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化学元素详解30-50号

luyued 发布于 2011-01-12 17:56   浏览 N 次  

序号:30

符号:Zn

名称:锌 Zincum

原子量:65.39

类型:金属

发现人: 发现年代:

发现过程:

元素描述:

纯锌呈蓝白色,有光泽。硬度2.5(莫氏硬度)。具有延展性。密度7.14克/厘米3。熔点419.58℃,沸点907℃。化合价2。已知锌有十五个同位素。是很好的导热体和导电体。电离能9.394电子伏特。休学性质比较活泼,但在空气中较稳定,与酸和碱作用会放出氢气。

元素来源:

主要矿石是铁闪锌矿或闪锌矿ZnS。将矿石在空气中煅烧成氧化锌,然后用炭还原即得;或用硫酸浸出成硫酸锌后,再用电解法将锌沉积出来。

元素用途:

锌的最重要的用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层,如电镀锌,以及制造黄铜、锰青铜、白铁和干电池。锌粉是有机合成工业的重要还原剂。

元素辅助资料:

锌和铜的合金——黄铜,早被古人利用,黄铜的生产可能是冶金学上最早的偶然发现之一。但是人们取得锌比较晚,碳和锌矿共热时,温度很快高达1000℃,而锌在923℃沸腾,在此温度下成蒸汽状态,随烟散失,不易为古代人们察觉,只有当人们掌握了冷凝气体的方法后,单质锌才有可能被取得。因此,锌登上历史舞台的时间要比铜、锡、铁、铅晚的多。

据国外学者们考证,我国古代劳动人民首先生产出锌。我国制取锌的方法讲述最清楚的出现在明朝末年宋应星著述的《天工开物》中。西方认为最早讲到锌的是德国贵族政治学家龙涅斯在1617年发表的著述,他叙述在熔铅的炉壁上出现白色的金属,工人们称它为 zinck或conterfeht,这种白色金属像是锡,但比较硬,缺乏延展性,没有太大用途。锌的拉丁名称 zincum和元素符号Zn由此而来。

1737年和1746年德国矿物学家亨克尔和化学家马格拉夫先后将菱锌矿与木炭共置陶制密闭容器中烧,得到金属锌。拉瓦锡在1789年发表的元素表中,首先将锌列为元素。

序号:32

符号:Ge

名称:锗 Germanium

原子量:72.61

类型:金属

发现人:文克勒 发现年代:1886年

发现过程:

1886年,德国的文克勒在分析硫银锗矿时,发现了锗的存在;后由硫化锗与氢共热,制出了锗。

元素描述:

粉末状呈暗蓝色,结晶状,为银白色脆金属。密度5.35克/厘米3。熔点937.4℃。沸点2830℃。化合价+2和+4。第一电离能7.899电子伏特。是一种稀有金属,重要的半导体材料。不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。溶于王水、浓硝酸或硫酸、熔融的碱、过氧化碱、硝酸盐或碳酸盐。在空气中不被氧化。其细粉可在氯或溴中燃烧。

元素来源:

存在于煤、铁矿和某些银矿、铜矿中,也成锗石产出。可由二氧化锗用碳还原制得。也可以煤所发生炉生产烟道中的灰尘中回收。

元素用途:

高纯度的锗是半导体材料。从高纯度的氧化锗还原,再经熔炼可提取而得。掺有微量特定杂质的锗单晶,可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。

元素辅助资料:

锗、锡和铝在元素周期表中是同属一族,后两者早被古代人们发现并利用,而锗长时期以来没有被工业规模的开采。这并不是由于锗在地壳中的含量少,而是因为它是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石是很少的。

门捷列夫曾预言了之一元素的存在,把它成为类硅。直到1886年,锗终于被德国夫赖堡(Frieberg)矿业学院分析化学教授文克勒发现。他是在分析夫赖堡附近发现到一种新的矿石——argyrodite(辉银锗矿4Ag2S·GeS2)的时候,发现有一未知的新元素并通过实验验证了自己的推断。

从德国的拉丁名germania命名新元素为germanium(锗),以纪念发现锗的文克勒的祖国。元素符号定为Ge。锗继镓和钪后被发现,巩固了化学元素周期系

序号:33

符号:As

名称:砷 Arsenikos

原子量:74.92

类型:非金属

发现人:马格努斯 发现年代:1250年

发现过程:

