一、世界最硬的金属

铬(Cr)是一种银白色金属，质极硬而脆。铬是硬度最高的金属，莫氏硬度为9，仅次于钻石。

二、简介
1、中文名
铬。

2、外文名
chromium。

3、元素符号
Cr。

4、发现者
沃克兰(L.N.Vauquelin)。

5、发现时间
1797年。

6、原子序数
24。

7、原子量
51.996。

8、固态密度
7.19g/cm³。

9、液态密度
6.9g/cm³。

10、位置
第四周期，第ⅥB族。

11、有无放射性
无。

12、元素类型
金属元素。

13、莫氏硬度
9。

14、质子数
24。

15、中子数
28。

三、发现历史
1、发现者
铬是1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石中发现的。

2、命名者
早在1766年，在俄罗斯圣彼得堡任化学教授的德国的列曼曾经分析了它，确定其中含有铅。1798年沃克兰给他找到的这种灰色针状金属命名为chrom，来自希腊文chroma（颜色）。由此得到铬的拉丁名称chromium和元素符号Cr。差不多在同一个时期里，克拉普罗特也从铬铅矿中独立发现了铬。

四、分布

1、元素分布
（1）、存在形式
自然界中主要以铬铁矿FeCr2O4形式存在。由氧化铬用铝还原，或由铬氨矾或铬酸经电解制得。

（2）、地壳中的含量
按照在地壳中的含量，铬属于分布较广的元素之一。它比在它以前发现的钴、镍、钼、钨都多。这可能是由于铬的天然化合物很稳定，不易溶于水，还原比较困难。有人认为沃克兰取得的金属铬可能是铬的碳化物。 [3] 

2、铬矿分布
（1）、亚铬酸盐储量
亚铬酸盐在地壳中的自然储量超过18亿吨，可开采储量超过8.1亿吨。2004年，世界亚铬酸盐开采量为1750万吨，其中，南非开采763万吨，哈萨克斯坦327万吨，印度295万吨，津巴布韦67万吨，芬兰58万吨。

（2）、中国铬矿资源
中国铬矿资源比较贫乏，按可满足需求的程度看，属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨，其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，以西藏为最主要，保有储量约占全国的一半。

（3）、中国铬矿床
中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床，绝大多数属蛇绿岩型，矿床赋存于蛇绿岩带中。西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。从成矿时代来看，中国铬矿形成时代以中生代、新生代为主。

（4）、冶金工业
在冶金工业上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢，如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船，以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。在耐火材料上，铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。

（5）、化学工业
铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠，进而制取其他铬化合物，用于颜料、纺织、电镀、制革等工业，还可制作催化剂和触媒剂等。

（6）、铬铁矿
铬铁矿是中国的短缺矿种，储量少，产量低，每年消费量的80%以上依靠进口。铬具有亲氧性和亲铁性，以亲氧性较强，只有在还原和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。在内生作用条件下铬一般呈三价。六次酸位的Cr3+和Al3+、Fe3+的离子半径相接近，故它们之间可以呈广泛的类质同象。

（7）、含铬矿物
在自然界中已发现的含铬矿物约有50余种，分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨 石中。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物，它们的化学通式为（Mg、Fe2+）（Cr、Al、Fe3+）2O4或（Mg、Fe2+）O（Cr、Al、Fe3+）2O3，其Cr2O3含量为18%～62%。

3、有工业价值的铬矿物，其Cr2O3含量一般都在30%以上，其中常见的是
（1）、铬铁矿
化学成分为（Mg、Fe）Cr2O4，介于亚铁铬铁矿（FeCr2O4，含FeO32.09%、Cr2O3 67.91）与镁铬铁矿（MgCr2O4，含MgO20.96%、Cr2O3 79.04%）之间，通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。铬铁矿为等轴晶系，晶体呈细小的八面体，通常呈粒状和致密块状集合体，颜色黑色，条痕褐色，半金属光泽，硬度5.5，比重4.2～4.8，具弱磁性。

（2）、富铬类晶石
又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿。化学成分为Fe（Cr，Al）2O4，含Cr2O3 32%～38%。其形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。

