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化学元素详解(5) [转贴 2009-08-28 13:28:16]   

元素序号:81

元素符号:Tl

元素名称:铊

元素原子量:204.4

元素类型:金属

发现人:克鲁克斯(Crookes) 发现年代:1861年

发现过程:
 1861年由英国克鲁克斯(Crookes)发现。

元素描述:
 {dy}电离能6.108电子伏特。稀有元素之一。银白色柔软得金属。六方密堆积晶体。熔点303.5℃,沸点1457±10℃,密度11.85克/厘米3。在空气中易失去光泽变灰暗。溶于硝酸和硫酸。不溶于碱。常温下可与卤素反应。化合价+1和+3。化合物有毒!

元素来源:
 铊的矿物很少,主要以微量存在于铁、铜、硫化物和硒化物矿中。可从这些矿物中提取。

元素用途:
 主要用于制造电子器件、低熔点合金、光学玻璃、温度计等。

元素辅助资料:
 
1861年,英国化学家克鲁克斯从事从硫酸工厂的烟道灰中提取硒的工作,用分光镜检查物料时,发现在光谱的绿色区有一条新线,断定其中含有一种新元素,把它命名为thallium(铊),来自希腊文thallos,意思是“绿枝”,元素符号是Ti。克鲁克斯最初认为这种新元素是一种非金属,和硫相似,只是后来确定它是一种金属。1862年5月1日,克鲁克斯向英国举办的国际博览会提交了提取都到的少量黑色粉末状的金属铊。而就在展览期间,法国里尔(Lille)市一位物理学教授拉密也向博览会提交了6克重的金属铊锭。于是在两位科学家之间发生了关于优先权的争论。两位科学家的论据都是尖刻而相互排除的。最终,科学界认定克鲁克斯是发现铊元素的人,拉密是{dy}个提炼出金属铊锭的人。

 铊在自然界中多与黄铁矿结合。黄铁矿是制取硫酸的原料,因此铊首先从硫酸厂的烟道灰尘和炉底的沉渣中发现和取得。铊在地壳中的分布量比较小,又很分散。它的富矿还没有发现过,只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在,因此它被列入稀有金属。

 

元素序号:82

元素符号:Pb

元素名称:铅

元素原子量:207.2

元素类型:金属

发现人: 发现年代:

发现过程:
 早在公元前三千年左右就已被人类发现。

元素描述:
 {dy}电离能7.416电子伏特。熔点327.5℃,沸点1740℃。密度11.34克/厘米3。银灰色重金属,质柔软,延性弱,展性强。空气中表面易氧化而失去光泽,变灰暗。溶于硝酸,热硫酸、有机酸和碱液。不溶于稀酸和硫酸。具有两性:既能形成高铅酸的金属盐,又能形成酸的铅盐。

元素来源:
 主要存在于方铅矿(PbS)及白铅矿(PbCO3)中,经煅烧得硫酸铅及氧化铅,再还原即得金属铅。

元素用途:
 主要用作电缆、蓄电池、铸字合金、巴氏合金、防X射线等的材料。

元素辅助资料:
 
铅在地壳中含量不大,自然界中存在很少量的xx铅。但由于含铅矿物聚集,熔点又很低(328℃),使铅在远古时代就被人们所利用了。

方铅矿(PbS)直到今天都是人们提取铅的主要来源。远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中,它首先被烧成氧化物,然后受到碳的还原,形成了金属铅。

在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在伊拉克乌尔城和其他一些城市发掘古迹所获得的材料中,不仅找到属于公元前4000年间的各种金属物件,而且有古代波斯人所用的契型文字的黏土板文件记录。这些记录说明,在公元前2350年已经从矿石中提炼出大量铁、铜、银和铅。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期,已经有了大规模铅的生产。在我国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。

我国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用,使铸件纹饰毕露。

不过,古代人对铅和锡的分别并不是十分明确。罗马人称铅为黑铅,称锡为白铅,以致后来它的元素符号定为Pb。

中外古炼金家和炼丹家们对铅和铅的一些化合物进行了实验,例如在魏伯阳所著的《周易参同契》中说:“胡粉投火中,色坏还为铅。”用今天的化学方程式表示就是:

Pb3O4 + 2C ——→ 3Pb + 2CO2↑

直到16世纪以前,在用石墨制造铅笔以前,在欧洲,从希腊,罗马时代起,人们就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字,这正是今天“铅笔”这一名称的来源。到中世纪,在富产铅的美国,一些房屋,特别是教堂,屋顶是用铅版建造,因为铅具有化学惰性,耐腐蚀。最初制造硫酸使用的铅室法也是利用铅的这一特性。

 铅的元素符号Pb是来自拉丁名称plumbum 。

 

元素序号:83

元素符号:Bi

元素名称:铋

元素原子量:209.0

元素类型:金属

发现人:日夫鲁瓦(Geoffroy) 发现年代:1757年

发现过程:
 1737年赫罗特(Hellot)用火法分析钴矿时曾获得一小块样品,但不知何物。1757年法国人日夫鲁瓦(Geoffroy)经分析研究,确定为新元素。

元素描述:
 {dy}电离能7.289电子伏特。密度9.8克/厘米3。熔点271.4℃,沸点1560±5℃。银白色或微红色而由金属光泽的晶体。化合价+1、+3和+5。常温时,在空气中稳定;赤热时,即燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成三氧化二铋。加热时能与溴、碘化合;铋粉在氯气内着火。溶于王水和浓硝酸。不溶于非氧化性酸;即使浓硫酸和浓盐酸,也只是在共热时才稍有反应。不溶于水。

元素来源:
 铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。由矿物经煅烧后成三氧化二铋,再与碳共热还原而获得。

