后过渡金属
后过渡金属是p区的金属,位于过渡金属和类金属“阶梯线”之间。本站列出了八种:铝、镓、铟、锡、铊、铅、铋和钋。它们比过渡金属更软、更弱,有时被称为贫金属。
它们在元素周期表中的位置
它们占据第13至16族:第13族的铝、镓、铟和铊,第14族的锡和铅,第15族的铋,以及第16族的钋。它们的最外层电子位于s和p轨道,如铝([Ne] 3s² 3p¹),而且从镓开始,其下方有一个全充满的d亚层。
分类方式各不相同,钋有时被称为类金属。鿭、鈇、镆和鉝(113–116)位于第7周期,在这一族的下方,预计是后过渡金属,但因为制得的原子太少,本站把它们列为未知。
性质
它们是真正的金属,有光泽,导电性好,但比过渡金属软,熔点也低。除铝(660 °C)外,它们都在约330 °C以下熔化。镓的熔点略低于30 °C,所以在你手中就会变成液体,但它直到约2400 °C才沸腾。它们的许多氧化物是两性的,既能与酸反应,也能与碱反应。铊和铅有毒,钋则具有极强的放射性。
反应与递变趋势
铝很活泼,但一接触空气就会形成一层薄而坚韧的氧化膜来保护它:4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃。它的活泼性驱动了铝热反应2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe,该反应产生的熔融铁用于焊接铁轨。
沿第13至15族向下,较重的元素越来越倾向于比族序数低二的氧化态,因为它们最外层的一对s电子不易参与成键。这种惰性电子对效应使铊最稳定的价态为+1,铅为+2,铋为+3,而铝几乎总是+3。
日常用途
铝是地壳中含量最丰富的金属,也是仅次于铁的使用最广泛的金属,用于易拉罐、铝箔、飞机和输电线。锡用来给钢罐镀层,并与铜混合制成青铜。铅用于汽车电池和X射线屏蔽,但因其有毒,已不再用于汽油和涂料。氮化镓和砷化镓用于LED,氧化铟锡使触摸屏导电,铋作为一种重金属却异常无毒,用于胃药。
本族中的元素
| 13 | 铝 | Al | 26.982 | [Ne] 3s2 3p1 | +3 | 固态 |
| 31 | 镓 | Ga | 69.723 | [Ar] 3d10 4s2 4p1 | +3 | 固态 |
| 49 | 铟 | In | 114.82 | [Kr] 4d10 5s2 5p1 | +3 | 固态 |
| 50 | 锡 | Sn | 118.71 | [Kr] 4d10 5s2 5p2 | +2, +4 | 固态 |
| 81 | 铊 | Tl | 204.38 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p1 | +1, +3 | 固态 |
| 82 | 铅 | Pb | 207.2 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 | +2, +4 | 固态 |
| 83 | 铋 | Bi | 208.98 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 | +3, +5 | 固态 |
| 84 | 钋 | Po | 209 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4 | +2, +4 | 固态 |