1250年,罗马的马格努斯在由雄黄与肥皂共热时得到砷。

元素描述:

有黄、灰、黑褐三种同素异形体。其中灰色晶体具有金属性,脆而硬。密度5.727克/厘米3。熔点817℃(28大气压),在613℃升华。化合价3和5。第一电离能9.81电子伏特。游离的砷是相当活泼的。在空气中加热至约200℃时,有萤光出现,于400℃时,会有一种带蓝色的火焰燃烧,并形成白色的氧化砷烟。游离元素易与氟和氮化合,在加热情况亦与大多数金属和非金属发生反应。不溶于水,溶于硝酸和王水,也能溶解于强碱,生成砷酸盐。

元素来源:

主要以硫化物矿形式存在,有雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)、砷黄铁矿(FeAsS)等。由三氧化二砷用碳还原而制得。

元素用途:

用于制造硬质合金;黄铜中含有微量砷时可以防止脱锌;砷的化合物可用于杀虫及医疗。砷和它的可溶性化合物都有毒。

元素辅助资料:

砷在地壳中含量并不大,但是它在自然界中到处都有。砷在地壳中有时以游离状态存在,不过主要是以硫化物矿的形式存在如雌黄(As2S3)、雄黄(As2S2)和砷黄铁矿(FeAsS)。无论何种金属硫化物矿石中都含有一定量砷的硫化物。因此人们很早就认识到砷和它的化合物。

经过分析,在我国商代时期的一些铜器中有砷,有的多达4%。铜砷合金中含砷约10%时呈现白色,有锡时含砷少一些,也可得银白色的铜。我国古代劳动人民创造了白铜。

砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和沙虫剂、灭鼠药。硫化合物具有强烈毒性,今天砷的拉丁名称 arsenium和元素符号As正是由这一词演变而来。

1世纪希腊医生第奥斯科里底斯叙述烧砷的硫化物以制取三氧化二砷,用于医药中。三氧化二砷在我国古代文献中称为砒石或砒霜。小剂量砒霜作为药用在我国医药书籍中最早出现在公元973年宋朝人编辑的《开宝本草》中。

西方化学史学家们一致认为从砷化合物中分离出单质砷的是13世纪德国炼金家阿尔伯特·马格努斯,他是用肥皂与雌黄共同加热获得单质砷的。比中国的葛洪大概晚了900年。

到18世纪,瑞典化学家、矿物学家布兰特阐明砷和三氧化二砷以及其他砷化合物之间的关系。拉瓦锡证实了布兰特的研究成果,认为砷是一种化学元素。

砷的拉丁名称arsenicum和元素符号As来自希腊文arsenikos,原意是“强有力的”,“男子气概”,表示砷化合物在医药中的作用。

序号:34

符号:Se

名称:硒 Selenium

原子量:78.96

类型:非金属

发现人:贝采利乌斯 发现年代:1817年

发现过程:

1817年,瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的粘物质中制得硒。

元素描述:

稀散元素之一。在已知的六种固体同素异形体中,三种晶体(α单斜体、β单斜体,和灰色三角晶)是最重要的。也以三种非晶态固体形式存在;红色和黑色的两种无定形玻璃状的硒。前者性脆,密度4.26克/厘米3;后者密度4.28克/厘米3。第一电离能为9.752电子伏特。硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。也能直接与各种金属和非金属反应,包括氢和卤素。不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),与硫能形成多硫化物相似。

元素来源:

可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。

元素用途:

硒的主要用途为干印术的光复制,这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性,能使含有铁化合物的有色玻璃退色。也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。还用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等。

元素辅助资料:

硒与它的同族元素硫相比,在地壳中的含量少得多。硒成单质存在的矿是极难找到的。

硒是从燃烧黄铁矿以制取硫酸的铅室中发现的,是贝齐里乌斯发现铈、钍后发现的又一个化学元素。他命名这种新元素为selenium。他还发现到硒的同素异形体。他还原硒的氧化物,得到橙色无定形硒;缓慢冷却熔融的硒,得到灰色晶体硒;在空气中让硒化物自然分解,得到黑色晶体硒。

