第 9 族:钴族
第 9 族由钴、铑、铱和人工合成的元素鿏组成。钴是一种磁性金属,存在于电池和维生素 B12 中,而铑和铱是稀有的贵重铂族金属,因耐腐蚀而备受珍视。
内核之外的九个电子
钴是 [Ar] 3d⁷ 4s²,铱是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s²,而铑把一个电子移入 d 亚层,成为 [Kr] 4d⁸ 5s¹。虽然内核之外有九个电子,但这些金属在日常化学中只用到其中少数几个。钴形成 Co²⁺ 和 Co³⁺,铑大多是 +3 价,铱是 +3 或 +4 价。
钴的化合物展现出过渡金属典型的色彩:无水氯化钴(II)是蓝色的,吸水后变成粉红色,所以它被用于湿度指示试纸。
沿族向下的变化趋势
熔点从钴的 1768 K 升到铑的 2237 K 和铱的 2719 K。密度增加了一倍多,从 8.9 g/cm³ 到 12.41 g/cm³,再到 22.56 g/cm³,这使铱成为密度第二大的元素,仅次于密度为 22.59 g/cm³ 的锇。电负性钴为 1.88,铑为 2.28,铱为 2.2。
较重的成员是已知最不活泼的金属之一。铱常被称为最耐腐蚀的金属,连能溶解金的酸混合物王水也奈何不了它。
你在哪里会遇到第 9 族
钴位于维生素 B12 的中心,用于许多锂离子电池的正极和强力磁铁,几个世纪以来还把玻璃和陶器染成深蓝色。它的名称来自 kobold,这是德国民间传说中的一种地精,矿工们把麻烦的矿石归咎于它。铑帮助催化转化器分解氮氧化物,并使白金(白色 K 金)首饰有明亮的光泽。铱用于长寿命火花塞的尖端。
恐龙的一条线索
铱在地壳中很稀少,但在许多小行星中更为常见。1980 年,科学家报告了一层约 6600 万年前的薄黏土层,富含铱,并提出一次巨大的小行星撞击终结了恐龙时代;此后这一地层已在世界各地被发现。鿏(109)以物理学家莉泽·迈特纳命名,每次只能制造出少数几个原子,所以它的性质是预测的,而不是测量的。
第 9 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 27 | 钴 | Co | 2 | +2, +3 | 1.88 | 192 | 1,768 K (1,494.8 °C) | 8.9 g/cm³ |
| 45 | 铑 | Rh | 1 | +3 | 2.28 | 195 | 2,237 K (1,963.8 °C) | 12.41 g/cm³ |
| 77 | 铱 | Ir | 2 | +3, +4 | 2.2 | 202 | 2,719 K (2,445.8 °C) | 22.56 g/cm³ |
| 109 | 鿏 | Mt | 2 | — | — | — | — | — |