第 10 族:鎳族
第 10 族包含鎳、鈀、鉑和人工合成元素鐽。它們是堅韌、有光澤的金屬,也是出色的催化劑,尤其是對涉及氫的反應。它們最常見的氧化態是 +2。
十個電子,三種排列
每個原子在稀有氣體內核之外都有十個電子,但每個天然成員的排列方式各不相同。鎳是 [Ar] 3d⁸ 4s²,鉑是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹。鈀是 [Kr] 4d¹⁰,使它成為唯一在稀有氣體內核之外沒有 s 電子的元素。
在化合物中,這些差異就淡化了。鎳和鈀大多是 +2,而鉑能形成 +2 和 +4 的化合物。三者都能在表面抓住氫分子,使其鍵變鬆,再把氫原子交給其他分子,這使它們成為如此優良的催化劑。
沿著這一族往下的趨勢
鎳在 1728 K 熔化,鈀在 1828.05 K,鉑在 2041.4 K,上升幅度比左邊的族平緩。密度從鎳的 8.908 g/cm³ 躍升到鈀的 12.023 g/cm³ 和鉑的 21.45 g/cm³。電負度從 1.91 升到 2.2 和 2.28。
較重的金屬也更「貴」(更不活潑)。鉑在空氣中不會失去光澤,只溶於熱的王水。鎳在另一方面也很特別:它像鐵和鈷一樣具有鐵磁性,而鈀和鉑則沒有。
你在哪裡會遇到第 10 族
鎳存在於不鏽鋼、可充電電池和硬幣中,不過美國那種稱為 nickel 的五分硬幣,其實有四分之三是銅。鎳催化劑把氫加到植物油上,使它更固態。鈀和鉑在催化轉化器中淨化廢氣,而鈀能吸收相當於自身體積數百倍的氫氣。鉑用於珠寶、實驗室電極,以及廣泛使用的抗癌藥物順鉑。
鐽
鐽(110)以德國城市達姆施塔特命名,1994 年首次在那裡製造出來。迄今只產生過幾個原子,所以它的性質是預測的,而非測量得到的。
第 10 族:沿族向下的性質變化
點擊欄位標題即可排序。
| 28 | 鎳 | Ni | 2 | +2, +3 | 1.91 | 163 | 1,728 K (1,454.8 °C) | 8.908 g/cm³ |
| 46 | 鈀 | Pd | 10 | +2, +3 | 2.2 | 202 | 1,828.05 K (1,554.9 °C) | 12.023 g/cm³ |
| 78 | 鉑 | Pt | 1 | +2, +4 | 2.28 | 209 | 2,041.4 K (1,768.2 °C) | 21.45 g/cm³ |
| 110 | 鐽 | Ds | 2 | — | — | — | — | — |