافنيوم يجعله مادة جيدة لامتصاص النيوترونات في قضبان التحكم في محطات الطاقة النووية ، ولكنه في الوقت نفسه يتطلب إزالته من سبائك الزركونيوم المقاومة للتآكل والشفافة للنيوترونات المستخدمة في المفاعلات النووية.

التنتالوم عنصر كيميائي رمزه Ta وعدده الذري 73. كان يُعرف سابقًا باسم التنتاليوم ، واسمه مشتق من تانتالوس ، إحدى شخصيات الأساطير اليونانية. ^{[ 16 ]} التنتالوم معدن انتقالي نادر، صلب، أزرق رمادي لامع ، يتميز بمقاومته العالية للتآكل. وهو جزء من مجموعة المعادن المقاومة للحرارة ، والتي تُستخدم على نطاق واسع كمكون ثانوي في السبائك. خمول التنتالوم الكيميائي يجعله مادة قيّمة لمعدات المختبرات وبديلًا للبلاتين ، لكن استخدامه الرئيسي اليوم يكمن في مكثفات التنتالوم في الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة ، ومشغلات أقراص DVD ، وأنظمة ألعاب الفيديو ، وأجهزة الكمبيوتر . يوجد التنتالوم دائمًا مع النيوبيوم ، وهو عنصر مشابه له كيميائيًا ، في معادن التنتاليت والكولومبيت والكولتان (مزيج من الكولومبيت والتنتاليت) .

التنجستن ، المعروف أيضًا باسم وولفرام ، هو عنصر كيميائي رمزه الكيميائي W وعدده الذري 74. كلمة تنجستن مشتقة من اللغة السويدية tung sten والتي يمكن ترجمتها مباشرة إلى الحجر الثقيل ، ^{[ 17 ]} على الرغم من أن الاسم هو volfram في اللغة السويدية لتمييزه عن Scheelite ، الذي يُطلق عليه أيضًا اسم تنجستن في اللغة السويدية .

التنجستن معدن نادر وصلب في الظروف القياسية عندما يكون غير متحد، ولا يوجد طبيعيًا على الأرض إلا في المركبات الكيميائية. تم التعرف عليه كعنصر جديد عام 1781، وعُزل لأول مرة كفلز عام 1783. من أهم خاماته الولفراميت والشيلليت . يتميز هذا العنصر الحر بصلابته ، وخاصةً أنه يمتلك أعلى درجة انصهار بين جميع المعادن غير المخلوطة ، وثاني أعلى درجة انصهار بين جميع العناصر بعد الكربون . كما يتميز بكثافته العالية التي تبلغ 19.3 ضعف كثافة الماء، وهي كثافة مماثلة لكثافة اليورانيوم والذهب ، وأعلى بكثير (حوالي 1.7 ضعف) من كثافة الرصاص . ^{[ 18 ]} غالبًا ما يكون التنجستن الذي يحتوي على كميات ضئيلة من الشوائب هشًا ^{[ 19 ]} وصلبًا ، مما يجعل تشكيله صعبًا . مع ذلك، فإن التنجستن النقي جدًا، على الرغم من صلابته، يكون أكثر ليونة ، ويمكن قطعه بمنشار حديدي مصنوع من الفولاذ الصلب . ^{[ 20 ]}

يُستخدم التنجستن النقي بشكل أساسي في التطبيقات الكهربائية. أما سبائكه المتعددة فلها استخدامات عديدة، أبرزها في فتائل المصابيح المتوهجة، وأنابيب الأشعة السينية (كفتائل وأهداف)، وأقطاب لحام TIG ، والسبائك الفائقة . كما أن صلابة التنجستن وكثافته العالية تجعلانه مناسبًا للاستخدامات العسكرية في صناعة المقذوفات الخارقة . أما مركبات التنجستن، فتُستخدم غالبًا في الصناعة كعوامل محفزة .