元素用途:
 主要用于制造低熔点合金(熔点在45℃以上,100℃以下),在消防和电气工业上,用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。

元素辅助资料:
 
铋在地壳中含量是不大的,但是它在自然界中有单质状态存在。铋在自然界中有硫化物的辉铋矿(Bi2S3)和氧化物氧化铋(Bi2O3),或称铋黄土,是由辉铋矿和其他含铋的硫化物氧化后形成的。由于铋的熔点低,因此用炭等可以将它从它的xx矿石中还原出来。所以铋早被古代人们取得,但由于铋性脆而硬,缺乏延展性,因而古代人们得到它后,没有找到它的应用,只是把它留在合金中。

 铋是由阿格里科拉首先明确它是一种金属的。铋的拉丁名称bismuthum和元素符号来自德文weisse masse(白色物质),但是金属铋并非银白色,而是粉红色。

 由于铋的熔点低(271℃),很早就被用来制作易熔合金。含铋的易熔合金被广泛应用于防火、防电设备以及一些蒸汽锅炉的安全塞上,一旦发生火灾时,一些水管的活塞会“自动”熔化,喷出水来。

 

元素序号:84

元素符号:Po

元素名称:钋

元素原子量:[210]

元素类型:金属

发现人:玛丽·居里(Marie Curie)、皮尔·居里(Pierre Curie) 发现年代:1898年

发现过程:
 1898年由玛丽·居里(Marie Curie)和皮尔·居里(Pierre Curie)在沥青铀矿中发现。

元素描述:
 密度9.4克/厘米3。熔点254℃,沸点962℃。所有钋的同位素都是放射性的。已知有两种同位素异形体:α-Po为单正方体;β-Po为单菱形体。在约36℃时,发生α-Po转化为β-Po的相变。金属、质软。物理性质似铊、铅、铋。化学性质近似碲。溶于稀矿酸和稀氢氧化钾。钋的化合物易于水解并还原。化合价已有+2和+4价,也有+6价存在。钋是世界上最稀有的元素。

元素来源:
 可由人工合成或由氯化钋用锌还原获得。

元素用途:
 它与铍混合可作为中子源;也用作静电xx剂。

元素辅助资料:
 
19世纪末,人们发现了铀的放射性衰变特性,并且认为放射性是铀元素所特有的性质。而当时在法国工作的波兰化学家居里夫人在测试收集到的矿物放射性时,发现沥青铀矿和辉铜矿的放射性比纯粹的铀的放射性更强烈。她经过细心重复地检验实验结果,都出了这些矿物中含有一种比铀的放射性强得多的元素。居里先生注意到了妻子的研究的重要性,就决定暂时停止自己在物质结晶方面的研究,同妻子共同寻找这个新元素。经过艰苦的工作,他们从巨量的矿石中分离出了这种放射性很强的新元素并了解了这种新元素的特性与铋相近。居里夫人为了纪念自己的祖国波兰,就提议叫这种新元素为polonium(钋)。

 钋在沥青铀矿中的含量仅仅是一亿分之一,用一般的化学方法收集它是极其艰巨的任务

 

元素序号:85

元素符号:At

元素名称:砹

元素原子量:[210]

元素类型:非金属

发现人:考尔森(D.R.Corson)、麦肯齐(K.R.Mackenzie)和西格雷(E.G.Segre) 发现年代:1940年

发现过程:
 1940年,由美国人考尔森(D.R.Corson)、麦肯齐(K.R.Mackenzie)和西格雷(E.G.Segre),在美国加利福尼亚大学,用α粒子轰击铋获得砹。

 

元素序号:86

元素符号:Rn

元素名称:氡

元素原子量:[222]

元素类型:非金属

发现人:多恩(F.E.Dorn) 发现年代:1900年

发现过程:
 1900年由德国人多恩(F.E.Dorn)在铀制品中发现。

元素描述:
 {dy}电离能10.748电子伏特。无色气体。密度9.73克/升。熔点-71℃,沸点-61.8℃。易被吸附在活性碳、硅胶和其他吸附剂上,从而可从气体杂质中分离出来;加热到约350℃,又可从活性碳上脱附。溶于水。

元素来源:
 由镭、钍等放射性元素蜕变而获得。

元素用途:
 由于氡具有放射性,衰变后成为放射性钋和α粒子,因此可供医疗用。用于癌症的放射xx;用充满氡气的金针插进生病的组织,可杀死癌细胞。

元素辅助资料:
 
物理学和化学家们在研究物质的放射性时发现,放射物质周围的空气也会变得具有放射性。

19世纪末,科学家们发现了钍不断放出一种气态的放射性物质,并确定它是化学惰性的,并且具有较高的原子量。由于来自于钍,就称它为钍射气,符号为ThEm。1918年德国化学家施密特按惰性气体氩、氖等命名方式,称它为thoron,元素符号定为Tn,正式承认它是一种元素。1900年德国物理学家多恩同样发现了镭射气radium emantion,符号为RaEM。1918年,施密特又把它改称radon,元素符号定为Rn。另外在1903年,还发现一种锕射气actinium emantion, AcEm;以及一种惰性气体niton。后来人们发现钍射气是氡220,锕射气是氡219,niton是氡222。

氡是地壳中放射性铀、镭和钍的蜕变产物,是一种惰性气体,因此地壳中含有放射性元素的岩石总是不断的向四周扩散氡气,使空气中和地下水中多多少少含有一些氡气。强烈地震前,地应力活动加强,氡气不仅运移增强,含量也会发生异常变化,如果地下含水层的地应力作用下发生形变,就会加速地下水的运动,增强氡气的扩散作用,引起氡气含量的增加,所以测定地下水中氡气的含量增加可以作为一种地震前兆。

