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关于几种常见的金属元素.

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/04/28 20:25:48
关于几种常见的金属元素.
求关于Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pd、Ag、Pt、Au、Hg、Bi、Sb
的 常见化合物 的物理性质(包括常温下的状态、特殊状态、颜色、溶解度、用途等)的总结.
Ti 常用化合物:
密度:4.54
熔点:1660.0
沸点:3287.0
所属周期:4
所属族数:IVB
原子半径:2
离子半径:0.61(+3)
共价半径:1.32
元素描述:富有光泽的灰黑色金属,在地壳中含量第九(百万分之5700).能被高度抛光,而且相对不易生锈.
元素来源:通常存在于钛铁矿(FeTiO3)或金红石(TiO2)中,也见于钛-铁复合磁铁矿、榍石(CaTiSiO5)和铁矿中.将二氧化钛、碳和氯气共热可制得四氯化钛,然后在氩气氛中共热四氯化钛与镁蒸气可得到纯钛.
元素用途:因为钛金属坚韧、耐酸性好,所以应用在多种合金中.白色颜料二氧化钛(TiO2)覆盖其他材料表面效果极佳,用于绘画、橡胶、造纸……等等许多领域.
V 元素原子量:50.94
原子体积:(立方厘米/摩尔)8.78
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0016
元素在太阳中的含量:(ppm)0.4
地壳中含量:(ppm)160
质子数:23
中子数:37
原子序数:23
所属周期:4
所属族数:VB
电子层分布:2-8-11-2
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子.
密度 6.11
熔点 1917℃
沸点 约3400℃
性状 浅灰色金属,有延性,很坚硬、无磁性.
溶解情况 溶于氢氟酸、硝酸和王水
用途 主要用于制合金钢和催化剂
制备和来源 矿物有绿硫钒矿、钒钾铀矿和褐铅矿等.可用碳、硅、铝还原五氧化二钒制得.在多惰性气氛中,用钠或镁还原四氯化钒可制得较纯的钒.
Cr
一种金属元素,符号Cr,质硬而脆,抗腐蚀性强.用于电镀和制造特种钢.
元素类型:金属元素
原子体积:(立方厘米/摩尔) 7.23
元素在太阳中的含量:(ppm) 20
元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.00015
地壳中含量:(ppm)100
质子数:24
中子数:28
原子序数:24
电子层分布:2-8-13-1
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子.
单质密度: 7.19 g/cm3
单质熔点: 1857.0 ℃
单质沸点: 2672.0 ℃
原子半径: 1.85 埃
离子半径: 0.62(+3) 埃
共价半径: 1.18 埃
声音在其中的传播速率:(m/S)5940
电负性: 1.66
来源与用途
自然界中主要以铬铁矿FeCr2O4形式存在.由氧化铬用铝还原,或由铬氨矾或铬酸经电解制得. 按照在地壳中的含量,铬属于分布较广的元素之一.它比在它以前发现的钴、镍、钼、钨都多.这可能是由于铬的天然化合物很稳定,不易溶于水,还原比较困难.有人认为沃克兰取得的金属铬可能是铬的碳化物. 铬用于制不锈钢,汽车零件,工具,磁带和录像带等. 铬镀在金属上可以防锈,也叫可多米,坚固美观. 铬可用于制不锈钢.红、绿宝石的色彩也来自于铬.作为现代科技中最重要的金属,以不同百分比熔合的铬镍钢千变万化,种类繁多,令人难以置信. 铬的毒性与其存在的价态有关,六价铬比三价铬毒性高100倍,并易被人体吸收且在体内蓄积,三价铬和六价铬可以相互转化.天然水不含铬;海水中铬的平均浓度为0.05ug/l;饮用水中更低.铬的污染源有含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等排放的污水.
铬是人体必需的微量元素,在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用.三价的铬是对人体有益的元素,而六价铬是有毒的.人体对无机铬的吸收利用率极低,不到1%;人体对有机铬的利用率可达10-25%.铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在. 确切地说,铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用,如激素、胰岛素、各种酶类、细胞的基因物质(DNA和RNA)等. 铬的生理功能主要有: 1.体内葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor,GTF)的重要组成成分:GTF是由三价铬、烟酸、谷氨酸、甘氨酸和含硫氨基酸组成的活性化合物,它能增强胰岛素的生物学作用,可通过活化葡萄糖磷酸变位酶而加快体内葡萄糖的利用,并促使葡萄糖转化为脂肪. 2.影响脂类代谢:铬能抑制胆固醇的生物合成,降低血清总胆固醇和三酰甘油含量以及升高高密度脂蛋白胆固醇含量.老年人缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化. 3.促进蛋白质代谢和生长发育:铬在核蛋白中含量较高,研究发现它能促进RNA的合成,铬还影响氨基酸在体内的转运.铬摄入不足时,实验动物可出现生长迟缓.