التنجستن هو المعدن الوحيد من سلسلة العناصر الانتقالية الثالثة المعروف بوجوده في الجزيئات الحيوية ، حيث يُستخدم في بعض أنواع البكتيريا. وهو أثقل عنصر معروف استخدامه من قِبل أي كائن حي. يتداخل التنجستن مع استقلاب الموليبدينوم والنحاس ، وهو سامٌّ إلى حدٍّ ^ما للحيوانات. ^{[ 21 ]} [ ^{22 ]}

الرينيوم عنصر كيميائي رمزه Re وعدده الذري 75. وهو فلز انتقالي ثقيل ذو لون أبيض فضي، يقع في الصف الثالث من المجموعة 7 في الجدول الدوري . بتركيز متوسط ​​يُقدّر بجزء واحد في المليار (ppb) ، يُعدّ الرينيوم من أندر العناصر في قشرة الأرض . يتميز الرينيوم الحر بثالث أعلى درجة انصهار وأعلى درجة غليان بين جميع العناصر. يشبه الرينيوم المنغنيز كيميائيًا، ويُستخلص كمنتج ثانوي من عمليات استخراج وتكرير خامات الموليبدينوم والنحاس . تظهر مركبات الرينيوم في مجموعة واسعة من حالات الأكسدة تتراوح من -1 إلى +7.

تم اكتشاف عنصر الرينيوم عام 1925، وكان آخر عنصر مستقر يتم اكتشافه. وقد سمي نسبة إلى نهر الراين في أوروبا.

تُستخدم سبائك الرينيوم الفائقة القائمة على النيكل في غرف الاحتراق وشفرات التوربينات وفوهات العادم لمحركات الطائرات النفاثة ، وتحتوي هذه السبائك على ما يصل إلى 6% من الرينيوم، مما يجعل صناعة محركات الطائرات النفاثة الاستخدام الأكبر لهذا العنصر، يليه في الأهمية الاستخدامات التحفيزية في الصناعات الكيميائية. ونظرًا لقلة المعروض مقارنةً بالطلب، يُعد الرينيوم من أغلى المعادن، حيث بلغ متوسط ​​سعره حوالي 4575 دولارًا أمريكيًا للكيلوغرام ( 142.30 دولارًا أمريكيًا للأونصة) اعتبارًا من أغسطس 2011؛ ​​كما أنه ذو أهمية عسكرية استراتيجية بالغة، لاستخدامه في محركات الطائرات النفاثة والصواريخ العسكرية عالية الأداء. ^{[ 23 ]}

الأوزميوم عنصر كيميائي رمزه Os وعدده الذري 76. وهو معدن انتقالي صلب وهش ذو لون أزرق رمادي أو أزرق أسود، ينتمي إلى عائلة البلاتين، وهو أكثر العناصر كثافة في الطبيعة، حيث تبلغ كثافته 1000 ميكرومتر.  تبلغ كثافته 22.59 غ/سم³ ⁽ أكبر قليلاً من كثافة الإيريديوم وضعف كثافة الرصاص ). يوجد في الطبيعة على شكل سبيكة، غالباً في خامات البلاتين؛ وتُستخدم سبائكه مع البلاتين والإيريديوم ومعادن أخرى من مجموعة البلاتين في رؤوس أقلام الحبر ، والموصلات الكهربائية، وغيرها من التطبيقات التي تتطلب متانة وصلابة فائقتين. ^{[ 24 ]}

الإيريديوم هو العنصر الكيميائي ذو العدد الذري 77، ويرمز له بالرمز Ir . وهو معدن انتقالي شديد الصلابة والهشاشة، ذو لون أبيض فضي، وينتمي إلى عائلة البلاتين . يُعد الإيريديوم ثاني أكثر العناصر كثافة (بعد الأوزميوم )، وهو أكثر المعادن مقاومة للتآكل ، حتى في درجات حرارة تصل إلى 2000  درجة مئوية. على الرغم من أن بعض الأملاح المنصهرة والهالوجينات فقط هي التي تُسبب تآكل الإيريديوم الصلب، إلا أن غبار الإيريديوم الناعم أكثر تفاعلاً بكثير، وقد يكون قابلاً للاشتعال.

