第 6 族:铬族
第 6 族包含铬、钼、钨和人工合成的元素𬭳。这些金属有六个电子可用于成键,最高氧化态是 +6。钨的熔点是所有金属中最高的。
六个电子与 +6 价态
铬([Ar] 3d⁵ 4s¹)和钼([Kr] 4d⁵ 5s¹)把一个电子放在 s 轨道,五个放在 d 亚层,因为半充满的 d 亚层特别稳定。钨是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²。无论哪种情况,内核之外都有六个电子,这三种金属都能达到 +6 价,如在 CrO₃、MoO₃ 和 WO₃ 中。
铬还能形成 Cr²⁺ 和 Cr³⁺,其中 +3 价是它最稳定的状态。它的 +6 价化合物,如黄色的铬酸根(CrO₄²⁻)和橙色的重铬酸根(Cr₂O₇²⁻),是强氧化剂,并且有毒。沿族向下,+6 价变得更稳定,所以钼和钨在 +6 价时很稳定,这与第 14 族等主族相反,在那里铅更倾向于 +2 价。
沿族向下的变化趋势
熔点和密度急剧攀升。铬在 2180 K 熔化,钼在 2896 K,钨在 3695 K。密度从 7.19 g/cm³ 升到 10.28 g/cm³,再到 19.25 g/cm³,几乎与金的密度(19.3 g/cm³)完全相同。不同寻常的是,电负性也沿族向下增大,从 1.66 到 2.16 和 2.36,而在大多数主族中电负性是下降的。
你在哪里会遇到第 6 族
铬通过形成一层看不见的氧化膜,使不锈钢具有抗锈能力,它还让镀铬水龙头呈现镜面般的光泽。微量的铬使红宝石呈红色,也使许多祖母绿呈绿色,这对一个名称来自希腊语“颜色”的元素来说再合适不过。钼使管道和工具用的钢更坚固,二硫化钼是一种滑腻的润滑剂,而把空气中的氮转化为氨的细菌通常依赖一种钼酶。碳化钨用来制作钻头和锯片的尖端,钨丝则曾在旧式白炽灯泡中发光。
𬭳
𬭳(106)具有放射性,每次只能制造出少数几个原子。它在化学家格伦·西博格在世时就以他的名字命名。单原子实验表明,它形成的挥发性化合物与钼和钨的相似,但它的熔点和密度从未被测量过。
第 6 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 24 | 铬 | Cr | 1 | +2, +3, +6 | 1.66 | 189 | 2,180 K (1,906.8 °C) | 7.19 g/cm³ |
| 42 | 钼 | Mo | 1 | +6 | 2.16 | 209 | 2,896 K (2,622.8 °C) | 10.28 g/cm³ |
| 74 | 钨 | W | 2 | +6 | 2.36 | 210 | 3,695 K (3,421.8 °C) | 19.25 g/cm³ |
| 106 | 𬭳 | Sg | 2 | +3, +4, +5, +6 | — | — | — | — |