豆包3天前
元素周期表:二号元素 氦是元素周期表第2号元素,原子序数2,化学符号He,属于第18族稀有气体(惰性气体)。原子核包含2个质子,最稳定的同位素氦-4还含有2个中子,核外2个电子填满第一电子层,形成极度稳定的结构。 正因为电子层全满,氦的化学性质极度惰性——在常规条件下,它几乎不与任何物质发生化学反应,是已知最难被化合的元素。迄今为止,没有任何稳定的氦化合物被合成出来(极端实验室条件下曾制得极不稳定的氦化合物,仅作研究用途)。 两种稳定同位素 氦-4(⁴He):自然界中占99.999%以上,由α衰变(铀、钍等放射性元素衰变)产生并储存在地壳中 氦-3(³He):极其稀少,地球上主要来自氚的β衰变,月球表面因太阳风轰击富含氦-3,是未来核聚变能源的潜在燃料 氦-3非常稀少且珍贵,全球年产量仅约1.5万升,主要用于中子探测器和极低温研究。有人估算,月球表面储量足够人类使用数千年——这也是各国争相登月的动机之一。 物理性质 氦是所有元素中沸点最低的,在常压下为-268.9°C(仅比绝对零度高4.2K)。更奇特的是,在常压下无论温度降到多低,氦都不会凝固——它是唯一在常压下无法固化的物质,必须施加约25个大气压以上才能形成固态氦。 液态氦(4.2K以下)是地球上最冷的常见物质,用于冷却超导磁铁。而当温度降至2.17K以下时,液态氦-4会进入一种神奇状态——超流态:黏度变为零,可以沿容器壁向上爬行,甚至能从密封容器中自动渗漏出去。这是量子力学效应在宏观尺度的直接体现,被称为"超流氦"(Helium II)。 氦气密度约为空气的1/7,是仅次于氢气的第二轻气体,但不可燃,因此安全性远高于氢气。
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今天带你认识一下我国最缺的稀有金属—铌。100%需要进口的金属,铌就是之一。铌,化学元素符号Nb,原子序数为41。全球现有金属铌总储量1700万吨,巴西一家就占1600万吨。我们中国有一点点储量,但没有产量。以前在内蒙古白云鄂博,现在新探出湖北竹山,总储量有几百万吨,但矿石性质复杂,品位低,难利用,矿石中铌的含量非常低,只有0.1%甚至更低,不具备开采价值。而巴西矿石的品位高于2%,巴西掌握着铌的全产业链,我国所需全部依赖进口。铌是灰白色金属,熔点2468℃,沸点4742℃,密度8.57g/cm3。铌很耐高温,化学性质非常稳定,Nb,是很牛掰的金属。铌都用在哪些方面,我们不进口铌行不行?好像不行,因为铌还是很重要的。高端特种钢中就必须掺杂一点点铌,只要掺入千分之一,钢材的强度、韧性、可焊接性就有极大提升,武器、桥梁、超高层建筑的特种钢材都需要用它。铌也是非常好的超导材料,铌合金的超导临界温度最高,如用在磁悬浮列车上,在核能领域中也有应用;在锂电池中,铌对电池的能量密度、充电速度、安全性能都有非常大的作用。所以中国是铌的消费大国,全球十万多吨的产量,中国买了六万多吨,65%的铌消费都在中国,铌对我们还是很重要的,工业上离不开它。#稀有金属 #科普 #创作人计划 #涨知识 #知识科普
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