正常健康成人每天尿里流失约1微克铬. 啤酒酵母、废糖蜜、干酪、蛋、肝、苹果皮、香蕉、牛肉、面粉、鸡以及马铃薯等为铬的主要来源.
铬为皮肤变态反应原,可引起过敏性皮炎或湿疹,病程长,久而不愈.如对眼睛和黏膜有很强的刺激性,对皮肤有中度刺激性,吸入还可导致肺栓塞和肝损害.我国和欧盟等有关国家的相关规定中均把这两种元素列为化妆品禁用物质
Mn
元素原子量:54.94
元素类型:金属元素
体积弹性模量:120(GPa)
原子化焓:280.3 (kJ /mol @25℃)
热容:26.32 J /(mol· K)
导电性:0.0069510^6/(cm ·Ω )
原子体积:7.39(立方厘米/摩尔)
元素在太阳中的含量:10(ppm)
元素在海水中的含量:太平洋表面:0.0001(ppm)
地壳中含量:950(ppm)
质子数:25
中子数:30
原子序数:25
所属周期:3
所属族数:VIIB
电子层分布:2-8-13-2
氧化态:
主要: Mn+2
其它:Mn-3, Mn-2, Mn-1, Mn0, Mn+1, Mn+3, Mn+4, Mn+5, Mn+6, Mn+7
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子.
晶胞参数:
a = 891.25 pm
b = 891.25 pm
c = 891.25 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
莫氏硬度:6
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 717.4
M+ - M2+ 1509.0
M2+ - M3+ 3248.4
M3+ - M4+ 4940
M4+ - M5+ 6990
M5+ - M6+ 9200
M6+ - M7+ 11508
M7+ - M8+ 18956
M8+ - M9+ 21400
M9+ - M10+ 23960
声音在其中的传播速率:5150(m/S)
元素描述:
银白色金属,质坚而脆.密度7.20克/厘米3.熔点1244+3℃,沸点2097℃.化合价+2、+3、+4、+6和+7.其中以+2(Mn2+的化合物)、+4(二氧化锰,为天然矿物)和+7(高锰酸盐,如KMnO4)为稳定的氧化态.在固态状态时它以四种同素异形体存在,α锰(体心立方),β锰(立方体),γ锰(面心立方),δ锰(体心立方).电离能为7.435电子伏特.在空气中易氧化,生成褐色的氧化物覆盖层.它也易在升温时氧化.氧化时形成层状氧化锈皮,最靠近金属的氧化层是MnO,而外层是Mn3O4.在高于800℃的温度下氧化时,MnO的厚度逐渐增加,而Mn3O4层的厚度减少.在800度以下出现第三种氧化层Mn2O2.在约450℃以下最外面的第四层氧化物MnO2是稳定的.能分解水,易溶于稀酸,并有氢气放出,生成二价锰离子.
元素来源:
重要的矿物是软锰矿、辉锰矿和褐锰矿等.可用铝热法还原软锰矿制得.
元素用途:
冶金工业中用来制造特种钢;钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂

Fe
密度7.86g/cm3.
熔点1535℃.沸点2750℃.
氧化态+2,+3,+6.
银白色,具铁磁性金属.有α、β、γ、δ四种变体.
导电、导热性能均好.化学性质较活泼,有还原性.溶于稀酸.在浓硝酸或冷浓硫酸中可被钝化.与硫、氯共热发生反应,高温下能与碳、硅、磷反应,不与氮直接化合.红热的铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气.铁的矿物有赤铁矿、褐铁矿、磁铁、黄铁矿等.用氢气还原纯氧化铁可制得纯铁.
铁及其化合物主要用于制造磁铁、染料和磨料.还原性铁粉大量用于冶金.铁是人体中重要的微量元素之一.
Co
CO一氧化碳(carbon monoxide)

在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,熔点—199℃,沸点—191.5℃.标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一.它为中性气体.不溶于酸或碱的溶液,难溶于水,通常情况下1体积水仅能溶解约0.023体积的一氧化碳,25℃时溶解度为0.0026g/100g水
分子结构:一氧化碳分子为极性分子,分子形状为直线形.
Ni
原子序数28.
稳定同位素:58,60,61,62,64.
原子量58.6934.银白色金属.很硬.富延展性.能被磁铁吸引.