序号:35

符号:Br

名称:溴 Bromium

原子量:79.90

类型:非金属

发现人:巴拉尔 发现年代:1824年

发现过程:

1824年,法国的巴拉尔把氯气能到废海盐母液里,获得了溴。

元素描述:

棕红色发烟液体。密度3.119克/厘米3。熔点-7.2℃。沸点58.76℃。主要化合价-1和+5。溴蒸气对粘膜有刺激作用,易引起流泪、咳嗽。第一电离能为11.814电子伏特。化学性质同氯相似,但活泼性稍差,仅能和贵金属(惰性金属)之外的金属化合。而氟和氯既能同所有的金属作用,也能和其他非金属单质直接反应。溴的反应性能则较弱。

元素来源:

盐卤和海水是提取溴的主要来源。从制盐工业的废盐汁直接电解可得。

元素用途:

主要用于制溴化物、氢溴酸、药物、染料、烟熏剂等。

元素辅助资料:

溴在自然界中和其他卤素一样,没有单质状态存在。它的化合物常常和氯的化合物混杂在一起,只是数量少得多,在一些矿泉水、盐湖水和海水中含有溴。

1824年,法国一所药学专科学校的22岁青年学生巴拉尔,在研究他家乡蒙培利埃(Montpellier)盐湖水提取结晶盐后的母液时,希望找到这些废弃母液的用途,进行了许多实验。当通入氯气时,母液变成红棕色。最初,巴拉尔认为这是一种氯的碘化物。但他尝试了种种办法也没法将这种物质分解,所以他断定这是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为muride,来自拉丁文muria(盐水)。1826年8月14日法国科学院组成委员会审查巴拉尔的报告,肯定了他的实验结果,把muride改称bromine,来自希腊文brōmos(恶臭),因为溴具有刺激性嗅味。实际上所有卤素都具有类似嗅味。溴的拉丁名bromium和元素符号Br由此而来。

序号:36

符号:Kr

名称:氪 Krypton

原子量:83.80

类型:非金属

发现人:莱姆塞、特拉威斯 发现年代:1898年

发现过程:

1898年,英国的莱姆塞和特拉威斯用光谱分析液态空气蒸发后所剩下的残余气体时,发现了氪。

元素描述:

无色、无嗅、无味。密度3.736克/升(气),2.155克/厘米3(液,-156.9℃)。熔点-156.6℃,沸点-152.30±0.10℃。第一电离能13.999电子伏特。氪原子的外壳是电子已填满了的稳定结构。所以它的化学性质极不活泼,不能燃烧,也不能助燃。具有能吸收X射线的性能。

元素来源:

100升空气中约含氪0.114毫升,可从大型的空气液化分离塔内,在制氧或氮的同时抽出的馏分中分出制得。

元素用途:

主要用来充填电灯和各种电子器件。也可作X射线工作时的遮光材料。它和氩的混合物广泛用于充填萤光灯。

元素辅助资料:

莱姆塞在发现氩和氦后,研究了它们的性质,测定了它们的原子量。接着他考虑它们在元素周期表中的位置。因为,氦和氩的性质与已发现的其他元素都不相似,所以他提议在化学元素周期表中列入一族新的化学元素,暂时让氦和氩作为这一族的成员。他还根据门捷列夫提出的关于元素周期分类的假说,推测出该族还应该有原子量为20、82、129的元素。

在1896~1897年间,莱姆塞在特拉威斯的协助下,试图用找到氦的同样方法,加热稀有金属矿物来获得他预言的元素。他们试验了大量矿石,但都没有找到。最后他们想到了,从空气中分离出这种气体。但要将空气中的氩除去是很困难的,化学方法基本无法使用。只有把空气先变成液体状态,然后利用组成它成分的沸点不同,让它们先后变成气体,一个一个地分离出来。把空气变成液体,需要较大的压力和很低的温度。而正是在19世纪末,德国人林德和英国人汉普森同时创造了致冷机,获得了液态空气。1898年5月24日莱姆塞获得汉普森送来的少量液态空气。莱姆塞和特拉威斯从液态空气中成功分离出了一种新气体。莱姆塞决定把它叫做krypton(Kr),来自希腊文krptos(隐藏)。

