第 9 族:鈷族
第 9 族由鈷、銠、銥和人工合成元素䥑組成。鈷是一種磁性金屬,存在於電池和維生素 B12 中,而銠和銥是稀有而珍貴的鉑族金屬,因耐腐蝕而備受珍視。
內核之外的九個電子
鈷是 [Ar] 3d⁷ 4s²,銥是 [Xe] 4f¹⁴ 5d⁷ 6s²,而銠把一個電子移入 d 副層,成為 [Kr] 4d⁸ 5s¹。雖然內核之外有九個電子,這些金屬在日常化學中只用到其中幾個。鈷形成 Co²⁺ 和 Co³⁺,銠大多是 +3,銥則是 +3 或 +4。
鈷化合物展現出過渡金屬典型的色彩:無水氯化鈷(II)是藍色的,吸收水後變成粉紅色,這就是它被用於濕度指示試紙的原因。
沿著這一族往下的趨勢
熔點從鈷的 1768 K 升到銠的 2237 K 和銥的 2719 K。密度增加了一倍多,從 8.9 g/cm³ 到 12.41 g/cm³,再到 22.56 g/cm³,使銥成為密度第二大的元素,僅次於鋨的 22.59 g/cm³。電負度為:鈷 1.88,銠 2.28,銥 2.2。
較重的成員是已知最不活潑的金屬之一。銥常被稱為最耐腐蝕的金屬,連能溶解金的酸混合物王水都奈何不了它。
你在哪裡會遇到第 9 族
鈷位於維生素 B12 的中心,用於許多鋰離子電池的正極和強力磁鐵,幾個世紀以來也一直把玻璃和陶瓷染成深藍色。它的名稱來自 kobold,一種德國民間傳說中的地精,礦工把麻煩的礦石歸咎於它。銠幫助催化轉化器分解氮氧化物,並使白金首飾有明亮的光澤。銥用於長壽命火星塞的尖端。
關於恐龍的線索
銥在地殼中很稀少,但在許多小行星中較為常見。1980 年,科學家報告了一層約 6,600 萬年前、富含銥的薄黏土層,並提出一次巨大的小行星撞擊結束了恐龍時代;此後這一層已在世界各地被發現。䥑(109)以物理學家莉澤·邁特納命名,每次只製造出幾個原子,所以它的性質是預測的,而非測量得到的。
第 9 族:沿族向下的性質變化
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| 27 | 鈷 | Co | 2 | +2, +3 | 1.88 | 192 | 1,768 K (1,494.8 °C) | 8.9 g/cm³ |
| 45 | 銠 | Rh | 1 | +3 | 2.28 | 195 | 2,237 K (1,963.8 °C) | 12.41 g/cm³ |
| 77 | 銥 | Ir | 2 | +3, +4 | 2.2 | 202 | 2,719 K (2,445.8 °C) | 22.56 g/cm³ |
| 109 | 䥑 | Mt | 2 | — | — | — | — | — |