اكتُشف الإيريديوم عام 1803 ضمن شوائب غير قابلة للذوبان في البلاتين الطبيعي . وقد أطلق سميثسون تينانت ، مكتشفه الرئيسي، اسم الإيريديوم على الإلهة ^إيريس ، رمز قوس قزح، نظرًا لألوان أملاحه الزاهية والمتنوعة. يُعد الإيريديوم من أندر العناصر في قشرة الأرض ، إذ لا يتجاوز إنتاجه واستهلاكه السنوي ثلاثة أطنان .Ir و ¹⁹³Ir هما النظيران الوحيدان الموجودان بشكل طبيعي للإيريديوم بالإضافة إلى كونهما النظيرين المستقرين الوحيدين ؛ الأخير هو الأكثر وفرة من بين الاثنين.

أهم مركبات الإيريديوم المستخدمة هي الأملاح والأحماض التي يُكوّنها مع الكلور ، مع العلم أن الإيريديوم يُكوّن أيضًا عددًا من المركبات العضوية المعدنية المستخدمة في التحفيز الصناعي والبحث العلمي. يُستخدم معدن الإيريديوم عندما تكون هناك حاجة إلى مقاومة عالية للتآكل في درجات الحرارة المرتفعة، كما هو الحال في شمعات الإشعال عالية الجودة ، وبواتق إعادة بلورة أشباه الموصلات في درجات الحرارة المرتفعة، وأقطاب إنتاج الكلور في عملية الكلور القلوي . تُستخدم نظائر الإيريديوم المشعة في بعض مولدات الطاقة الكهروحرارية التي تعمل بالنظائر المشعة .

يوجد الإيريديوم في النيازك بوفرة تفوق بكثير متوسط ​​وفرته في قشرة الأرض. ولهذا السبب، أدت الوفرة غير المعتادة للإيريديوم في طبقة الطين عند الحد الفاصل بين العصرين الطباشيري والباليوجيني إلى ظهور فرضية ألفاريز التي تفترض أن اصطدام جسم فضائي ضخم تسبب في انقراض الديناصورات والعديد من الأنواع الأخرى  قبل 66 مليون سنة. ويُعتقد أن إجمالي كمية الإيريديوم في كوكب الأرض أعلى بكثير من تلك الموجودة في صخور القشرة الأرضية، ولكن كما هو الحال مع معادن مجموعة البلاتين الأخرى، فإن الكثافة العالية للإيريديوم وميله للارتباط بالحديد تسببا في هبوط معظمه إلى ما دون القشرة الأرضية عندما كان الكوكب فتيًا ولا يزال منصهرًا.

البلاتين عنصر كيميائي رمزه الكيميائي Pt وعدده الذري 78.

يُشتق اسمه من المصطلح الإسباني platina ، والذي يُترجم حرفيًا إلى "الفضة الصغيرة". ^{[ 25 ] [ 26 ]} وهو معدن انتقالي كثيف ، قابل للطرق ، قابل للسحب ، ثمين ، رمادي-أبيض .

يحتوي البلاتين على ستة نظائر طبيعية . وهو من أندر العناصر في قشرة الأرض ، ويبلغ متوسط ​​وفرته حوالي 5  ميكروغرام/كيلوغرام. وهو أقل المعادن تفاعلاً . يوجد في بعض خامات النيكل والنحاس ، بالإضافة إلى بعض الرواسب الطبيعية، وخاصة في جنوب إفريقيا، التي تُساهم بنسبة 80% من الإنتاج العالمي.

باعتباره أحد عناصر مجموعة البلاتين ، وكذلك المجموعة العاشرة في الجدول الدوري للعناصر ، فإن البلاتين عنصر غير نشط كيميائيًا بشكل عام. يتميز بمقاومة ملحوظة للتآكل، حتى في درجات الحرارة العالية، ولذلك يُعتبر من المعادن النفيسة . ونتيجة لذلك، غالبًا ما يُوجد البلاتين في حالته الطبيعية غير المرتبطة كيميائيًا. ولأنه يوجد بشكل طبيعي في الرمال الطميية للعديد من الأنهار، فقد استخدمه سكان أمريكا الجنوبية الأصليون قبل وصول كولومبوس لصنع التحف. وقد ذُكر في كتابات أوروبية منذ القرن السادس عشر، ولكن لم يبدأ العلماء بدراسته إلا بعد أن نشر أنطونيو دي أولوا تقريرًا عن معدن جديد من أصل كولومبي عام 1748.