密度8.908.
熔点1455℃.沸点2837℃.
化合价+2和+3.
有很好的耐腐蚀性.在空气中不被氧化.耐强碱.与盐酸和硫酸作用也很缓慢.但溶于硝酸.用于制不锈钢、镍与铁、铜、铬、钴等的合金、镍币、催化剂、碱电池以及航天工业等.镍的矿物的红镍矿、硅镍矿、针硫镍矿等.可由矿石经煅烧成氧化物后用水煤气或碳还原而得.高纯度镍用电解法制得.
Cu
性质:常含少量的银.铜红色,有时表面上有些蓝绿色的薄膜.金属光泽很强.等轴晶系.成树枝状或叶片状的集合体.无解理.断口呈锯齿状.
密度8.5~8.9.硬度2.5~3.0.
富延展性,有良好的导电性和导热性.用于提炼铜和制备铜化合物.
常见于硫化铜矿床的氧化带下部,与赤铜矿、孔雀石等伴生.
Zn
原子序数30.稳定同位素64,66,67,68,70.
密度7.133g/cm3.
熔点419.4℃.沸点902℃.
氧化态+2.
银白色(发蓝).纯锌有延展性,含少量杂质则变脆.-272.1℃时形成超导体.化学性质较活泼.在空气中缓慢氧化成灰色保护性氧化膜.锌粉燃烧时生成蓝绿色火焰和氧化锌烟雾.能溶于酸、碱.在潮湿空气中生成碱式碳酸锌覆盖表面.主要矿物为闪锌矿、红锌矿、菱锌矿.
可由闪锌矿等经熔烧得氧化锌,再用焦炭等还原得粗锌,经分馏或用电解法制得纯锌.锌是人体的重要微量元素之一.大量锌用于制合金和干电池(如锌汞和银锌电池等).还用于保护镀层.
Pd
性质:第10族(ⅧB)铂族金属.原子序数46.
稳定同位素102,104,105,106,108,110.
密度12.02g/cm3(20℃).
熔点1555℃.
沸点2964℃.
氧化态+2,+3,+4.
银白色带光泽金属.具延展性,像金一样可锤打成薄片.耐腐蚀.溶于氧化性酸和熔融碱中.室温下极易吸收氢气(900倍体积).
与其他铂族元素一起存在于砂积矿床中.从铜和镍的冶炼中可提取副产铌.细分散的钯是很好的催化剂,用于氢化和去氢反应.还用于制造牙科材料、手表和外科器具等.
Ag
银Ag在地壳中的含量很少,仅占1×10-5%,在自然界中有单质的自然银存在,但主要以化合物状态产出.
纯银为银白色,
熔点960.8℃,沸点2210℃,
密度10.49克/厘米3.银是面心立方晶格,塑性良好,延展性仅次于金,但当其中含有少量砷As、锑Sb、铋Bi时,就变得很脆.
Pt
性质:一种乙烯配位化合物.因1827年丹麦药剂师蔡斯W. e. Zeise)发现得名.蔡斯盐中的[Pt·(C2H4)Cl3]-阴离子具有平面正方形的几何形状.Pt(Ⅱ)与C2H4之间的化学键为σ-π配键.蔡斯盐为柠檬黄色晶体,它的乙醇溶液与浓盐酸作用,得到橙色的二聚体,将此二聚体在70℃溶解于丙酮中与乙烯作用,生成黄色、不稳定的反式双乙烯晶体,本品可由氯铂酸钾(K2[PtCl4])与乙炔反应制驭.σ-π配键的协同作用,削弱了乙烯分子中C=C化学键,使得乙烯活化而易发生反应,因而它在有机合成上有重要意义
Au
应用多原子相互作用势能函数,对金属Au的电子结构,晶体结构及物理性质进行了系统分析.确定Au的电子结构为(3d_n)~4.65)(3d_c)~(471)(6S_c)~(1.02)(6s_f~(0.62).由这种电子结构计算的晶格常数,结合能,体弹性模量,随温度变化的膨胀数均与实验值吻合良好.这种电子结构得到了能带理论中线性严密原胞法的验证.表明金属价键理论已发展到精确和严密的阶段. 由纯金属单原子理论(OA)确定了面心立方结构(FCC)贵金属Cu、Ag、Au的电子结构依次为[Ar](3dn)5.58(3dc)4.21(4sc)0.23(4sf)0.98、[Kr](4dn)4.87(4dc)4.56(5sc)0.66(5sf)0.91、[Xe](5dn)4.20(5d.)4.90(6sc)1.57(6sf)0.33,并确定了Cu、Ag、Au的密排六方结构(HCP)和体心立方结构(BCC)两种初态特征晶体和初态液体的电子结构.根据自然态的电子结构定性解释了熔点、拉伸强度、维氏硬度、体弹性模量、电导和热导率物理性质差异与电子结构的关系,定量计算了晶格常数、结合能、势能曲线及线热膨胀系数随温度的变化.根据非自然态的电子结构,定性解释了晶体结构BCC和HCP的关系.