 由于氡是一种放射性元素,如果长期呼吸高浓度氡气,将会造成上呼吸道和肺伤害,甚至引发肺癌。氡为19种致癌物质之一。

元素描述:
 是一种极不稳定的元素,约有25个同位素,其中要数210At半衰期最长,只有8.3小时。金属性质较本族其他元素强。易挥发,能溶于xxxx等有机溶剂中。与银化合生成难溶解的AgAt。性质似碘,但比碘较难还原、易氧化。

元素来源:
 在地壳中砹的总量少于一英两。它多是xx放射性元素的蜕变产物。可用氦原子核撞击铋原子获得。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
砹、钫是门捷列夫曾经指出的类碘和类铯,是莫斯莱所确定的原子序数为85、87的元素。它们的发现经历了弯曲的道路。

刚开始,化学家们根据门捷列夫的推断——类碘是一个卤素,类铯是一个碱金属元素,都是成盐的元素,就尝试从各种盐类里去寻找它们,但是一无所获。

1925年7月英国化学家费里恩德特地选定了炎热的夏天去死海,寻找它们。但是,经过辛劳的化学分析和光谱分析后,却丝毫没有发现这两个元素。

后来又有不少化学家尝试利用光谱技术以及利用原子量作为突破口去找这个元素,但都没有成功。

1930年,美国阿拉巴马州工艺学院物理学教授阿立生宣布,在稀有的碱金属矿铯镏石和鳞云母中用磁光分析法,发现了87号元素。元素符号定为Vi。一年后,他用同样的方法在王水和独居石作用的萃取液中,发现了85号元素。元素符号定为Ab。可是不久,磁光分析法本身被否定了,利用它发现的元素也就不可能成立。

 1940年,由美国的考尔森、麦肯齐和西格雷,在美国加利福尼亚大学,用α粒子轰击铋获得85号元素。85号元素被命名为astatine,拉丁文名称是astatium,元素符号为At。

 

元素序号:87

元素符号:Fr

元素名称:钫

元素原子量:[223]

元素类型:金属

发现人:佩里(Marguerite Perey) 发现年代:1939年

发现过程:
 1939年,由法国科学家佩里(Marguerite Perey)在锕xx的产物里发现。

元素描述:
 具有放射性。由于核不稳定,223Fr的半衰期最长仅有21分钟。其化学性质只能在痕量范围内研究。是最重的碱金属元素。盐类都是水溶性的。

元素来源:
 

元素用途:
 钫与铯载体一起用高氯酸盐、氯铂酸盐或钨硅酸盐阴离子进行共沉淀,是分离痕量钫的有效方法。

元素辅助资料:
 
砹、钫是门捷列夫曾经指出的类碘和类铯,是莫斯莱所确定的原子序数为85、87的元素。它们的发现经历了弯曲的道路。

刚开始,化学家们根据门捷列夫的推断——类碘是一个卤素,类铯是一个碱金属元素,都是成盐的元素,就尝试从各种盐类里去寻找它们,但是一无所获。

1925年7月英国化学家费里恩德特地选定了炎热的夏天去死海,寻找它们。但是,经过辛劳的化学分析和光谱分析后,却丝毫没有发现这两个元素。

后来又有不少化学家尝试利用光谱技术以及利用原子量作为突破口去找这个元素,但都没有成功。

1930年,美国阿拉巴马州工艺学院物理学教授阿立生宣布,在稀有的碱金属矿铯镏石和鳞云母中用磁光分析法,发现了87号元素。元素符号定为Vi。一年后,他用同样的方法在王水和独居石作用的萃取液中,发现了85号元素。元素符号定为Ab。可是不久,磁光分析法本身被否定了,利用它发现的元素也就不可能成立。

 到1939年,法国女科学家彼丽在锕的同位素227Ac的α衰变产物中发现了87号元素,并对它进行研究。为了纪念她的祖国,把87号元素称为francium,元素符号为Fr。

 

元素序号:88

元素符号:Ra

元素名称:镭

元素原子量:[226]

元素类型:金属

发现人:玛丽·居里(Marie Curie)和皮尔·居里(Pierre Curie) 发现年代:1898年

发现过程:
 1898年,由玛丽·居里(Marie Curie)和皮尔·居里(Pierre Curie)发现。1910年,居里夫人和德比恩电解纯的氯化镭溶液,用汞作阴极,先得镭汞齐,然后蒸馏去汞,获得金属镭。

元素描述:
 密度6.0克/厘米3(20℃)。熔点700℃,沸点约1140℃。银白色有光泽的软金属。在空气中不稳定,易与空气中氮和氧化合。与水作用放出氢气,生成氢氧化镭Ra(OH)2。溶于稀酸。化学性质与钡十分相似;所有镭盐与相应的钡盐是同晶型的。镭能生成仅微溶于水的硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、碘酸盐;镭的氯化物、溴化物、氢氧化物溶于水。已知镭有13种同位素,226Ra半衰期最长,为1622年。

元素来源:
 存在于多种矿石和矿泉中,但含量极稀少,较多的来源于沥青铀矿中。在处理沥青铀矿提取铀时,镭经常与钡一起在不溶于酸的残渣中以硫酸盐形式回收,提纯获得。

元素用途:
 镭能放射出α和γ两种射线,并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和xx。因此,常用来xx癌症等。此外,镭盐与铍粉的混合制剂,可作中子放射源,用来探测石油资源、岩石组成等。

元素辅助资料:
 