（3）、硬铬尖晶石
化学成分为（Mg、Fe）（Cr、Al）2O4，含Cr2O3 32%～50%。其形态、物理性质、成因、产状及用途也与铬铁矿相同。

五、理化性质

1、物理性质
铬是银白色有光泽的金属，纯铬有延展性，含杂质的铬硬而脆。密度7.20g/cm3。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。镀在金属上可起保护作用。

2、化学性质
（1）、可溶性
铬能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸，而生成蓝色溶液。与空气接触则变成绿色，是因为被氧化成绿色的CrCl3的缘故。Cr+2HCl=CrCl2+H2↑；4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O；铬与浓硫酸反应，则生成二氧化硫和硫酸铬(Ⅲ)；2Cr+6H2SO4 =Cr2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。

（2）、不可溶性
但铬不溶于浓硝酸，因为表面生成紧密的氧化物薄膜而呈钝态。在高温下，铬能与卤素、硫、氮、碳等直接化合。铬与稀硫酸反应。Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑。

六、冶炼方法
1、钢铁工业
钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。金属铬生产则采用金属热还原（铝热）法及电解法。

2、铝热法生产
铝热法生产包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序，氧化铬制取铬铁矿磨细至160～200目，配加纯碱和白云石，于1050～1150℃下氧化焙烧，再用水逆流浸出（见浸取）和过滤，获得含Na2CrO4大于 200克/升的溶液。加硫酸中和铬酸钠溶液，使其pH为7～8，滤出氢氧化铝等杂质后蒸发到含Na2CrO4大于 450克/升，滤出Na2SO4结晶。溶液用硫酸调整pH为4±0.2,再滤出Na2SO4结晶，获得重铬酸钠(Na2Cr2O7)溶液。

3、铝热还原
铝热还原要求原料含 Cr2O3大于99%，含硫低于0.02%,含铅、砷、锡、锑各低于0.001%。铝粒粒度应小于0.5毫米，铝量应不大于理论量的98%。用硝石、镁屑和铝粒作引火剂。

4、电解法生产
电解法生产一般用碳素铬铁作原料，采用铬铵矾法电解流程（图2）。把碳素铬铁粉碎，溶于电解阳极返回液、结晶母液和硫酸的混合溶液中，过滤除去硅酸盐等残渣,滤液用硫酸铵处理并除铁。纯铬铵矾溶液经陈化(保持30～35℃，放置15日)后,结晶出纯铬铵矾Cr2(SO4)3·(NH4)、2SO4·24H2O。

七、用途

1、制造不锈钢
铬用于制不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带等。 铬镀在金属上可以防锈，也叫可多米，坚固美观。铬可用于制不锈钢。红、绿宝石的色彩也来自于铬。作为现代科技中最重要的金属，以不同百分比熔合的铬镍钢千变万化，种类繁多，令人难以置信。

2、铬的毒性
铬的毒性与其存在的价态有关，六价铬比三价铬毒性高100倍,并易被人体吸收且在体内蓄积，三价铬和六价铬可以相互转化。天然水不含铬;海水中铬的平均浓度为0.05ug/l;饮用水中更低。铬的污染源有含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等排放的污水。

3、微量元素
铬是人体必需的微量元素。三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的。人体对无机铬的吸收利用率极低，不到1%；人体对有机铬的利用率可达10-25%。铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在。

4、生理功能
确切地说，铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用，如激素、胰岛素、各种酶类、细胞的基因物质（DNA和RNA）等。工业上使用的铬矿石为铬铁矿，属尖晶石(MgO·Al2O3)和磁铁矿(FeO·Fe2O3)类，其通用化学式是(Fe，Mg)O·(Cr，Fe，Al2O3)。由于二价元素(Mg2+、Fe2+、Zn2+ )和三价元素(Al3+、Fe3+、Cr3+)相互置换，可以出现各种不同成分的矿石。