يُستخدم البلاتين في المحولات الحفزية ، ومعدات المختبرات، والموصلات والأقطاب الكهربائية ، ومقاييس الحرارة المقاومة للبلاتين ، ومعدات طب الأسنان ، والمجوهرات. ونظرًا لإنتاجه بكميات لا تتجاوز بضع مئات من الأطنان سنويًا، يُعدّ البلاتين مادة نادرة وذات قيمة عالية. وباعتباره معدنًا ثقيلًا ، فإنه يُسبب مشاكل صحية عند التعرض لأملاحه، ولكن بفضل مقاومته للتآكل، فهو ليس سامًا كبعض المعادن الأخرى. ^{[ 27 ]} وتُستخدم مركباته، وأبرزها السيسبلاتين ، في العلاج الكيميائي لأنواع معينة من السرطان. ^{[ 28 ]}

الذهب معدن كثيف، ناعم، لامع، قابل للطرق والسحب. وهو عنصر كيميائي رمزه Au وعدده الذري 79.

يتميز الذهب الخالص بلون أصفر زاهٍ وبريق يُعتبر تقليديًا جذابًا، ويحافظ على هذا اللون دون أن يتأكسد في الهواء أو الماء. كيميائيًا، يُصنف الذهب ضمن المعادن الانتقالية وعناصر المجموعة 11. وهو من أقل العناصر الكيميائية تفاعلًا في الحالة الصلبة في الظروف القياسية. ولذلك، يوجد الذهب غالبًا في صورته العنصرية الحرة (الطبيعية)، على شكل شذرات أو حبيبات في الصخور، وفي العروق ، وفي الرواسب الغرينية . وفي حالات أقل شيوعًا، يوجد في المعادن على شكل مركبات ذهبية، عادةً مع التيلوريوم .

يقاوم الذهب تأثير الأحماض الفردية، لكنه يذوب في الماء الملكي ( حمض النيتروهيدروكلوريك )، الذي سُمي بهذا الاسم لقدرته على إذابة الذهب. كما يذوب الذهب في محاليل السيانيد القلوية ، التي استُخدمت في التعدين. ويذوب الذهب أيضًا في الزئبق ، مُكَوِّنًا سبائك الملغم . أما حمض النيتريك، فهو غير قابل للذوبان في الذهب ، بينما يذيب حمض النيتريك الفضة والمعادن الأساسية ، وهي خاصية استُخدمت منذ القدم لتأكيد وجود الذهب في المواد، مما أدى إلى ظهور مصطلح " اختبار الحمض " .

لطالما كان الذهب معدنًا ثمينًا مرغوبًا فيه بشدة لصناعة العملات والمجوهرات والفنون الأخرى منذ زمن بعيد قبل بدء التاريخ المدون . وشكّلت معايير الذهب أساسًا شائعًا للسياسات النقدية عبر التاريخ البشري، إلى أن حلّت محلها العملات الورقية بدءًا من ثلاثينيات القرن العشرين. وصدرت آخر شهادات وعملات ذهبية في الولايات المتحدة عام ١٩٣٢. أما في أوروبا، فقد تخلّت معظم الدول عن معيار الذهب مع بداية الحرب العالمية الأولى عام ١٩١٤، وبسبب ديون الحرب الهائلة، لم تتمكن من العودة إلى الذهب كوسيلة للتبادل.

