第 10 族:镍族
第 10 族包含镍、钯、铂和人工合成的元素𫟼。它们是坚韧、有光泽的金属,也是出色的催化剂,尤其是对涉及氢的反应。它们最常见的氧化态是 +2。
十个电子,三种排布
每个原子在稀有气体内核之外都有十个电子,但每个天然成员的排布各不相同。镍是 [Ar] 3d⁸ 4s²,铂是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹。钯是 [Kr] 4d¹⁰,使它成为稀有气体内核之外没有 s 电子的唯一元素。
在化合物中,这些差异就淡化了。镍和钯大多是 +2 价,而铂既形成 +2 价也形成 +4 价的化合物。这三种金属都能在表面抓住氢分子,使其化学键松弛,再把氢原子交给其他分子,这正是它们成为良好催化剂的原因。
沿族向下的变化趋势
镍在 1728 K 熔化,钯在 1828.05 K,铂在 2041.4 K,上升幅度比左边的族更平缓。密度从镍的 8.908 g/cm³ 跃升到钯的 12.023 g/cm³ 和铂的 21.45 g/cm³。电负性从 1.91 升到 2.2 和 2.28。
较重的金属也更“贵”(更稳定)。铂在空气中不会失去光泽,只溶于热的王水。镍在另一方面也与众不同:它像铁和钴一样具有铁磁性,而钯和铂没有。
你在哪里会遇到第 10 族
镍存在于不锈钢、可充电电池和硬币中,不过美国那种叫作“镍币”的五美分硬币其实有四分之三是铜。镍催化剂能把氢加到植物油上,使其变得更固态。钯和铂在催化转化器中净化尾气,钯能吸收相当于自身体积数百倍的氢气。铂用于珠宝、实验室电极和顺铂(一种广泛使用的抗癌药)。
𫟼
𫟼(110)以德国城市达姆施塔特命名,1994 年首次在那里制造出来。迄今只产生过少数几个原子,所以它的性质是预测的,而不是测量的。
第 10 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 28 | 镍 | Ni | 2 | +2, +3 | 1.91 | 163 | 1,728 K (1,454.8 °C) | 8.908 g/cm³ |
| 46 | 钯 | Pd | 10 | +2, +3 | 2.2 | 202 | 1,828.05 K (1,554.9 °C) | 12.023 g/cm³ |
| 78 | 铂 | Pt | 1 | +2, +4 | 2.28 | 209 | 2,041.4 K (1,768.2 °C) | 21.45 g/cm³ |
| 110 | 𫟼 | Ds | 2 | — | — | — | — | — |