5、铬合金
由于铬合金性脆，作为金属材料使用还在研究中,铬主要以铁合金（如铬铁）形式用于生产不锈钢及各种合金钢。金属铬用作铝合金、钴合金、钛合金及高温合金、电阻发热合金等的添加剂。氧化铬用作耐光、耐热的涂料，也可用作磨料，玻璃、陶瓷的着色剂，化学合成的催化剂。碱式硫酸铬（三价铬盐）用作皮革的鞣剂。

6、织物染色
铬矾、重铬酸盐用作织物染色的媒染剂、浸渍剂及各种颜料。镀铬和渗铬可使钢铁和铜、铝等金属形成抗腐蚀的表层，并且光亮美观，大量用于家具、汽车、建筑等工业。此外，铬矿石还大量用于制作耐火材料。

7、生理功能
铬是人体内必需的微量元素之一，它在维持人体健康方面起关键作用。铬对人体十分有利的微量元素，不应该被忽视，它是正常生长发育和调节血糖的重要元素。铬在人体内的含量约为7毫克，主要分布于骨骼、皮肤、肾上腺、大脑和肌肉之中。那么，铬元素对人体到底有什么样的作用呢？

8、铬的需要量
随着年龄的增长而逐渐减少，铬的需要量很少，铬作为一种必要的微量营养元素在所有胰岛素调节活动中起重要作用，它能帮助胰岛素促进葡萄糖进入细胞内的效率，是重要的血糖调节剂。在血糖调节方面，特别是对糖尿病患者而言有着重要的作用。它有助于生长发育，并对血液中的胆固醇浓度也有控制作用，缺乏时可能会导致心脏疾病。

9、缺乏铬
当缺乏铬时，就很容易表现出糖代谢失调，如不及时补充这种元素，就会患糖尿病，诱发冠状动脉硬化导致心血管病，严重的会导致白内障、失明、尿毒症等并发症。铬还是葡萄糖耐量因子的组成成分，它可促进胰岛素在体内充分地发挥作用。在生理上对机体的生长发育来说，胰岛素和生长激素同等重要，缺一不可。胰岛素在人体内的作用非常大，既是体内重要的合成激素可促进葡萄糖的摄取、贮存和利用，又可促进脂肪酸的合成，还能促进蛋白质的合成和贮存。

10、补铬
有一些人听说自己缺铬，就盲目补铬。把高铬食物当做营养品来长期服用，使人体处在一个高铬的状态。其实盲目地补铬是不可取的，如果摄取过量铬的毒性与其存在的价态有极大的关系，六价铬的毒性比三价铬高约100倍，但不同化合物毒性不同。六价铬化合物在高浓度时具有明显的局部刺激作用和腐蚀作用，低浓度时为常见的致癌物质。在食物中大多为三价铬，其口服毒性很低，可能是由于其吸收非常少。

11、胰岛素
铬虽然人体需要量很少，但作用很大。它是使胰岛素起作用的一种重要元素。糖尿病人存在缺铬和缺锌的问题，并且有并发症时患者的铬、锌含量均显著低于无并发症患者。三价铬可以改善胰岛素的敏感性。含铬量比较高的食物有主要是一些粗粮，如我们通常食用的小麦、花生、蘑菇等等，另外胡椒、以及动物的肝脏、牛肉、鸡蛋、红糖、乳制品等都是含有铬元素比较高的食品。

12、近视
提起近视，许多人常将其归咎于不良用眼，如看书距离不当，光太暗，持久用眼等。但饮食不当也是诱发青少年近视的原因之一。美国纽约大学研究员贝兰博士对大量青少年近视病例进行研究之后指出，体内缺乏微量元素铬与近视的形成有一定的关系。铬元素在人体中与球蛋白结合，为球蛋白正常代谢必需。

13、人体代谢
在糖与脂肪的代谢中，铬协助胰岛素发挥重要的生理作用。处于生长发育旺盛时期的青少年，铬的需求比成人大。铬主要存在于粗粮、红糖、蔬菜及水果等食物中，有些家长不注意食物搭配，长期给孩子吃一些精细食物，从而造成缺铬，眼睛晶体渗透压的变化，使晶状体变凸，屈光度增加，产生近视。