بلغ إجمالي ما تم استخراجه من الذهب عبر التاريخ البشري 165 ألف طن حتى عام 2009. ^{[ 29 ]} وهذا يعادل تقريبًا 5.3 مليار أونصة تروي ، أو ما يعادل حجمًا حوالي 8500 متر ^مكعب ، أو مكعب طول ضلعه 20.4 متر. ويُستهلك حوالي 50% من الذهب المُنتج حديثًا في صناعة المجوهرات، و40% في الاستثمارات، و10% في الصناعة. ^{[ 30 ]}

إلى جانب وظائفه النقدية والرمزية الواسعة، يتمتع الذهب بالعديد من الاستخدامات العملية في طب الأسنان والإلكترونيات وغيرها من المجالات. وقد أدت قابليته العالية للطرق والسحب ، ومقاومته للتآكل ومعظم التفاعلات الكيميائية الأخرى، فضلاً عن توصيله للكهرباء، إلى استخدامات عديدة للذهب، بما في ذلك الأسلاك الكهربائية ، وإنتاج الزجاج الملون، وحتى تناول رقائق الذهب .

يُزعم أن معظم ذهب الأرض يكمن في لبها، حيث ساهمت كثافة المعدن العالية في ترسبه هناك في نشأة الكوكب. ويُعتقد أن جميع الذهب الذي اكتشفه الإنسان تقريبًا قد ترسب لاحقًا بواسطة نيازك احتوت على هذا العنصر. وهذا يُفسر، على ما يبدو، سبب ظهور الذهب على سطح الأرض في عصور ما قبل التاريخ على شكل كتل. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

الزئبق عنصر كيميائي رمزه Hg وعدده الذري 80. يُعرف أيضًا باسم الزئبق السائل أو هيدرارجيروم (مشتق من الكلمتين اليونانيتين " hydr- " بمعنى ماء و" argyros " بمعنى فضة ). وهو عنصر ثقيل فضي اللون من عناصر المجموعة d ، ويُعدّ المعدن الوحيد السائل في الظروف القياسية من حيث درجة الحرارة والضغط ؛ العنصر الآخر الوحيد السائل في هذه الظروف هو البروم ، مع العلم أن معادن مثل السيزيوم والفرانسيوم والغاليوم والروبيديوم تنصهر عند درجة حرارة أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة. يتميز الزئبق بنقطة تجمد تبلغ -38.83  درجة مئوية ونقطة غليان تبلغ 356.73 درجة مئوية، مما يجعله من بين المعادن ذات  أضيق نطاق لحالته السائلة. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

يوجد الزئبق في رواسب حول العالم، غالباً على شكل زنجفر ( كبريتيد الزئبق ). ويُستخلص صبغ الزنجفر الأحمر في الغالب عن طريق اختزال الزنجفر. يُعد الزنجفر شديد السمية عند ابتلاعه أو استنشاق غباره. كما يمكن أن ينتج التسمم بالزئبق عن التعرض لأشكال الزئبق القابلة للذوبان في الماء (مثل كلوريد الزئبق أو ميثيل الزئبق )، أو استنشاق بخار الزئبق، أو تناول المأكولات البحرية الملوثة بالزئبق.

يُستخدم الزئبق في موازين الحرارة ، ومقاييس الضغط الجوي ، ومقاييس الضغط ، وأجهزة قياس ضغط الدم ، وصمامات التعويم ، ومفاتيح الزئبق ، وغيرها من الأجهزة، إلا أن المخاوف بشأن سمية هذا العنصر أدت إلى التخلص التدريجي من موازين الحرارة وأجهزة قياس ضغط الدم الزئبقية في البيئات السريرية لصالح الأجهزة المملوءة بالكحول ، أو الغاليستان ، أو الأجهزة الرقمية، أو الأجهزة القائمة على الثرمستور . ولا يزال الزئبق يُستخدم في تطبيقات البحث العلمي وفي مواد الملغم المستخدمة في ترميم الأسنان . كما يُستخدم في الإضاءة: إذ يُنتج مرور التيار الكهربائي عبر بخار الزئبق في أنبوب الفوسفور ضوءًا فوق بنفسجيًا قصير الموجة، مما يؤدي إلى تألق الفوسفور ، وبالتالي إنتاج الضوء المرئي.

