後過渡金屬
後過渡金屬是 p 區中位於過渡金屬與類金屬階梯線之間的金屬。本站列出八種:鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛、鉍和釙。它們比過渡金屬更軟、更弱,有時被稱為貧金屬。
它們在週期表上的位置
它們占據第 13 到 16 族:第 13 族的鋁、鎵、銦和鉈,第 14 族的錫和鉛,第 15 族的鉍,以及第 16 族的釙。它們的最外層電子位於 s 和 p 軌域,例如鋁([Ne] 3s² 3p¹),而從鎵開始,下面還有一個全滿的 d 次殼層。
分類方式不一,釙有時被稱為類金屬。鉨、鈇、鏌和鉝(113–116)位於這一族下方的第 7 週期,預期是後過渡金屬,但由於製造出的原子太少,本站把它們列為未知。
性質
它們是真正的金屬,閃亮且導電良好,但比過渡金屬更軟,熔點也低。除了鋁(660 °C)之外,它們全都在約 330 °C 以下熔化。鎵的熔點略低於 30 °C,所以在你手中就會變成液體,但要到約 2400 °C 才會沸騰。它們的許多氧化物是兩性的,既與酸反應也與鹼反應。鉈和鉛有毒,釙則具有極強的放射性。
反應與趨勢
鋁很活潑,但一接觸空氣就會形成一層薄而堅韌的氧化層來保護它:4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃。它的反應性推動了鋁熱反應 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe,這個反應產生熔融的鐵,用於焊接鐵軌。
沿著第 13 到 15 族往下,較重的元素越來越傾向於比族數低二的氧化態,因為它們最外層的一對 s 電子不易參與鍵結。這種惰性電子對效應使鉈以 +1 最穩定,鉛以 +2 最穩定,鉍以 +3 最穩定,而鋁則幾乎總是 +3。
日常用途
鋁是地殼中含量最豐富的金屬,也是僅次於鐵的使用最廣泛的金屬,用於罐頭、鋁箔、飛機和輸電線。錫鍍在鋼罐上,並與銅混合製成青銅。鉛用於汽車電池和 X 光屏蔽,但因其毒性,已從汽油和油漆中去除。氮化鎵和砷化鎵用於 LED,氧化銦錫使觸控螢幕具有導電性,而鉍(作為重金屬,它異常地無毒)則用於腸胃藥。
這個元素族中的元素
| 13 | 鋁 | Al | 26.982 | [Ne] 3s2 3p1 | +3 | 固態 |
| 31 | 鎵 | Ga | 69.723 | [Ar] 3d10 4s2 4p1 | +3 | 固態 |
| 49 | 銦 | In | 114.82 | [Kr] 4d10 5s2 5p1 | +3 | 固態 |
| 50 | 錫 | Sn | 118.71 | [Kr] 4d10 5s2 5p2 | +2, +4 | 固態 |
| 81 | 鉈 | Tl | 204.38 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p1 | +1, +3 | 固態 |
| 82 | 鉛 | Pb | 207.2 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 | +2, +4 | 固態 |
| 83 | 鉍 | Bi | 208.98 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 | +3, +5 | 固態 |
| 84 | 釙 | Po | 209 | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p4 | +2, +4 | 固態 |