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第26集:铁#化学元素周期表 在元素周期表这个大家庭里,铁可是个不折不扣的“明星成员”,它的位置在第四周期第Ⅷ族,原子序数26,就像拥有了一个独特的身份编号。 铁的原子结构很有特点,核外电子排布是[Ar]3d⁶4s²,这就好比它穿着一层又一层的电子“外衣”,而最外层的电子排布决定了它不少化学性质。 从物理性质来看,铁是个“硬汉”。它是银白色的金属,有金属光泽,就像披上了一层闪亮的铠甲。密度约为7.86g/cm³,熔点高达1538℃,沸点更是达到2861℃,这让它在高温环境下也能保持稳定。同时,铁具有良好的延展性和导热性,就像一块可以随意塑形的软糖,能被加工成各种形状,而且还能快速传递热量。更重要的是,铁有铁磁性,能被磁铁吸引,这一特性让它在很多领域大显身手,比如制作电磁铁、发电机里的铁芯等。 化学性质上,铁可是个“活跃分子”。常温下,它在干燥的空气中还比较“安分”,但在潮湿的空气中就容易“变脸”,会发生电化学腐蚀,生成铁锈,也就是氧化铁的水合物,这就像铁穿上了一件锈迹斑斑的旧外套。 铁能和氧气发生反应。在氧气中燃烧时,会火星四射,生成黑色的四氧化三铁,那场面就像一场精彩的烟火表演。方程式是3Fe + 2O₂ 点燃 Fe₃O₄。 它还能和酸“互动”。和稀硫酸、稀盐酸反应时,会生成对应的盐和氢气,比如Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑,就像铁和酸玩起了交换游戏,释放出氢气气泡。不过,铁遇到浓硫酸、浓硝酸时,在常温下会发生钝化,表面形成一层致密的氧化膜,阻止进一步反应,这就像给铁穿上了一层保护罩。 铁也能和某些盐溶液发生置换反应。比如把铁钉放进硫酸铜溶液里,铁钉表面会覆盖一层红色的铜,溶液也会从蓝色逐渐变成浅绿色,方程式是Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu,仿佛铁把铜从溶液里“请”了出来,自己取而代之。 铁在自然界中的分布很广泛,就像一个随处可见的朋友。它主要以化合态存在于矿石中,常见的铁矿有赤铁矿(主要成分Fe₂O₃)、磁铁矿(主要成分Fe₃O₄)、菱铁矿(主要成分FeCO₃)等。 人类从古代就开始利用铁了,铁器的使用是人类文明发展的重要标志之一。在现代,铁更是“多才多艺”。它是钢铁工业的基础,钢铁被广泛用于建筑、机械制造、交通工具、船舶、桥梁等领域,我们住的房子、坐的汽车、过的桥梁,几乎都离不开它的身影。
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#上热门 水银,化学名称为汞,化学符号Hg,是一种过渡金属元素。以下是关于水银的详细介绍: - 基本性质:汞位于元素周期表的第6周期、第IIB族,原子序数为80,原子量为200.59。它是常温常压下唯一以液态存在的金属,熔点为-38.83℃,沸点为356.73℃,密度为13579.04kg/m³,具有良好的导电性。 - 化学性质:汞可溶于氧化性酸,如硝酸和热的浓硫酸,但与稀硫酸、盐酸、碱等都不反应。汞的化合价为+1、+2,相比较同族的锌和镉活跃性较低,不能从酸溶液中置换出氢气。汞与氧气化合较慢,但与硫在混合研磨的情况下会迅速发生反应生成无毒的硫化汞(HgS)。 - 分布情况:汞在自然界中分布广泛,但含量极少,在地壳中的含量为8.3x10⁻⁶%。主要以化合物辰砂(HgS)的形式存在,少部分以游离态的形式存在。世界汞矿资源量约70万吨,基础储量30万吨,主要分布在西班牙、意大利、中国、吉尔吉斯斯坦等国家。 - 毒性:汞是一种有强烈神经毒性的元素,其单质以及多种化合物都有不同程度的毒性,会造成慢性中毒。在水生环境中,汞会转化为甲基汞,更易在食物链中产生生物放大作用,人类日常饮食摄入新鲜海洋食物会引起极高的饮食汞暴露,增加汞中毒风险。 - 应用领域:汞在日常生活和工业生产中曾有广泛应用,如用于制作水银温度计、气压计等仪表,也可用于电子与电气行业的水银开关、继电器等,还可作为工业合成中的催化剂。#汞
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