序号:37

符号:Rb

名称:铷 Rubidium

原子量:85.47

类型:金属

发现人:本生、基尔霍夫 发现年代:1861年

发现过程:

1861年,英国的本生和德国的基尔霍夫,用光谱分析方法,从云母提取物中发现了铷。

元素描述:

呈银白色的碱金属,质软。密度1.532克/厘米3(固),1.475克/厘米3(液)。熔点38.89℃,沸点688℃。化合价1。电离能4.177电子伏特。化学性质极活泼。与水或者在温度低至-100℃的冰也能发生剧烈反应,生成氢气和氢氧化铷。易与氧化合,以至它在纯氧中可以自燃。在空气中很快形成氧化层而失去光泽。熔化的金属铷在空气中能自燃。也可形成臭氧化物。与氢可形成氢化物,是碱金属氢化物中最不稳定的一个。不与氮反应。它与溴或氯猛烈反应并产生火焰。在有金属催化剂存在的情况下,铷溶于氨水,在没有金属催化剂存在时,它溶于气态氨形成氨基铷(RbNH2)和氢。与一氧化碳反应即得金属羰基化物(RbCO)。在光的作用下易放出电子。

元素来源:

在自然界中存在于矿物中,也有少量氯化铷存在于光卤石。可由电解熔融的氯化铷的氰化铷而制得。

元素用途:

用来制光电管和光电池。铷盐应用于玻璃工业和陶瓷生产上。它的化合物用来治疗甲状腺肿和梅毒。铷汞齐用作催化剂。

元素辅助资料:

光谱分析比化学分析灵敏度高,在地壳中含量较少的铯、铷、铊、铟,在逃过了分析化学家们的手之后,就被光谱分析的关卡逮捕住了。

1861年初,也就是本生和基尔霍夫发现铯之后的几个月,他们又从鳞云母矿石中发现了第二个新元素。他们在报告中说:“……由于新的碱金属能显现明亮的深红线,就用古人表示深红色的rubius称它为rubidium。……”元素符号定为Rb。

19世纪80年代里,俄罗斯化学家贝凯托夫利用铝和氢氧化铷作用,获得金属铷。6RbOH + 4Al → 6Rb + 2Al2O3 + 3H2↑

序号:38

符号:Sr

名称:锶 Strontium

原子量:87.62

类型:金属

发现人:克劳福特、戴维 发现年代:1808年

发现过程:

1808年,英国的克劳福特和戴维先后由铅矿和锶矿中发现了锶。

元素描述:

银白色软金属。密度2.6克/厘米3。熔点769℃。沸点1384℃。化合价+2。第一电离能5.695电子伏特。化学性质活泼,于空气中加热时能燃烧;易与水和酸作用而放出氢;在到熔点时即燃烧而呈红色火焰。

元素来源:

锶是碱土金属中丰度最小的元素。主要的矿物有天青石和碳酸锶矿。可由电解熔融的氯化锶而制得。

元素用途:

用于制造合金、光电管,以及分析化学、烟火等。质量数90的锶是一种放射性同位素,可作β射线放射源,半衰期为25年。

元素辅助资料:

钡、锶、钙和镁同是碱土金属,也是地壳中含量较多的元素。不过钡和锶在地壳中的含量与钙、镁相比,还是较少的。再加上它们的化合物的实际应用不及钙和镁的化合物广泛。因此它们的化合物比钙和镁的化合物晚些被人们认识,只是戴维把钡和锶和钙、镁同时从化合物中电解分离出来。

大约在1787年间,在欧洲一些展览会上展出从英国苏格兰思特朗蒂安(strontian)地方的铅矿中采得的一种矿石。一些化学家认为它是一种萤石。大约在1791到1792年间,英国化学家、医生荷普研究了这种矿石,明确它是碳酸盐,但是与碳酸钡不同,肯定其中含有一种新土,就从它的产地Strontian命名它为strontia(锶土)。1789年拉瓦锡发表的元素表中就没有来得及把锶土排进去。而戴维却赶上了,他在1808年利用电解法,从碳酸锶中分离出金属锶,就命名为 strontium,元素符号用Sr。