Hg
性质:俗称水银(因其如银似水而得名).
周期系第Ⅱ族副族(锌族)元素.
原子序数80.
稳定同位素:196,198,199,200,201,202,204.
原子量200.59.是在常温下唯一的液体金属.
银白色,易流动.
密度13.546.
熔点-38.87℃.沸点356.72℃.
化合价+1和+2.
在常温下不被空气氧化,加热时愧疚化为氧化汞.汞的蒸气有剧毒!有溶解许多金属的能力,所构成的合金统称汞齐.易溶于硝酸,也溶于热浓硫酸,但与稀硫酸、盐酸、碱都不起作用.
用于制造物理仪器(如气压计、温度计等)、药物、汞蒸气灯、汞整流器、汞齐、电极、催化剂、金与银的提取、补牙的银汞齐、农药和雷酸汞等.自然界中主要成辰砂(HgS)而存在,也有少量自然汞.可将辰砂加少许碳在空气中加热而制得.
Bi
铋性脆,富有光泽.铋在凝固时体积增大,膨胀率为3.3%.铋是逆磁性最强的金属,在磁场作用下电阻率增大而热导率降低.除汞外,铋是热导充最低的金属.铋及其合金具有热电效应.铋的硒、碲化合物具有半导体性质.室温下铋在湿空气中轻微氧化,加热到熔点时则燃烧生成三氧化二铋.铋同盐酸作用缓慢,同硫酸反应放出二氧化硫,同硝酸反应生成硝酸盐.
铋主要用途是以金属形态用于配制易熔合金,以化合物形态用于医药.前者熔点范围为47-262℃,最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的二元、三元、四元、五元合金.改变这些金属在合金中所占的百分比,就可获得一系列不同熔点和不同物理性质的合金;这些合金用于消防装置,做自动喷水器的热敏元件,锅炉和压缩空气缸的安全塞,焊料,金属热处理的熔浴介质等.铋合金具有在冷凝时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度的铸型.铋及其合金常作为铸铁、钢和铝合金的添加剂,以改善合金的切削性能.含锑11%的铋合金用于制造红外线检测计.铋锡和铋镉合金作用作硒整流器的辅助电极.利用铋在磁场作用下电阻率急剧减小的特性作制作磁力测定仪.铋锰合金可制永磁合金.铋的热中子吸收截面很小并且熔点低、沸点高,可用作核反应堆的传热介质.碲化铋广泛用于制造温差电制器元件用于太阳能电池.铋银铯合金用于制造光电放大器.硫化银铋用于制造半导体仪器.铋镉温差元件用于报警装置.
Sb
元素原子量: 121.8
原子序数: 51
元素类型: 金属
密度 6.684克/立方厘米
熔点 630.74℃. 沸点 1750℃.
原子体积:(立方厘米/摩尔) 18.23
元素在地壳中含量:(ppm) 0.2——0.5
元素在太阳中含量:(ppm) 0.001
元素在海水中含量:(ppm) 0.0003
氧化态:Main Sb+3, Sb+5 Other Sb-3
莫氏硬度: 3
声音在其中的传播速率:(m/S) 3420
电离能 8.641电子伏特.
晶体结构:为三方晶系.
锑是电和热的不良导体,在常下不易氧化,有抗腐蚀性能.因此,锑在合金中的主要作用是增加硬度,常被称为金属或合金的硬化剂.在金属中加入比例不等的锑后,金属的硬度就会加大,可以用来制造军火.锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业,是重要的战略物资.锑可用作PET生产中的缩聚催化剂.含锑合金及化合物则用途十分广泛,锑化物可阻燃,所以常应用在各式塑料和防火材料中.含锑、铅的合金耐腐蚀,是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料;锑与锡、铅、铜的合金强度高、极耐磨,是制造轴承、齿轮的好材料,高纯度锑及其它金属的复合物 (如银锑、镓锑)是生产半导体和电热装置的理想材料.锑的化合物锑白是优良的白色颜料,常用在陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产业. 随着科学技术的发展,锑现在已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药及化工等部门产品.
不好意思还不是很全面~!