了解钪和钛：两种重要金属的特性与应用前景

了解钪和钛：两种重要金属的特性与应用前景

21 钪Sc

钪（）是一种过渡金属元素，元素符号为Sc，原子序数为21，是一种柔软的银白色金属，常与稀土矿混合存在，如黑色稀土矿。钪也存在于一些锡矿和钨矿中，在钪钇矿中含量较高。由于钪具有特殊的物理化学性质，已用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤素灯、示踪剂、激光晶体等产品，在特种钢、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域有广阔的应用前景。

22 钛

钛（）是一种化学元素，化学符号为Ti，原子序数为22，位于化学元素周期表第4周期、IVB族，是一种银白色的过渡金属，具有质量轻、强度高、有金属光泽、耐湿氯气腐蚀等特点。钛在自然界中分散，提取困难，因此被认为是一种稀有金属，但其储量却比较丰富，在所有元素中居第十位。钛的主要矿石有钛铁矿和金红石，广泛分布于地壳和岩石圈，几乎所有的生物、岩石、水体和土壤中也都存在钛。从其主要矿石中提取钛，需采用克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用来制造白色颜料。 其他化合物包括四氯化钛 (TiCl4)（用作催化剂和用于制造烟幕或空中文字）和三氯化钛 (TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。

23 钒 V

钒（）元素符号V，银白色金属，属于元素周期表中VB族，原子序数23，原子量50.9414，体心立方晶体，常用价数为+5、+4、+3、+2。钒的熔点很高，常与铌、钽、钨、钼一起被称为难熔金属。延展性好，质地坚硬，无磁性。有耐盐酸、硫酸的能力，在空气-盐水中耐腐蚀性能优于大多数不锈钢。在空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

24 铬 Cr

铬（）元素符号Cr，银白色金属，元素周期表第VIB族，原子序数24，原子量51.9961，体心立方晶体，常用价数+3、+6和+2。氧化数10。1797年，法国化学家沃克兰（LN）在西伯利亚铬矿（铬矿）中发现新元素，次年用碳还原得到金属铬。因铬能生成美丽多彩的化合物，故以希腊文（颜色）命名。

25 锰

锰（），化学符号为Mn，原子序数为25，是一种灰白色、硬而脆、有光泽的过渡金属。纯锰是比铁稍软的金属。含有少量杂质的锰则硬而脆，在潮湿处会氧化。锰在自然界中广泛存在，土壤含锰0.25%，茶叶、小麦及硬壳水果含锰较多。接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。1774年，江恩分离出金属锰。伯格曼命名。用铝热法还原软锰矿可得到锰。词条介绍了锰的发现历史、国内外开发现状、锰的理化性质、制备方法、应用领域、分布及安全措施等。

26 铁

铁是一种化学元素，是一种晶体，化学符号为Fe，原子序数为26。位于化学元素周期表第4周期第VIII族，是铁族的代表，是最常用的金属，是一种过渡金属，是地壳中含量第二丰富的金属元素。3500年前（公元前1500年），古代小亚细亚（今土耳其）的赫梯人首先从铁矿石中冶炼出铁，这种新的坚硬金属给他们带来了经济和政治权力，铁器时代由此开启。中国也是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。

27 钴

钴（），元素符号Co，是一种表面略带粉红色的银白色铁磁性金属，位于元素周期表第4周期第Ⅷ族，原子序数为27，原子量为58.9332，密排六方晶体，常用价数为+2和+3。钴是有光泽的钢灰色金属，较硬而脆，具有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的价数为+2和+3。常温下不与水反应，在潮湿空气中也很稳定。在空气中加热到300℃以上被氧化生成CoO，白热时燃烧为Co3O4。用氢还原制成的细小金属钴粉在空气中能自燃，生成氧化钴。 钴是生产耐热合金、硬质合金、耐蚀合金、磁性合金及各种钴盐的重要原料。

28 镍

镍（）是一种过渡金属元素，符号为Ni，位于第四周期、第八族，原子序数为28。镍是银白色的金属，具有良好的机械强度和延展性。不溶于水，对酸和碱有很强的抗腐蚀性，但易溶于稀硝酸和王水。耐高温，熔点为1455℃，沸点为2730℃。密度为8.902g/cm³。可用于制造货币等，也可镀在其他金属上，起到防锈的作用。

29 铜

铜（）是一种金属化学元素，是人体所必需的微量元素，铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛应用的金属，属于重金属。铜是人类最早使用的金属，早在史前时期，人们就开始开采露天铜矿，用所获得的铜制造武器、工具和其他用具。铜的利用对人类早期文明的进步有着深远的影响。铜是存在于地壳和海洋中的金属，地壳中铜的含量约为0.01%，在一些铜矿床中，铜的含量可达3%~5%。自然界中的铜大部分以化合物即铜矿物的形式存在。铜矿物与其他矿物聚集形成铜矿石，开采出来的铜矿石经过选矿后成为铜品位较高的铜精矿，是唯一一种可以自然大量生产的金属。 它也存在于各种矿石中（如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石），可以单质金属和黄铜、青铜等合金形式用于工业、工程技术和工艺。