序号:39

符号:Y

名称:钇 Yttrium

原子量:88.91

类型:金属

发现人:加德林 发现年代:1794年

发现过程:

1794年,芬兰的加德林从瑞典的小镇伊特比所产的黑石里发现钇土。

元素描述:

稀土元素之一,灰色金属。密度4.4689克/厘米3,熔点1522℃,沸点3338℃,化合价+3。第一电离能6.38电子伏特。与热水能起反应,易溶于稀酸。

元素来源:

可由氟化钇YF2·XH2O用钙还原而制得。

元素用途:

用途广,钇铝石榴石Y3Al5O12用作激光材料,钇铁石榴石Y3Fe5O12用于微波技术及声能换送,掺铕的钒酸钇YVO4:Eu及掺铕的氧化钇Y2O3:Eu用作彩色电视机的荧光粉。氧化钇可制特种玻璃及陶瓷,并用作催化剂。金属钇在合金方面也有广泛用途。

元素辅助资料:

钇是稀土元素。稀土元素是指钪、钇和全部镧系元素。由于它们在地壳中的含量稀少,它们的氧化物与氧化钙等土族元素性质相似,因而得名。由于稀土元素分布分散,往往杂乱成矿,再加上它们性质彼此很相似,所以发现、分离以及分析它们都比较困难。

钇和另一稀土元素铈是稀土元素中在地壳中含量较大的两种元素,因而它们在稀土元素中首先被发现。欧洲北部斯堪的纳维亚半岛上的挪威和瑞典是稀土元素矿物比较丰富的产地,因而这两种元素在这个地区最先被发现。

钇的拉丁名称yttrium和元素符号是Y正是从瑞典首都斯德哥尔摩附近的一个小镇乙特比(Ytterby)的名称而来。因为钇是从这个小镇上的一种黑色矿石中发现的。1794年芬兰矿物学家、化学家加多林分析了这块矿石,发现其中含有一种当时不知道的新金属氧化物,它的性质部分与氧化钙相似,部分与氧化铝相似,就把这种新金属的氧化物称为钇土。

钇和铈的氧化物以及其他稀土元素氧化物和土族元素的氧化物一样很难还原。直到1875年希尔布郎德利用电解熔融的铈的氧化物,获得金属铈。这是今天取得稀土元素金属的一种普遍的方法。它们的发现不仅仅是发现了它们的本身,而且带来了其他稀土元素的发现。其他稀土元素的发现是从这两个元素的发现开始的。

钇和铈的发现仅仅是打开了发现稀土元素的第一道大门,是发现稀土元素的第一阶段。

序号:40

符号:Zr

名称:锆 Zirconnium

原子量:91.22

类型:金属

发现人:克拉普罗德 发现年代:1789年

发现过程:

1789年,德国的克拉普罗德,在分析锡兰锆时,发现了锆土。

元素描述:

高熔点金属之一,呈浅灰色。密度6.49克/厘米3。熔点1852±2℃,沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。第一电离能6.84电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。有耐腐蚀性,不溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。

元素来源:

四氧化锆用镁还原可制得。

元素用途:

粉末状铁与硝酸锆混合,可作闪光粉。金属锆几乎全部用作核反应堆中铀燃料元件的包壳。也用来制造照相用的闪光灯,以及耐腐蚀的容器和管道,特别是能耐盐酸和硫酸。锆的化学药品可作聚合物的交联剂。

元素辅助资料:

含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石(zircon)或风信子石(hyacinth),广泛分布在自然界中。由于它们美丽的颜色,自古以来被称为宝石。化学家很早就对锆石进行了分析,认为是含有硅、铝、钙和铁的氧化物。1789年,德国化学家克拉普罗特发表研究来自斯里兰卡锆石的报告中提到他发现了一种未知的独特而简单物质的氧化物,并提议称之为Zirconerde(锆土——氧化锆)。不久,法国化学家德毛沃和沃克兰两人都证实克拉普罗特的分析是正确的。Zirconerde的存在被肯定,元素得到zirconnium的命名,元素符号为Zr。

克拉普罗特最初研究锆的硅酸盐实验操作一直到今天仍是工业上提取锆的基础。但一直到1914年,荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员列里和汉保格将四氯化锆和金属钠作用,取得纯金属锆。