الثاليوم عنصر كيميائي رمزه Tl وعدده الذري 81. هذا المعدن الرمادي الناعم يشبه القصدير ، لكنه يتغير لونه عند تعرضه للهواء. اكتشف الكيميائيان ويليام كروكس وكلود أوغست لامي الثاليوم بشكل مستقل عام 1861 باستخدام طريقة التحليل الطيفي باللهب التي طُوّرت حديثًا آنذاك . وقد اكتشف كلاهما هذا العنصر الجديد في مخلفات إنتاج حمض الكبريتيك .

يُستخدم ما يقارب 60-70% من إنتاج الثاليوم في صناعة الإلكترونيات ، بينما يُستخدم الباقي في صناعة الأدوية وصناعة الزجاج . ^{[ 39 ]} كما يُستخدم في أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء . يُعد الثاليوم شديد السمية ، وقد استُخدم في سموم الفئران والمبيدات الحشرية . انخفض استخدامه أو توقف تمامًا في العديد من البلدان نظرًا لسميته غير الانتقائية. وبسبب استخدامه في جرائم القتل ، اكتسب الثاليوم ألقابًا مثل "سمّ المُسمِّم" و"مسحوق الميراث" (إلى جانب الزرنيخ ). ^{[ 40 ]}

الرصاص عنصر من عناصر المجموعة الرئيسية ، وتحديدًا مجموعة الكربون ، رمزه Pb (من اللاتينية : plumbum ) وعدده الذري 82. وهو معدن لين قابل للطرق ، ويُصنف ضمن المعادن الثقيلة . يتميز الرصاص المعدني بلون أبيض مزرق بعد قطعه مباشرة، ولكنه سرعان ما يتحول إلى لون رمادي باهت عند تعرضه للهواء. أما عند صهره، فيكتسب الرصاص بريقًا فضيًا لامعًا.

يُستخدم الرصاص في البناء، وبطاريات الرصاص الحمضية ، والرصاص ، والأوزان ، وفي صناعة اللحام ، والقصدير ، والسبائك القابلة للانصهار ، وكدرع واقٍ من الإشعاع . يُعدّ الرصاص العنصر ذو العدد الذري الأعلى بين جميع العناصر المستقرة ، على الرغم من أن العنصر التالي له في العدد الذري، البزموت ، يتمتع بعمر نصف طويل جدًا (أطول بكثير من عمر الكون) ما يجعله يُعتبر عنصرًا مستقرًا. تحتوي نظائره الأربعة المستقرة على 82 بروتونًا ، وهو عددٌ ذو دلالة خاصة في نموذج الغلاف النووي لنوى الذرات .

يُعدّ الرصاص، عند مستويات تعرّض معينة، مادة سامة للحيوانات والبشر على حد سواء. فهو يُلحق الضرر بالجهاز العصبي ويُسبب اضطرابات دماغية . كما يُسبب الرصاص الزائد اضطرابات دموية لدى الثدييات. ومثل عنصر الزئبق ، وهو معدن ثقيل آخر، يُعتبر الرصاص سمًا عصبيًا يتراكم في الأنسجة الرخوة والعظام. وقد وُثّقت حالات التسمم بالرصاص في روما القديمة واليونان القديمة والصين القديمة .

البزموت عنصر كيميائي رمزه Bi وعدده الذري 83. وهو فلز ثلاثي التكافؤ ، يشبه كيميائيًا الزرنيخ والأنتيمون . يوجد البزموت العنصري في الطبيعة غير متحد، على الرغم من أن كبريتيده وأكسيده يشكلان خامات تجارية مهمة. كثافة العنصر الحر تعادل 86% من كثافة الرصاص . وهو فلز هش ذو لون أبيض فضي عند تكوينه حديثًا، ولكنه غالبًا ما يُرى في الهواء بلون وردي بسبب أكسيد السطح. عُرف فلز البزموت منذ العصور القديمة، ولكن حتى القرن الثامن عشر، كان يُخلط غالبًا بالرصاص والقصدير، اللذين يمتلكان بعضًا من خصائص البزموت الفيزيائية. أصل التسمية غير مؤكد، ولكن يُحتمل أن يكون من العربية " بِإِسْمِد" بمعنى امتلاك خصائص الأنتيمون ^{[ 41 ]} أو من الكلمات الألمانية " weisse masse" أو "wismuth " بمعنى "كتلة بيضاء" ^{[ 42 ]} .