30 锌

锌是一种化学元素，化学符号为Zn，原子序数为30，是一种浅灰色的过渡金属。锌是继铁、铝和铜之后第四大常见金属，但它并不是地壳中最丰富的元素（前几位是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾和镁）。它外观呈银白色，在现代工业中电池制造中起着不可磨灭的作用（电池表面是锌皮）。是一种非常重要的金属。它的密度略低于铁，具有六方晶体结构。

31 镓Ga

镓（）是一种灰蓝色或银白色的金属，符号Ga，原子量69.723。镓的熔点很低，但沸点很高。纯液态镓有明显的过冷倾向，在空气中易被氧化形成氧化膜。

32 锗锗

锗（）是一种银白色类金属（粉末状时为深蓝色），位于元素周期表第四周期、第IV族，原子序数为32，原子量为72.64，熔点为937.4℃，沸点为2830℃，密度为5.35g/cm³，莫氏硬度为6.0～6.5。室温下，结晶锗性脆，塑性很小。锗具有半导体性质，在高纯锗中加入三价元素（如铟、镓、硼）可得到P型锗半导体；加入五价元素（如锑、砷、磷）可得到N型锗半导体。价数主要为+2价和+4价。锗具有良好的半导体性质，如电子迁移率高，空穴迁移率高。 晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有四个金属原子。根据X射线研究，锗晶体中原子排列与金刚石相似。结构决定性能，所以锗和金刚石一样硬而脆。在自然界中，锗有五种同位素，原子量从70到76不等。它可以形成许多不同的有机金属化合物，例如四乙基锗和异丁基锗烷。

33 砷

砷（俗称砒霜），是一种非金属元素，位于化学元素周期表第4周期VA族，原子序数为33，元素符号为As。有灰砷、黑砷、黄砷三种同素异形体。砷在自然界中广泛存在，已发现的砷矿物有上百种。砷及其化合物用于农药、除草剂、杀虫剂及多种合金中。三氧化二砷在古代被称为三氧化二砷，但少量的砷对身体是有好处的。

34 硒

硒（）是一种化学元素，化学符号为Se。可用作感光材料、电解锰工业的催化剂、动物的必需营养素、植物的有益营养素。硒在自然界中以无机硒和植物活性硒两种形式存在。无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠，由金属矿副产品中获得；后者是由硒与氨基酸经生物转化而形成的，一般以硒代蛋氨酸形式存在。

35 溴

溴（）是一种非金属元素，是一种卤素；元素符号Br，原子序数35。溴在常温常压下是易挥发的红棕色液体，活性介于氯和碘之间。纯溴又称溴素。溴蒸气有腐蚀性，有毒。2012年全球溴产量约58万吨。溴及其化合物可用作阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等。红汞中含有溴和汞，曾是一种常用的消毒剂。在摄影学中，溴、碘和银的化合物起感光剂的作用。

36氪

氪（）是一种惰性气体元素，无色、无味，存在于空气中，体积含量为百万分之一，不易与其他元素化合，能吸收X射线，可作为X射线屏蔽材料，也可以用来填充灯泡。

37 铷 Rb

铷（）是一种化学物质，是一种极软的银白色蜡状金属。它质软而轻，化学性质比钾活泼，在光作用下易放出电子。与水剧烈反应，生成氢气和氢氧化铷。与氧易反应生成复杂的氧化物。由于与水反应放出大量热量，能引起氢气立即燃烧。纯金属铷通常保存在密封的玻璃安瓿中。

38 锶

锶（），银白色软金属。化学性质活泼，在空气中加热能燃烧；易与水、酸反应放出氢气；达到熔点时燃烧时发出红色火焰。1808年，英国的克劳福德和戴维分别从铅矿和锶矿中发现锶。

39 钇

钇（），化学符号Y。稀土金属元素之一，灰色金属。密度4.4689g/cm3，熔点1522℃，沸点3338℃，常见价数为+3。第一电离能6.38电子伏特。能与热水反应，易溶于稀酸。可用于制造特种玻璃和合金。

40 锆 Zr

锆（Zr）是一种化学元素，化学符号为Zr，原子序数为40，为银白色高熔点金属，色泽浅灰色。密度6.49g/cm3。熔点1852±2℃，沸点4377℃。价数+2、+3、+4。第一电离能6.84电子伏。锆表面易生成氧化膜，有光泽，故外观与钢相似。耐腐蚀，能溶于氢氟酸和王水。高温下能与非金属元素及许多金属元素反应生成固溶体化合物。