14、含铬食物
（1）、综述
铬是维持人体生命活动的必需元素，能帮助胰岛素促进葡萄糖进入细胞内的效率，是重要的血糖调节剂及促进生长发育的功能。而富含铬的食物有哪些呢？

（2）、肉类
铬的最好来源是肉类，尤以肝脏和其他内脏，是生物有效性高的铬的来源。

（3）、谷物
啤酒酵母、未加工的谷物、麸糠、硬果类、乳酪也提供较多的铬；软体动物、海藻、红糖、粗砂糖中的铬的含量高于白糖。家禽、鱼类和精制的谷类食物含有很少的铬。长期食用精制食品和大量的精糖，可促进体内铬的排泄增加，因此造成铬的缺乏。

（4）、蛋白类
铬的丰富来源有干酪、蛋白类和肝，良好来源有苹果皮、香蕉、牛肉、啤酒、面包、红糖、黄油、鸡、玉米粉、面粉、土豆、植物油和全麦。一般来源有胡萝卜、青豆、柑橘、菠菜和草莓。微量来源有大部分的水果和蔬菜、牛奶及糖。需要补充铬的人群可以多吃点上面列举的食物。

（5）、血糖调节剂
铬有助于胰岛素促进葡萄糖进入细胞内的效率，是血糖调节剂，可以预防糖尿病。大家在日常饮食中注意通过这些食物补充铬元素，特别是糖尿病患者，更加应该增加铬元素的摄入量。

一、世界最软的金属

铯，铯的莫氏硬度只有0.2。

二、简介
1、中文名
铯。

2、外文名
Caesium或Cesium。

3、元素符号
Cs。

4、原子量
132.90543。

5、危险性
遇湿易燃，自燃。

6、CAS号
7440-46-2。

7、发现者
本生、基尔霍夫。

三、发现简史

1、发现者
铯最终被基尔霍夫教授和本生于1860年在德国的海德堡被发现。他们检测了来自Durkheim的矿物质水，并且在光谱中观察到了他们不能认出的线，这意味着一个新的元素的出现。他们从这个来源生产出了约7克氯化铯，但没能生产出这种新金属自身的样本。

2、制取者
第一个成功制出金属铯的这个荣誉归属于波恩大学的考尔·希欧多尔·赛特伯格（Carl Theodor Setterberg）教授，他由电解熔融的氰化铯（CsCN）获取了它。

3、命名者
命名是由其发现者基尔霍夫教授和本生以拉丁文“coesius”（意为天蓝色）命名了铯。

四、矿藏分布
1、含量
铯在地壳中含量为2×10-3%。铯榴石是含铯矿物，也是提取铯的主要原料。已发现34种铯的同位素，其中铯–133是唯一存在于自然界的稳定同位素，其余皆是铀裂变产生的放射性同位素。

2、Durkheim
Durkheim的矿物质水中含有丰富的铯化合物，所以可以从Durkheim的矿物质水提取。铯元素一般分布在含矿物质较多的水中。

五、物理性质

1、碱金属
铯位于第六周期的IA族，是带淡金黄色的碱金属，非常柔软（它的莫氏硬度是所有元素中最低的），具有延展性。金属铯是没有放射性的，但是金属铯属于危险化学品，属遇湿易燃和自燃物品。使用时应小心。 

2、熔点
28.40℃（83.1℉），接近室温。 

3、沸点
678.4℃。

六、化学性质

1、同位素Cs-137
铯的生物行为与钾相似，食用了含铯–137的生物可溶化合物24小时后，铯–137可被人体充分吸收并结合在细胞内，造成内照射。铯-137可作为γ辐射源，用于辐射育种、辐照储存食品、医疗器械的杀菌、癌症的治疗以及工业设备的γ探伤等。由于铯源的半衰期较长及其易造成扩散的弱点，故铯-137源已渐被钴-60源所取代。 

2、人工放射性核素
2011年3月29日，在安徽省、广东省、广西壮族自治区和宁夏回族自治区的监测点气溶胶取样中还检测到了极微量的人工放射性核素铯-137和铯-134，其浓度均在10-5贝克/立方米量级及以下。