البزموت هو أكثر المعادن غير المغناطيسية بشكل طبيعي، والزئبق فقط هو الذي يتمتع بموصلية حرارية أقل .

لطالما اعتُبر البزموت أثقل العناصر المستقرة الموجودة في الطبيعة من حيث الكتلة الذرية. إلا أنه اكتُشف مؤخراً أنه مشعّ بشكل طفيف للغاية: إذ يتحلل نظيره البدائي الوحيد، البزموت-209، عبر تحلل ألفا إلى الثاليوم-205 بنصف عمر يزيد عن مليار ضعف العمر المقدر للكون . ^{[ 43 ]}

تُستخدم مركبات البزموت (التي تُمثل حوالي نصف إنتاج البزموت) في مستحضرات التجميل والأصباغ وبعض المستحضرات الصيدلانية. يتميز البزموت بانخفاض سميته بشكل استثنائي مقارنةً بالمعادن الثقيلة الأخرى. ومع تزايد وضوح سمية الرصاص في السنوات الأخيرة، أصبحت استخدامات سبائك البزموت (التي تُمثل حاليًا حوالي ثلث إنتاج البزموت) كبديل للرصاص، جزءًا متزايد الأهمية من الأهمية التجارية للبزموت.

البولونيوم عنصر كيميائي رمزه Po وعدده الذري 84، اكتُشف عام 1898 على يد ماري سكلودوفسكا-كوري وبيير كوري . وهو عنصر نادر وشديد الإشعاع ، يشبه كيميائيًا البزموت ^{[ 44 ]} والتيلوريوم ، ويوجد في خامات اليورانيوم . دُرِسَ البولونيوم لإمكانية استخدامه في تدفئة المركبات الفضائية . ولأنه غير مستقر، فإن جميع نظائره مشعة. يوجد خلاف حول ما إذا كان البولونيوم فلزًا انتقاليًا لاحقًا أم شبه فلز . ^{[ 45 ] [ 46 ]}

الأستاتين عنصر كيميائي مشعّ رمزه At وعدده الذري 85. يوجد على الأرض فقط نتيجة تحلل العناصر الأثقل، ويتحلل بسرعة، لذا فإن المعلومات المتوفرة عنه أقل بكثير من المعلومات المتوفرة عن العناصر المجاورة له في الجدول الدوري . وقد أظهرت دراسات سابقة أن هذا العنصر يتبع أنماطًا دورية، فهو أثقل الهالوجينات المعروفة ، ودرجة انصهاره وغليانه أعلى من درجات انصهار وغليان الهالوجينات الأخف.

حتى وقت قريب، كانت معظم الخصائص الكيميائية للأستاتين تُستنتج من مقارنته بعناصر أخرى؛ إلا أن دراسات مهمة قد أُجريت بالفعل. يكمن الاختلاف الرئيسي بين الأستاتين واليود في أن جزيء الأستاتين (HAt) كيميائيًا هو هيدريد وليس هاليدًا ؛ ومع ذلك، وبطريقة مشابهة للهالوجينات الأخف، من المعروف أنه يُكوّن أستاتيدات أيونية مع المعادن. تُؤدي الروابط مع اللافلزات إلى حالات أكسدة موجبة ، حيث يُمثل +1 أفضل تمثيل بواسطة أحاديات الهالوجين ومشتقاتها، بينما تتميز الحالات الأعلى بالارتباط مع الأكسجين والكربون. وقد باءت محاولات تصنيع فلوريد الأستاتين بالفشل. يُعد الأستاتين-211، ثاني أطول الأستاتينات عمرًا، الوحيد الذي وجد استخدامًا تجاريًا، حيث يُستخدم كمُشعّ ألفا في الطب؛ ومع ذلك، لا تُستخدم إلا بكميات ضئيلة للغاية، وتُصبح الكميات الأكبر منه شديدة الخطورة نظرًا لشدة إشعاعه.