居里夫妇在发现钋后不久,又有另一个惊人的结果。他们从铀矿中分离出富集钋的铋的化合物后,又分离出具有强烈放射性的钡的化合物。他们相信这种矿物中还含有和钡同时分离出来的第二种未知的放射性元素。他们的合作者贝蒙成功地研究了这个未知的放射性元素。在1898年12月,巴黎科学院发表了他们和贝蒙合作的报告:“……上述理由使我们相信,这种放射性的新物质里含有一种新元素,我们提议叫它镭。……”

镭的拉丁名称radium是从拉丁文“射线”(radius)一词而来,它的元素符号定为Ra。

 镭在沥青铀矿中含量很小,不过一千万分之一或一千万分之三,要分离出它,就要大量的沥青铀矿。1898年至1902年间,在简陋的实验室里艰苦顽强地分析了巨大量(一吨)的矿渣,终于在1902年提炼出0.1克金属镭,并初步测定了它的原子量。

 

元素序号:89

元素符号:Ac

元素名称:锕

元素原子量:[227]

元素类型:金属

发现人: 发现年代:

发现过程:
 1899年由德比尔纳(A.Debierne)从铀渣中发现。

元素描述:
 放射性元素,227Ac半衰期为22年,系β放射体。曾发现锕的其他6种放射性同位素,半衰期为10天至1分钟。锕的碱性大于镧,是+3价离子中碱性最强者。除+3价外,没有任何其他原子价状态。化合物有氢氧化合物、氟化物、草酸盐、碳酸盐、磷酸盐等。要分离出可见的量是很困难的,是第二最稀有的元素。

元素来源:
 锕的化合物都可以用形成相应的镧的化合物的方法来制备,化合物是在细玻璃或石英毛细管中制备的,用升华法将反应产物加以分离。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
1899年,与居里夫人共同研究物质放射性的巴黎大学化学教授德比尔恩从沥青青铀矿中分离出镭和钋后,在稀土元素的残渣中发现仍有微弱的放射性。这就说明其中还有一种新的放射性元素存在。他把它命名为actinium,来自希腊文aktis(放射),元素符号是Ac。

 镭,钋、锕、镤以及氡都是放射的产物,锕在铀矿中的含量少于镭和钋,而它的放射性也小于它们,这就注定它在镭和钋后才被发现。

 

元素序号:90

元素符号:Th

元素名称:钍

元素原子量:232.0

元素类型:金属

发现人:贝齐利乌斯(J.J.Berzelius) 发现年代:1828年

发现过程:
 1828年由贝齐利乌斯(J.J.Berzelius)发现的。

元素描述:
 密度11.7克/厘米3。熔点约1750℃,沸点约4000℃。在1400℃以下原子排列成面心立方晶体;当加热达到此温度时,便改为体心立方晶体。银白色金属,长期暴露在大气中渐变为灰色。质较软,可锻造。不溶于稀酸和氢氟酸,但溶于发烟的盐酸、硫酸和王水中。硝酸能使钍纯化。苛性碱对它无作用。高温时可与卤素、硫、氮作用。放射性元素,半衰期约为1.4×1010年。所有钍盐都显示出+4价。在化学性质上与锆、铪相似。

元素来源:
 在地球上的储量几乎同铅一样丰富;主要的矿石是独居石、磷铈钍矿。金属钍可用钙还原二氧化钍,或用四氯化钍在氯化钠和氯化钾的熔融混合物中电解而制得。

元素用途:
 用来制造合金,提高金属强度;和煤气灯的白热纱罩。钍在核反应中可以转化为原子燃料铀-233;所储藏的能量,比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多许多,是一种极有前途的能源。

元素辅助资料:
 
1815年,贝齐里乌斯从事分析瑞典法龙(Fahlum)地方出产的一种矿石,发现一种新金属氧化物和锆的氧化物很相似。他用古代北欧雷神Thor命名这一新金属为throine(钍),给出它的拉丁名称 thorium和元素符号Th。由于贝齐里乌斯是当时化学界的xx,所以化学家们都承认了它。可是,贝齐里乌斯在10年后发表文章说,那个称为thorine的新金属不是新的,含它的矿石只是钇的磷酸盐。他自己撤销了对钍的发现。

到1828年,贝齐里乌斯分析了另一种矿石,是由挪威南部勒峰(L?v?n)岛上所产的黑色花岗石中找到的,发现其中有一种当时未知的元素,仍用thorine命名它。现在明确,这种矿石的主要成分是硅酸钍ThSiO4。因此钍是先被命名后被发现的。

钍在元素周期表中属于锕系,列入稀土元素族中。钍的氧化物和其他稀土元素的氧化物一样,很难还原,虽然贝齐里乌斯曾利用金属钾和氟化钍钾作用,获得不纯的金属钍。

K2ThF6 + 4K → 6KF + Th

 只要后来用电解的方法才获得较纯的钍。

 

元素序号:91

元素符号:Pa

元素名称:镤

元素原子量:231.0

元素类型:金属

发现人:索地(F.Soddy)和克兰斯顿(J.A.Cranston) 发现年代:1917年

发现过程:
 1917年由索地(F.Soddy)和克兰斯顿(J.A.Cranston),哈恩(O.Hahn)和迈特纳(L.Meitner)分别独自发现。直到1927年,格罗斯(A.V.Grosse)才分离出2毫克可见量的镤。

元素描述:
 密度15.37克/厘米3。熔点小于1600℃,具有放射性。已知同位素中,231Pa寿命最长,发射α粒子,半衰期约为3.4×104。233Pa,发射β和γ射线,半衰期为27天。其他几种同位素226Pa、237Pa等,都较"短命"。灰白色金属,有延展性能,硬度似铀。空气中稳定,晶格属正方系。化学性质与钽相似。常显示+4价和+5价。镤是第三罕有元素。它在放射衰变过程中产生锕,是锕的"祖先"。