锆一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。

序号:41

符号:Nb

名称:铌 Niobium

原子量:92.91

类型:金属

发现人:哈契特 发现年代:1801年

发现过程:

1801年,英国的哈契特在分析美洲新英格兰产的黑色矿石时,发现了铌。

元素描述:

高熔点金属之一。呈钢灰色,质硬且有延展性。密度8.75克/厘米3。熔点2468±10℃。沸点4742℃。化合价+3、+4和+5,稳定价是+5。电离能6.88电子伏特。于室温下相当稳定,在高温时能吸收氧、氢、氮等气体。耐腐蚀性比钽销差,能与5%的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作用;溶于热硫酸和氢氟酸。

元素来源:

同钽共存于铌钽铁矿中,也存在于钨矿及某些稀土矿中。可以用七氟络铌酸钾K2NbF7熔融电解或用活泼金属或碳来还原氧化物而制得。

元素用途:

主要用于制造特种不锈钢、高温合金和超导合金及电子管。碳化铌同碳化钨、碳化钽配合,可用来制造超级硬质合金。铌的"热中子俘获截面"较小,仅为1.1靶,因而适应于核反应堆中。

元素辅助资料:

1801年11月26日英国化学家哈切特在英国皇家学会宣读一篇论文,题目是《北美一矿物分析含有一种至今未知的金属》。他分离出这种金属的氧化物,认识到它与氧的结合力很强,不易还原。这种氧化物的溶液显酸性,能使石蕊变红,在与碱金属碳酸盐作用时释放出二氧化碳。这种矿石比重较大,黑色带有金色条纹,是美国康涅狄格州第一任州长的孙子寄赠给英国博物馆收藏的。因此,哈切特就把这种金属命名为Columbium(钶)。事实上,哈切特发现的是钶和钽的混合物。

1844年德国化学家H·罗斯从波登马伊斯地方出产的一种矿石中分离出两种性质相似的元素的化合物,这两种性质相似的元素中一个被认为是钽,另一个被认为是新元素,借用希腊神话中的英雄坦塔罗斯(Tantalus)的女儿尼奥婢(Niobe)的名字命名为niobium(铌)。其实铌就是钶。这样,在后来很长的时期里,同一元素出现了两种不同的名称,在美国采用了钶,元素符号为Cb;而在欧洲则用铌,元素符号为Nb。1949年国际纯粹和应用化学联合会接受了铌的名称,舍弃了钶。

铌和钽在化学元素周期表中同属一族,性质很相似。它们在自然界中总是共生的,主要矿物是共生成铌铁矿和钽铁矿(Fe[(Nb,Ta)O3]2)。还有一个与它们相似的元素是钒,在它被发现后英国化学家罗斯科研究了它的性质,确定它与钽和铌相似,为三者在元素周期表中共建一个分族建立的基础。

铌、钽和钒一样,都不溶于普通酸中。它们一般被列为稀有金属,但是它们在地壳中的丰度比古代人们早已取得和利用的一般金属,如锑、汞、银、金都大。但它们很分散,富矿很稀少,在自然界中没有单质状态,不易从它们的化合物中分离出来,因而发现较晚。直到1929年,金属铌才被取得

序号:42

符号:Mo

名称:钼 Molybdenum

原子量:95.94

类型:金属

发现人:埃尔姆 发现年代:1782年

发现过程:

1782年,瑞典的埃尔姆,用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧,而得到钼。

元素描述:

银白色金属,硬而坚韧。密度10.2克/厘米3。熔点2610℃。沸点5560℃。化合价+2、+4和+6,稳定价为+6。第一电离能7.099电子伏特。在常温下不受空气的侵蚀。跟盐酸或氢氟酸不起反应。

元素来源:

主要矿物是辉钼矿(MoS2)。将辉钼矿煅烧成三氧化钼,再用氢或铝热法还原而制得。

元素用途:

纯钼丝用于高温电炉;钼片用来制造无线电器村和X射线器材;合金钢中加钼可以提高弹性极限、抗腐蚀性能以及保持永久磁性等。钼是植物生长和发育中所需七种微量营养元素中的一种,没有它,植物就无法生存。动物和鱼类与植物一样,同样需要钼。