أُنتج الأستاتين لأول مرة على يد ديل آر. كورسون ، وكينيث روس ماكنزي ، وإميليو سيغري في جامعة كاليفورنيا، بيركلي عام 1940. وبعد ثلاث سنوات، اكتُشف وجوده في الطبيعة؛ إلا أنه، بكمية تُقدّر بأقل من 28  غرامًا (  أونصة واحدة) في أي وقت، يُعدّ الأستاتين أقل العناصر وفرةً في قشرة الأرض بين العناصر غير العابرة لليورانيوم . ومن بين نظائر الأستاتين، توجد أربعة نظائر ( بأعداد كتلية 215، 217، 218، و219) في الطبيعة نتيجةً لتحلل عناصر أثقل؛ بينما لا يوجد نظير الأستاتين-210 الأكثر استقرارًا، ولا نظير الأستاتين-211 المستخدم صناعيًا.

الرادون عنصر كيميائي رمزه Rn وعدده الذري 86. وهو غاز نبيل مشع ، عديم اللون والرائحة والطعم ^{[ 47 ]} ، يوجد طبيعيًا كناتج تحلل اليورانيوم أو الثوريوم . نظيره الأكثر استقرارًا ، ^222Rn ، له عمر نصف يبلغ 3.8 أيام. يُعد الرادون من أكثر المواد كثافة التي تبقى غازًا في الظروف العادية. وهو أيضًا الغاز الوحيد المشع في الظروف العادية، ويُعتبر خطرًا على الصحة بسبب إشعاعه. كما أن شدة إشعاعه أعاقت الدراسات الكيميائية للرادون، ولم يُعرف منه سوى عدد قليل من المركبات.

يتكون غاز الرادون كجزء من سلسلة التحلل الإشعاعي الطبيعية لليورانيوم والثوريوم. وقد وُجد اليورانيوم والثوريوم منذ نشأة الأرض، ويتميز نظيرهما الأكثر شيوعًا بعمر نصف طويل جدًا (14.05 مليار سنة). وسيستمر وجود اليورانيوم والثوريوم والراديوم ، وبالتالي الرادون، لملايين السنين بنفس التركيزات الحالية تقريبًا. ^{[ 48 ]} وعندما يتحلل غاز الرادون المشع، فإنه ينتج عناصر مشعة جديدة تُسمى نواتج تحلل الرادون. وتكون نواتج تحلل الرادون مواد صلبة تلتصق بالأسطح، مثل جزيئات الغبار في الهواء. وإذا تم استنشاق الغبار الملوث، فقد تلتصق هذه الجزيئات بالممرات الهوائية للرئتين، مما يزيد من خطر الإصابة بسرطان الرئة. ^{[ 49 ]}

يُعدّ غاز الرادون مسؤولاً عن غالبية تعرض الجمهور للإشعاع المؤين . وغالبًا ما يكون المساهم الأكبر في جرعة الإشعاع الخلفي للفرد ، وهو الأكثر تباينًا من مكان لآخر. يمكن أن يتراكم غاز الرادون من المصادر الطبيعية في المباني، وخاصة في الأماكن المغلقة مثل العليات والأقبية. كما يمكن العثور عليه في بعض مياه الينابيع والينابيع الساخنة. ^{[ 50 ]}

أظهرت الدراسات الوبائية وجود صلة واضحة بين استنشاق تركيزات عالية من غاز الرادون والإصابة بسرطان الرئة . ولذلك، يُعتبر الرادون ملوثًا خطيرًا يؤثر على جودة الهواء الداخلي في جميع أنحاء العالم. ووفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية ، يُعد الرادون ثاني أكثر أسباب سرطان الرئة شيوعًا بعد تدخين السجائر، حيث يتسبب في 21,000 حالة وفاة بسرطان الرئة سنويًا في الولايات المتحدة . ويحدث حوالي 2,900 من هذه الوفيات بين أشخاص لم يدخنوا قط. وبينما يُعد الرادون ثاني أكثر أسباب سرطان الرئة شيوعًا، إلا أنه السبب الأول بين غير المدخنين، وفقًا لتقديرات وكالة حماية البيئة. ^{[ 51 ]}