元素来源:
 可用四氟化镤等用钡还原而制得。也可用酮和醇从铀精炼厂残余物中分离、萃取。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
 1900年,克鲁克斯在提取铀矿中的铀时,发现了一种新的放射性元素,称它为铀X。到1913年,波兰出生的美籍化学家法江斯和他的助手戈林证实铀X是两种组分的混合物,并分别命名为铀X1和铀X2。后来铀X被称为铀X1。此后科学家们还发现了一系列类似的放射性物质。直到1917年间,索迪和克兰斯顿从沥青铀矿中的残渣中发现一放射性元素,因性质和钽相似,被命名为类钽Ekatantalum。同年,哈恩和迈特纳也从同一矿中发现了一种放射性元素,命名为protoactionium。元素符号定为Pa。

后来证实铀X2是镤234,类钽以及protoactionium都是镤231。1927年,德国化学家格罗斯首先分离出镤的5价化合物。

 

元素序号:92

元素符号:U

元素名称:铀

元素原子量:238.0

元素类型:金属

发现人:克拉普罗特(M.H.Klaproth) 发现年代:1789年

发现过程:
 1789年,由克拉普罗特(M.H.Klaproth)从沥青铀矿中分离出。1841年,佩利戈特(E.M.Peligot)指出,克拉普罗特分离出的"铀",实际上二氧化铀。他用钾还原四氯化铀,成功地获得了金属铀。1896年有人发现了铀的放射性衰变。1939年,哈恩(O.Hahn)和斯特拉斯曼(F.Strassmann)发现了铀的核xx现象。自此以后,铀便变得声价百倍。

元素描述:
 密度19.05±0.02克/厘米3。熔点1132℃,沸点3818℃。共有三种结晶变体:斜方晶体、四方晶体、体心立方体。铀是银白色活泼的金属,可延展、锻造,能和所有的非金属作用(惰性气体除外)。和许多金属作用,生成金属间化合物。空气中易氧化,生成一层发暗的氧化膜,能与酸作用,与苛性碱无作用,但加入过氧化物就生成水溶性的过铀酸盐。铀在自然界中常以三种同位素234U、235U、238U混合体存在于铀矿中。少量存在于独居石等稀土矿石中。238U的半衰期为45亿年。

元素来源:
 可用电解法、分解法、还原法等从铀矿中制得。

元素用途:
 纯金属铀主要用做原子堆"燃料",少量用于电子管制造业中的除氧剂和惰性气体提纯(除氧、氢)。

元素辅助资料:
 
200年前发现的一种普通的金属元素居然会成为今天核动力和核武器的原料。就是在20世纪40年代以前,这种普通的金属一直被看作是没有什么用处的东西,这就是铀。铀通常被人们认为是一种稀有金属,尽管铀在地壳中的含量很高,比汞、铋、银要多得多,但由于提取铀的难度较大,所以它注定了要比汞这些元素发现的晚得多。尽管铀在地壳中分布广泛,但是只有沥青铀矿和钾钒铀矿两种常见的矿床。人们认识铀正是从这两种矿石开始。

 1976年8月德国化学家克拉普罗特发表分析研究沥青铀矿的报告。发现一种新金属,就用1781年新发现的一个行星——天王星命名它为uranium,元素符号定为U。

 

元素序号:93

元素符号:Np

元素名称:镎

元素原子量:[237]

元素类型:金属

发现人:麦克米伦(E.M.McMillan)、艾贝尔森(P.H.Abelson) 发现年代:1940年

发现过程:
 1940年,由麦克米伦(E.M.McMillan)和艾贝尔森(P.H.Abelson)用中子轰击铀获得半衰期为2.3天的239Np。

元素描述:
 密度18.0~20.45克/厘米3。熔点640℃,沸点3902℃。银白色金属。空气中缓慢地被氧化。化学性质与铀相似,溶于盐酸。在水溶液中显示出五种氧化态:Np3+(淡紫色)、Np4+(黄绿色)、NpO2+(绿蓝色)、NpO22+(粉红色)。在50℃可与氢作用生成氢化物。镎在自然界中几乎不存在,这是因为237Np的半衰期是2.2×106年,比地壳形成的年龄少三个数量级。只有在铀矿中存在极微量,这是由铀衰变后的游荡中子产生的。同位素239Np半衰期仅2.35天。

元素来源:
 由NpF3或NpF4用金属钡蒸气在1200℃还原而制得。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
 化学家们寻找93号元素的工作在20世纪20年代里就已经开始了。当时这个元素按预定被放置在第Ⅶ族,属于锰副族。所以曾经有科学家企图从软锰矿中发现这一元素,但没有成功。今天的93号元素镎被列在锕系元素中。

由于核xx产生许多碎片,不少自然界不存在的元素从这些碎片中陆续被发现,还有许多已知元素的同位素也从这些碎片中找到。它成了一个元素的“聚宝盆”。

镎就是从这个“聚宝盆”中发现的。1939年春,美国物理学家麦克米伦在分析铀xx产物时发现了痕量半衰期为2.3天和辐射很强的放射性物质。他请化学家艾贝尔森帮助分析,确定了它就是93号元素。它的化学性质不与铼相似,而与铀、钍相似。他们用海王星的名字(Neptune)来命名它为neptunium,元素符号定为Np。

 镎的发现突破了古典元素周期表的界限,为铀后元素,或称超铀元素中其他元素的发现闯开了道路,为奠定现代元素周期系和建立锕系元素奠定了基础。它是{dy}个被发现的人工合成的超铀元素。

 