元素辅助资料:

天然辉钼矿MoS是一种软的黑色矿物,外型和石墨相似。18世纪末以前,欧洲市场上两者都以molybadenite名称出售。1779年,舍勒指出石墨与molybadenite是两种完全不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响,而与molybadenite反应,获得一种白垩状的白色粉末,将它与碱溶液共同煮沸,结晶析出一种盐。他认为这种白色粉末是一种金属氧化物,用木炭混合后强热,没有获得金属,但与硫共热后却得到原来的molybadenite。1782年,瑞典一家矿场主埃尔摩从molybadenite中分离出金属,命名为molybdenum,元素符号定为Mo。我们译成钼。它得到贝齐里乌斯等人的承认

序号:43

符号:Tc

名称:锝 Technetium

原子量:[98]

类型:金属

发现人:佩里厄、塞格瑞 发现年代:1937年

发现过程:

1937年,美国的佩里厄和塞格瑞,在劳伦斯加速器里,用氘核轰击98Mo,而得到锝。

元素描述:

密度11.50克/厘米3(算出)。熔点2200℃,是第一个用人工方法制得的元素,银灰色。它的同位素都有放射性,以质量数为97的最稳定,半衰期为2.6×106年。电离能7.28电子伏特。化学性质与铼、锰相象。金属锝在高温时与氧反应,生成挥发性的氧化物Tc2O7,它与Re2O7相似。

元素来源:

是核反应堆的主要裂变产物之一,或采用中子作用于98Mo制得。在温度为1000-1100℃时用氢还原硫化物时能制备出金属锝。

元素用途:

因为同位素99Tc具有2×105年的长半衰期,故用于化学研究。

元素辅助资料:

锝是第一个人工制得的元素。它的拉丁名称 technetium(Tc)正是从希腊文technetos(人造)一词而来。

门捷列夫在建立元素周期系的时候,曾经预言它的存在,命名它为eka-manganese(类锰)。莫斯莱确定了它的原子序数为43。其实,有关这个元素发现的报告早在门捷列夫建立元素周期系以前就开始了。在1846年,俄罗斯盖尔曼声称,从黑色钛铁矿(ilmenite)中发现了这个元素,就以这个矿石的名称命名它为ilmenium,并且测定了它的原子量约104.6,叙述了它的一些性质与锰相似。接着,1877年,俄罗斯圣彼得堡的化学工程师克恩发表发现了一种占据钼和钌之间的新元素报告,其原子量经测定等于100。但它却被另一些化学家证明是铱、铑和铁的混合物。亚洲的化学家们也不甘落后,在1908年,日本化学家小川声称从方钍石中发现这一元素并命名为nipponium;到1924年,又有化学家报告,利用X射线光谱分析从锰矿中发现了这一元素,命名为moseleyum。迟至1925年,德国科学家也宣布,在铌铁矿中发现了这一元素。但这些发现都没有被证实和承认。

于是43号元素被认为是“失踪了”的元素。

后来,物理学家们的“同位素统计规则”解释了它“失踪”的缘由。这个规则是1924年前苏联学者苏卡列夫提出来的,在1934年被德国物理学家马陶赫确定。根据这个规则,不能有核电核仅仅相差一个单位的稳定同量素存在。同量素是指质量数相同而原子序数不同的原子,如4018Ar、4019K、4020Ca都有相同的质量40。由于它们的原子序数不同,所以它们处在元素周期表不同的位置上,因而又称异位素。锝前后的两个元素钼42、钌44分别有一连串质量数94~102之间稳定同位素存在,所以再也不能有锝的稳定同位素存在,因为锝的质量数应当是在这些质量数之间。

在1936-1937年首先实现了人工方法制取它。1936年底意大利年轻的物理学家谢格尔到美国伯克利(Berkeley)进修。他利用那里一台先进的回旋加速器,用氘核照射钼,以期得到锝。但是要把产生的锝从钼中分离出来是艰巨的工作,于是他把照射过的钼带回意大利帕勒莫(Palerma)大学。他在化学教授彼利埃协助下,经历近半年时间,分离出10-10克的99Tc同位素,并且确定新元素的性质与铼非常相似,而与锰的相似程度较差。

