第 7 族:錳族
第 7 族包含錳、鎝、錸和人工合成元素𨨏。每個原子在稀有氣體內核之外有七個電子,所以這一族的最高氧化態是 +7,見於深紫色的過錳酸根離子 MnO₄⁻。
七個電子,從 +2 到 +7
三個較輕的成員都以 (n−1)d⁵ ns² 結尾:錳是 [Ar] 3d⁵ 4s²,鎝是 [Kr] 4d⁵ 5s²,錸是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s²。由於有七個電子可用,它們表現出許多氧化態。錳常見的是 +2、+3、+4 和 +7:Mn²⁺ 是它最穩定的離子,二氧化錳(MnO₂)是 +4,過錳酸根是 +7。
鎝和錸偏好 +4、+6 和 +7。它們的過鎝酸根(TcO₄⁻)和過錸酸根(ReO₄⁻)離子與過錳酸根形狀相同,但氧化能力弱得多。
沿著這一族往下的趨勢
熔點和密度急遽上升。錳在 1519 K 熔化,鎝在 2430 K,錸在 3459 K,是所有元素中熔點最高的之一。密度從 7.21 g/cm³ 升到 11 g/cm³,再升到 21.02 g/cm³,幾乎是錳的三倍。電負度從錳的 1.55 升到鎝和錸的 1.9。錳本身堅硬但易碎,幾乎從不單獨使用。
你在哪裡會遇到第 7 族
大部分的錳最後用於鋼中,在其中去除硫和氧,並使金屬更堅韌。二氧化錳存在於一般的鹼性電池中,過錳酸鉀則用於處理水。植物需要錳來分解水,並在光合作用中釋放氧氣。錸用於噴射引擎渦輪葉片的鎳基超合金,也用於幫助製造高辛烷值汽油的催化劑。
中間的人造元素
鎝是沒有穩定同位素的最輕元素。1937 年,它成為第一個人工製造的元素,其名稱來自希臘文的「人造」。它的短命同位素鎝-99m 是核子醫學中最常用的示蹤劑,每年用於數千萬次掃描。錸發現於 1925 年,是最後一個被發現的穩定元素。𨨏(107)以尼爾斯·波耳命名,只從少數幾個原子得知;它曾形成一種類似錸的化合物,但其物理性質未知。
第 7 族:沿族向下的性質變化
點擊欄位標題即可排序。
| 25 | 錳 | Mn | 2 | +2, +3, +4, +7 | 1.55 | 197 | 1,519 K (1,245.8 °C) | 7.21 g/cm³ |
| 43 | 鎝 | Tc | 2 | +4, +6, +7 | 1.9 | 209 | 2,430 K (2,156.8 °C) | 11 g/cm³ |
| 75 | 錸 | Re | 2 | +4, +6, +7 | 1.9 | 217 | 3,459 K (3,185.8 °C) | 21.02 g/cm³ |
| 107 | 𨨏 | Bh | 2 | +3, +4, +5, +7 | — | — | — | — |