元素序号:94

元素符号:Pu

元素名称:钚

元素原子量:[244]

元素类型:金属

发现人:西博格(G.T.Seaporg)、麦克米伦(E.M.McMillan)、沃尔(A.C.Wanl)和肯尼迪(J.Kcn 发现年代:1940年末和1941年初

发现过程:
 1940年末和1941年初,由美国西博格(G.T.Seaporg)、麦克米伦(E.M.McMillan)、沃尔(A.C.Wanl)和肯尼迪(J.Kcnncdy)在回旋加速器实验中发现的。

元素描述:
 {dy}电离能5.8电子伏特。银白色。在超铀元素中是活泼的金属。有单斜晶型(钚α和钚β)、斜方晶型(钚γ)、面心立方晶型(钚δ)、体心四方晶型(钚δ')、体心立方晶型(钚ε)。熔点不一样,钚ε为639.5℃。溶于盐酸,不溶于硝酸和浓硫酸。室温情况下能被空气氧化。粉末状钚能在空气中自燃。能与卤素和氢作用,生成三卤化合物和氢化物。最重要的同位素239Pu,半衰期24390年。另一同位素238Pu,半衰期为87.8年。

元素来源:
 自然界中仅铀矿中含有痕量。可用钡蒸气还原三氟化钚而制得。

元素用途:
 可作为核燃料和核武器的xx剂。

元素辅助资料:
 
 紧接在镎后面的第二个超铀元素是94号元素,于是科学家们就用太阳系中紧挨着海王星外面的冥王星(pluto)来命名它为plutonium,元素符号是Pu。。

在1940年末至1941年初,美国化学家西博格领导的小组(麦克米伦、沃尔和肯尼迪等)发现钚的同位素钚238。已知钚的同位素中寿命最长的是钚244,半衰期是8.2×107年。

金属钚是银白色的,与氧气、水蒸气和酸作用,但不与碱反应。它和铀一样用于核燃料和核武器。现在已经可以获得成吨的钚。

 1945年,西博格比较了镎和钚,认为它们与铀的性质相似,同时又与稀土元素中钐相似,在1945年发表了他编排的元素周期表,建立了与镧系元素相同的锕系元素,把它们一起放置在元素周期表的下方,成为今天形式的元素周期表,并留下94号元素以后一系列的空位留待发现。

 

元素序号:94

元素符号:Pu

元素名称:钚

元素原子量:[244]

元素类型:金属

发现人:西博格(G.T.Seaporg)、麦克米伦(E.M.McMillan)、沃尔(A.C.Wanl)和肯尼迪(J.Kcn 发现年代:1940年末和1941年初

发现过程:
 1940年末和1941年初,由美国西博格(G.T.Seaporg)、麦克米伦(E.M.McMillan)、沃尔(A.C.Wanl)和肯尼迪(J.Kcnncdy)在回旋加速器实验中发现的。

元素描述:
 {dy}电离能5.8电子伏特。银白色。在超铀元素中是活泼的金属。有单斜晶型(钚α和钚β)、斜方晶型(钚γ)、面心立方晶型(钚δ)、体心四方晶型(钚δ')、体心立方晶型(钚ε)。熔点不一样,钚ε为639.5℃。溶于盐酸,不溶于硝酸和浓硫酸。室温情况下能被空气氧化。粉末状钚能在空气中自燃。能与卤素和氢作用,生成三卤化合物和氢化物。最重要的同位素239Pu,半衰期24390年。另一同位素238Pu,半衰期为87.8年。

元素来源:
 自然界中仅铀矿中含有痕量。可用钡蒸气还原三氟化钚而制得。

元素用途:
 可作为核燃料和核武器的xx剂。

元素辅助资料:
 
 紧接在镎后面的第二个超铀元素是94号元素,于是科学家们就用太阳系中紧挨着海王星外面的冥王星(pluto)来命名它为plutonium,元素符号是Pu。。

在1940年末至1941年初,美国化学家西博格领导的小组(麦克米伦、沃尔和肯尼迪等)发现钚的同位素钚238。已知钚的同位素中寿命最长的是钚244,半衰期是8.2×107年。

金属钚是银白色的,与氧气、水蒸气和酸作用,但不与碱反应。它和铀一样用于核燃料和核武器。现在已经可以获得成吨的钚。

 1945年,西博格比较了镎和钚,认为它们与铀的性质相似,同时又与稀土元素中钐相似,在1945年发表了他编排的元素周期表,建立了与镧系元素相同的锕系元素,把它们一起放置在元素周期表的下方,成为今天形式的元素周期表,并留下94号元素以后一系列的空位留待发现。

 

元素序号:95

元素符号:Am

元素名称:镅

元素原子量:[243]

元素类型:金属

发现人:西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan) 发现年代:1944年

发现过程:
 1944年,由美国西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和摩根(L.O.Morgan)在被一个反应堆辐射过的钚中发现的。

元素描述:
 熔点994±4℃,沸点2607℃,密度11.7克/厘米3。六方型银白色金属,有光泽;延展性较铀和镎为好。空气中逐渐变暗。溶于稀酸。在稀硫酸或稀硝酸溶液中,可被过二硫酸盐氧化为AmO22+盐,溶液呈深黄色。镅以+3价为最稳定,但同时也有+4,+6价化合物。有氧化物、氢氧化物、氟化物和氯化物等。同位素243Am半衰期为7.95×103年;另一种同位素241Am半衰期为458年。

元素来源:
 在1000~1200℃用钡还原三氟化镅而制得。

元素用途:
 常做为同位素测厚仪和同位素X荧光仪等的放射源。

元素辅助资料:
 