已知锝有4种同位素,都是放射性的,它们中半衰期最长的是98Tc,4.2×106年。现在锝已经达到成吨级的产量,是从核燃料的裂变产物中提取的。金属锝呈银白色,但通常得到的是灰色粉末,它抗氧化,在酸中溶解度不大,因此可用作原子能工业设备的防腐材料。 元素序号:44

序号:44

符号:Ru

名称:钌 Ruthenium

原子量:101.1

类型:金属

发现人:克劳斯 发现年代:1844年

发现过程:

1844年,俄国的克劳斯,从乌拉尔铂矿渣里制得氯钌化铵,并经煅烧,制得钌。

元素描述:

硬质的白色金属,密度12.30克/厘米3。熔点2310℃,沸点2900℃。化合价2、3、4和8。第一电离能7.37电子伏特。化学性质很稳定。在温度达100℃时,对普通的酸包括王水在内均有抗御力,对氢氟酸和磷酸也有抗御力。在室温时,氯水、溴水和醇中的碘能轻微地腐蚀钌。对很多熔融金属包括铅、锂、钾、钠、铜、银和金有抗御力。与熔融的碱性氢氧化物、碳酸盐和氰化物起作用。

元素来源:

由铂金属的自然合金中提取。

元素用途:

钌是极好的催化剂,用于氢化、异构化、氧化和重整反应中。纯金属钌用途很少。它是铂和钯的有效硬化剂。用它制造电接触合金,以及硬磨硬质合金等。

元素辅助资料:

钌是铂系元素中在地壳中含量最少的一个,也是铂系元素中最后被发现的一个。它在铂被发现100多年后,比其余铂系元素晚40年才被发现。

不过,它的名字早在1828年就被提出来了。当时俄国人在乌拉尔发现了铂的矿藏,塔尔图大学化学教授奥桑首先研究了它,认为其中除了铂外,还有三个新元素。奥桑把他分离出的新元素样品寄给了贝齐里乌斯,贝齐里乌斯认为其中只有pluranium一个是新金属元素,其余的分别是硅石和钛、锆以及铱的氧化物的混合物。

1844年,喀山大学化学教授克劳斯重新研究了奥桑的分析工作,肯定了铂矿在残渣中确实有一种新金属存在,就用奥桑为纪念他的祖国俄罗斯而命名的ruthenium命名它,元素符号定为Ru。我们译成钌。

克劳斯取得新金属钌后,也将样品寄给贝齐里乌斯,请求指教。贝齐里乌斯认为它是不纯的铱。可是克劳斯和奥桑不同,没有理睬贝齐里乌斯的意见,敢于向权威挑战,继续进行自己的研究,并且将每次制得的样品连同详细的说明逐一寄给贝齐里乌斯。最后事实迫使贝齐里乌斯在1845年发表文章,承认钌是一个新元素。在俄罗斯,由科学院的几位院士们组成一个专门委员会,审查克劳斯得到的结果,确认了他的发现。

序号:45

符号:Rh

名称:铑 Rhodium

原子量:102.9

类型:金属

发现人:武拉斯顿 发现年代:1803~1804年

发现过程:

1803~1804年,英国的武拉斯顿,在提炼钯铂的废渣的玫瑰色盐里发现有铑的存在。

元素描述:

银白色金属,质极硬,耐磨,也有相当的延展性。密度12.4克/厘米3。熔点1966±3℃,沸点3727±100℃。化合价2、4和6。第一电离能7.46电子伏特。在中等的温度下,它也能抵抗大多数普通酸(包括王水在内)。在200~600℃可与热浓硫酸、热氢溴酸、次氯酸钠和游离卤素起化学反应。不与许多熔融金属,如金、银、钠和钾以及熔融的碱起反应。

元素来源:

存在于铂矿中,在精炼过程中可以集取而制得。

元素用途:

可用来制造加氢催化剂、热电偶、铂铑合金等。也常镀在探照灯和反射镜上。还用来作为宝石的加光抛光剂和电的接触部件。

元素辅助资料:

铑属铂系元素。铂系元素几乎完全成单质状态

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