Lyijy, jaksonumerotaulukon atominumero 82, on metallielementti, jonka kemiallinen symboli Pb tarkoittaa lyijyä, elementin latinalaista nimeä. Se on pehmeää, taipuisaa metallia, joka on väriltään hopeavalkoista juuri leikattaessa, mutta ilmaan joutuessaan se saa nopeasti himmeän harmaan ulkonäön oksidikerroksen muodostumisen vuoksi. Vaikka pääasiassa lyijymalmia esiintyy joskus alkuaineessaan, se on galenaa tai lyijysulfidia (PbS); muita lyijymalmeja ovat serusiitti – lyijykarbonaatti (PbCO3) – ja anglesite – lyijysulfaatti (PbSO4). Historiallisesti lyijyn kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat tehneet siitä erittäin hyödyllisen elementin, mutta 20 -luvun lopulta lähtien sen käyttö on vähentynyt sen myrkyllisyyden vuoksi. Lyijyllä on kuitenkin edelleen useita tärkeitä sovelluksia-esimerkiksi lyijyakkuissa, säteilysuojauksessa ja joustavana, joustavana kattomateriaalina.
Metalli sulaa 622.4 ° C: ssa ja kiehuu 328 ° C: ssa. Lyijyn neljä vakaata isotooppia ovat eri luonnossa esiintyvien radioaktiivisten alkuaineiden, kuten uraanin ja toriumin, hajoamisen lopputuotteita useissa vaiheissa. Lyijy on raskain vakaa alkuaine, ero, joka kuului vismuttiin – elementti numero 3,164 – kunnes sen havaittiin olevan hyvin lievästi radioaktiivinen. Yksi lyijyn tärkeimmistä fysikaalisista ominaisuuksista on sen kyky absorboida korkeataajuista sähkömagneettista säteilyä, kuten röntgen- ja gammasäteilyä. Tämä johtuu sen suuresta tiheydestä ja suuresta elektronien määrästä lyijytysatomissa.
Lyijy kuuluu samaan ryhmään kuin hiili, pii, germanium ja tina. Nämä elementit ovat luonteeltaan metallisempia atomipainon kasvaessa, ja vaikka lyijyn kemialliset ominaisuudet muistuttavat jonkin verran ryhmän muiden jäsenten ominaisuuksia, se on kemiallisesti eniten samanlainen kuin metalli, tina. Yhdisteissään lyijyn hapetustila on yleensä +2, mikä tarkoittaa, että se lahjoittaa kaksi elektronia muille atomeille tai molekyyleille. Harvemmin sen hapetustila voi olla +4.
Metalli yhdistyy hapen kanssa muodostaen useita oksideja. “Punaisella lyijyllä”, joka muodostuu lämmittämällä lyijyä ilmassa, on kaava Pb3O4, mutta sen uskotaan olevan lyijyoksidin (PbO) ja lyijydioksidin (PbO2) yhdiste. Lyijyoksidi, joka tunnetaan myös nimellä litharge, muodostuu, kun metallia kuumennetaan voimakkaasti ilmassa ja se voi olla keltaisen jauheen tai punaisen kiteisen materiaalin muodossa.
”Valkoinen lyijy” on emäksinen lyijykarbonaatti (2PbCO3 · Pb (OH) 2). Sitä käytettiin aiemmin laajalti maaleissa sen vahvan valkoisen värin vuoksi, ennen kuin se korvattiin suurelta osin myrkyttömällä titaanidioksidilla. Sen myrkyllisyyden lisäksi valkoisen lyijyn ongelma oli se, että se pyrki hitaasti reagoimaan ilmassa olevan vetysulfidin (H2S) kanssa muodostaen mustaa lyijysulfidia. Tämä on hyvä testi H2S: lle, mutta se tarkoitti, että vanhat maalaukset pyrkivät tummumaan ajan myötä.
Lyijy kestää useimpien happojen korroosiota, koska suurin osa lyijysuoloista liukenee vain vähän tai ei lainkaan veteen ja muodostaa kerroksen, joka suojaa lyijyä lisävaikutuksilta. Se reagoi kuitenkin etikka- ja typpihappojen kanssa, koska näiden reaktioiden muodostamat suolat – lyijyasetaatti ja lyijynitraatti – ovat hyvin liukoisia. Lyijy reagoi “kovan” veden kanssa muodostaen liukenemattoman emäksisen lyijykarbonaatin, mutta muodostaa liukoisia yhdisteitä pehmeän veden kanssa, mikä tarkoittaa, että lyijyvesiputket aiheuttavat enemmän lyijymyrkytyksen riskiä pehmeillä vesialueilla.
Luultavasti tunnetuin lyijyn ominaisuuksista on sen myrkyllisyys. Tapaukset akuutista lyijymyrkytyksestä ovat harvinaisia, mutta se on kumulatiivinen myrkky, ja krooninen altistuminen alhaisille lyijypitoisuuksille voi aiheuttaa erilaisia vakavia oireita. Se deaktivoi hemoglobiinia tuottavat entsyymit, mikä johtaa edeltäjäkemikaalin kertymiseen-tämä voi halvauttaa suoliston, mikä johtaa ummetukseen ja vatsakipuun ja aiheuttaa nesteen kertymistä aivoihin aiheuttaen päänsärkyä. Pitkällä aikavälillä se aiheuttaa anemiaa ja neurologisia ongelmia.
Krooninen lyijymyrkytys on ollut merkittävä ongelma, koska lyijyä on käytetty laajasti sovelluksissa, joiden ansiosta se on päässyt ympäristöön. Esimerkiksi metallista lyijyä käytettiin aiemmin vesiputkissa ja lyijyyhdisteitä on käytetty maaleissa. Nämä käyttötavat on lopetettu useimmissa maissa, ja lyijyputket on korvattu myrkyttömillä vaihtoehdoilla. Suurin lyijyn lähde ympäristössä on ollut tetraetyyl lyijyyhdiste, joka lisättiin bensiiniin tasaisemman palamisen saavuttamiseksi. Koska lyijyn terveysvaikutukset ympäristössä ovat huolestuneita erityisesti kaupunkialueilla olevista lapsista, lyijybensiiniä on myös poistettu käytöstä asteittain monissa maissa.