原子序数为95号元素,也就是第三个超铀元素,是在1944年底被美国加利福尼亚大学核物理学、化学家西博格和他的同事们——詹姆斯、摩根和吉奥索等人首先完成的。他们用美洲一词(America)命名这一新元素为americium,元素符号为Am。

 镅首先合成的是镅241,是用中子轰击钚239产生的。

 

元素序号:96

元素符号:Cm

元素名称:锔

元素原子量:[247]

元素类型:金属

发现人:西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和吉奥索(A.Ghiorso) 发现年代:1944年

发现过程:
 1944年由西博格(G.T.Seaporg)、詹姆斯(R.A.Jamse)和吉奥索(A.Ghiorso)用人工方法合成制得。1947年,维尔纳(L.B.Werner)和珀尔曼(I.Perlman)用中子照射241Am制得较重要的242Cm。

元素描述:
 密度为13.5克/厘米3。室温下为双一六方密堆积;较高温度时为面心立方结构。熔点为1340±40℃。银白色金属。在空气中银白色金属光泽会变暗。易溶于普通的无机酸中,多是三价化合物。化学性质与稀土元素极相似,有多种同位素。主要的有242Cm、244Cm、247Cm、248Cm等。

元素来源:
 锔在地球上没有单质或化合物矿藏存在,只能人工来合成。

元素用途:
 因锔是放射性金属,辐射能量很大。常用做人造卫星和宇宙飞船中用来不断提供热量的热源。

元素辅助资料:
 1944年,也就是发现镅的同一时期里,西博格和他的同事们用高能量α粒子轰击钚的同位素钚-239,得到96号元素。为了纪念居里夫妇,就命名这个元素为curium,元素符号定为Cm。

 

元素序号:97

元素符号:Bk

元素名称:锫

元素原子量:[247]

元素类型:金属

发现人: 发现年代:

发现过程:
 由美国的汤普森(S.G.Thompson)、西博格(G.T.Seaborg)等人发现。

元素描述:
 化学性质活泼。有3价和4价化合物。锫在水溶液中可被象溴酸盐或4价铈离子一类强氧化剂氧化到+4价。这可解释为5f壳层中第八个电子很容易失去,达到7个5f电子的半满壳层时较稳定。锫有九种同位素,243Bk~251Bk,半衰期从1小时到1949年。锫的发现具有特殊意义,这对许多较重元素的发现提供了有效的方法。

元素来源:
 锫在地壳中不存在,因为没有稳定的同位素。在回旋加速器中用加速的氦核轰击镅-241而获得。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 在合成95、96号元素后,经过5年的准备工作,西博格领导的小组在1949年末用高能α粒子轰击镅-241,得到97号元素。他们用这个元素的出生地——加利福尼亚大学所在地伯克利(Berkeley)城命名它为berkelium,元素符号定为Bk。

 

元素序号:98

元素符号:Cf

元素名称:锎

元素原子量:[251]

元素类型:金属

发现人:汤普森(S.G.Thompson)、小斯特里特(K.Street Jr.)、乔索(A.Chiorso)和西博格(G 发现年代:1950年

发现过程:
 1950年,美国的汤普森(S.G.Thompson)、小斯特里特(K.Street Jr.)、乔索(A.Chiorso)和西博格(G.T.Seaporg)发现。用回旋加速器加速的氦离子轰击242Cm,几乎和锫同时发现。

元素描述:
 熔点900℃。金属锎十分容易挥发,在1100~1200℃范围中能蒸馏出来。化学性质活泼,与其他+3价锕系元素相似。有水溶性的硝酸盐、硫酸盐、氯化物和过氯酸盐;它的氟化物、草酸盐、氢氧化物在水溶液中沉淀。利用耙子同位素和轰击粒子的种种组合,已发现了几种锎的同位素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半衰期为900年;249Cf半衰期为360年;252Cf半衰期为2.64年;254Cf半衰期为64天。

元素来源:
 锎在地壳中并不存在,因为它的核不稳定。直到1975年,全世界才大约有1克的锎。

元素用途:
 可用作高通量的中子源。

元素辅助资料:
 
接着在锫合成后第二年,也就是1950年,西博格等人用高能量α粒子轰击锔-242获得了98号元素,命名为californium,元素符号定为Cf,以纪念这一元素的发现地——美国的加利福尼亚州(Califorinia)。

 西博格和麦克米伦因在合成镎、镅、锔、锫、锎等元素中作出贡献而共同获1951年诺贝尔化学奖,成为发现化学元素而获诺贝尔化学奖的第四和第五人。

 

元素序号:99

元素符号:Es

元素名称:锿

元素原子量:[252]

元素类型:金属

发现人:洛斯-阿拉莫斯(Los.Alamos)、阿贡(Argonne)和加利福尼亚大学实验室的科学家们 发现年代:1952年

发现过程:
 1952年,由美国的洛斯-阿拉莫斯(Los.Alamos)、阿贡(Argonne)和加利福尼亚大学实验室的科学家们,从太平洋的安尼维托克岛所试验的一次核爆xxxx)中的碎片中发现的。

元素描述:
 熔点860℃。化学性质较活泼,极易挥发。在水溶液中主要以3+价存在(绿色)。已发现的锿的同位素从243到255,半衰期从约20秒到400天。254Es最稳定。

元素来源:
 xx不存在,在核子反应炉中制造。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
在1950-1951年间,国外科学杂志中就出现报道,发现了99号元素。文章的作者叙述这种元素是用碳原子核照射镎获得的,并分别命名为 anythenium,这是为纪念希腊的首都雅典,元素符号是An。但是,它没有得到更多的证实和承认。

1952年11月1日,美国在太平洋中的安尼维托克岛(Eniwetok)上空试验爆炸了一颗氢弹,在从爆炸地点仔细地收集了几百公斤土壤中发现99号元素的同位素。

 在1955年8月,在瑞士日内瓦召开的和平利用原子能国际科学技术会议中,根据人工合成这个新元素者们的建议,将99号元素命名为 einsteninium,以纪念20世纪中在原子和原子核科学中作出{zy1}贡献的xx物理学家爱因斯坦。99号元素符号定为E,在1957年国际纯粹和应用化学联合会的无机化学命名委员会在巴黎集会时改为Es。

 

元素序号:100

元素符号:Fm

元素名称:镄

元素原子量:[257]

元素类型:金属

发现人: 发现年代:

发现过程:
 它和锿一样,1952年从氢弹爆炸的残骸物中分析出来的。

元素描述:
 化学性质类似稀土元素。镄在水溶液中主要以氧化态+3价存在,但强烈的还原剂可使之成+2价。已经发现的镄的同位素有:镄244~镄259,都有放射性。半衰期从千分之几秒到100天不等。因为它存在的寿命十分短暂,致使科学家们怀疑是否能制出足够称量得出的数量;到目前为止,还没有分离出可称量的镄同位素。

元素来源:
 

元素用途:
 

元素辅助资料:
 
在1950-1951年间,国外科学杂志中就出现报道,发现了100号元素。文章的作者叙述这种元素是用碳原子核照射钚获得的,并分别命名为 centurium,这是从拉丁文“一百”(centum)一词而来,元素符号是Ct。但是,它没有得到更多的证实和承认。

1952年11月1日,美国在太平洋中的安尼维托克岛(Eniwetok)上空试验爆炸了一颗氢弹,在从爆炸地点仔细地收集了几百公斤土壤中发现100号元素的同位素。

 在1955年8月,在瑞士日内瓦召开的和平利用原子能国际科学技术会议中,根据人工合成这个新元素者们的建议,将100号元素命名为fermium,以纪念20世纪中在原子和原子核科学中作出{zy1}贡献的xx物理学家费米。100号元素符号定为Fm。

 

元素序号:101

元素符号:Md

元素名称:钔

元素原子量:[258]

元素类型:金属

发现人:乔索(A.Gniorso)、哈维(B.G.Harvey)、肖邦(G.R.Choppin)等 发现年代:1955年

发现过程:
 1955年,由美国的乔索(A.Gniorso)、哈维(B.G.Harvey)、肖邦(G.R.Choppin)等人,在加速器中用氦核轰击锿(253Es),锿与氦核相结合,发射出一个中子,而获得了钔(256Md)。

元素描述:
 化学性质xx于示踪量,在离子交换色谱上显示出主要以+3价存在于水溶液中。此外,也有+2价和+1价。钔的同位素主要有:钔248~钔258。半衰期从几秒到大约55天。最稳定的同位素是258Md,半衰期为55天。

元素来源:
 钔在自然界中不存在。用氦核轰击锿所获得的钔很少,但总算证明钔确实存在。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 西博格在1951年获得诺贝尔化学奖后没有懈怠,在1955年4月30日又在美国物理学会举行一次会议上宣布合成了101号元素,并用俄罗斯化学家门捷列夫(Mendeleev)的名字来命名它为mendelevium,元素符号定为Mv。1957年国际纯粹和应用化学联合会所属无机物质命名委员会根据许多国家拼音字母中没有V,将其改为Md。

元素序号:102

元素符号:No

元素名称:锘

元素原子量:[259]

元素类型:金属

发现人: 发现年代:1957至1958年

发现过程:
 1957年,英国、瑞典和美国的国际科学家小组,首先报道制成了元素102,曾引起一场激烈的争论。1958年美国加州大学科学家们终于很确实地证明了它的存在。

元素描述:
 在溶液中+2价最稳定。锘的同位素有:251No~257No、259No。254No半衰期约1分钟,259No半衰期为58分钟。

元素来源:
 用碳离子轰击锔而获得。现今制成的这种元素数量极少,只能用原子数量来计算。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 紧接在101后的102号元素最初是在1957年由瑞典、英国和美国的科学家们组成的研究小组用加速了13C离子轰击244Cm得到的。为了纪念瑞典科学家、发明家诺贝尔命名它为nobelium,元素符号定为No。但这个结果没能获得所有的人的承认。直到1957底到1958年初,分别由前苏联的科学家和美国加州大学的西博格领导的小组分别利用加速16O离子轰击241Pu都得到了102号元素。

 元素序号:103

元素符号:Lr

元素名称:铹

元素原子量:[260]

元素类型:金属

发现人:乔索(A.Ghiorso)、西克兰(T.Sikkeland)、拉希(A.E.Larsh) 发现年代:1961年

发现过程:
 1961年在美国加利福尼亚旧克利市劳伦斯放射实验室中,由乔索(A.Ghiorso)、西克兰(T.Sikkeland)、拉希(A.E.Larsh)等人发现。

元素描述:
 在水溶液中显示出稳定的+3价。同位素有255Lr到260Lr。最稳定的同位素是260Lr,半衰期是3分钟。

元素来源:
 用硼核轰击锎而获得。这种新发现的元素,当时是一个原子被送到放射探测室,以证实它的存在。

元素用途:
 

元素辅助资料:
 在1961年4月美国出版的《物理评论》中登载出关于发现103号元素的最早报道。这个新元素是用约70百万电子伏特的硼-10和硼-11的原子核轰击3微克的锎-250和锎-249获得的。发现者为了纪念回旋加速器的发明人、美国物理学家劳伦斯(Lawrens)命名它为lawrencium,元素符号为Lw,后来改为Lr。

 

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