3、铯-137
环境中铯-137进入人体后易被吸收，均匀分布于全身；由于铯-137能释放γ射线，很容易在体外测出。进入体内的放射性铯主要滞留在全身软组织中，尤其是肌肉中，在骨和脂肪中浓度较低；较大量放射性铯摄入体内后可引起急、慢性损伤。 

4、化学性质活泼
（1）、自燃
铯的化学性质极为活泼，铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化物，不到一分钟就可以自燃起来，发出深紫红色的火焰，生成很复杂的铯的氧化物。铯在碱金属中是最活泼的，能和氧发生剧烈反应，生成多种铯氧化物。在潮湿空气中，氧化的热量足以使铯熔化并燃烧。

（2）、不与氮反应
铯不与氮反应，但在高温下能与氢化合，生成相当稳定的氢化物。

（3）、铯与水反应
铯能与水发生剧烈的反应，如果把铯放进盛有水的水槽中，马上就会发生爆炸。甚至和温度低到-116℃的冰均可发生猛烈反应产生氢气、氢氧化铯，生成的氢氧化铯是无放射性的氢氧化物中碱性最强的。

（4）、与卤素反应
与卤素也可生成稳定的卤化物，这是由于它的离子半径大所带来的特点。铯和有机物也会发生同其他碱金属相类似的反应，但它比较活泼。

（5）、可溶性
铯盐跟钾盐、钠盐一样溶于所有盐溶液中。但是高氯酸盐不溶。碘化铯与三碘化铋反应能生成难溶的亮红色复盐，此反应用来定性和定量测定铯；铯的火焰呈比钾深的紫红色，可用来检验铯。

5、化合物
铯在空气中氧化不仅仅得到氧化铯、过氧化铯，还有超氧化铯、臭氧化铯等复杂的非整比化合物产生。Cs的盐通常是无色的，除非阴离子有颜色（如高锰酸铯是紫色的）。许多简单的盐具有潮解性，但比更轻的其他碱金属弱。铯的乙酸盐、碳酸盐、卤化物、氧化物、硝酸盐和硫酸盐可溶于水。复盐通常溶解度较小，硫酸铝铯溶解度较小的性质常用来从矿石中提纯铯。与锑（例如CsSbCl4）、铋、镉、铜、铁和铅形成的复盐通常溶解度很小。

6、氢氧化铯
氢氧化铯（CsOH）是一种具有强烈吸水性的强碱。它能迅速腐蚀半导体材料（例如硅）的表面。 过去化学家曾认为CsOH是“最强的碱”，但是许多化合物的碱性（质子碱性）远比CsOH强，例如正丁基锂，氢化铯和氨基钠。 

七、应用领域
1、裂变产物
长寿命的铯–137是铀-235的裂变产物。半衰期30.17年，可辐射β射线和γ射线，用作β和γ辐射源，用于工农业和医疗。随着核燃料放射性废物储放的时间，其辐射的γ射线比例增加；是储存的主要对象。

2、离子火箭
（1）、探索宇宙的需求
需走为了探索宇宙，必须有一种崭新的、飞行速度极快的交通工具。一般的火箭、飞船都达不到这样的速度，最多只能冲出地月系；只有每小时能飞行十几万公里的“离子火箭”才能满足要求。

（2）、理想的燃料
铯原子的最外层电子极不稳定，很容易被激发放射出来，变成为带正电的铯离子，所以是宇宙航行离子火箭发动机理想的“燃料”。铯离子火箭的工作原理是这样的：发动机开动后，产生大量的铯蒸气，铯蒸气经过离化器的“加工”，变成了带正电的铯离子，接着在磁场的作用下加速到每秒一百五十公里，从喷管喷射出去，同时给离子火箭以强大的推动力，把火箭高度推向前进。 

（3）、铯离子火箭
计算表明，用这种铯离子作宇宙火箭的推进剂，单位重量产生的推力要比使用的液体或固体燃料高出上百倍。这种铯离子火箭可以在宇宙太空遨游一至二年甚至更久！

3、原子钟
（1）、铯原子钟概念
铯原子的最外层的电子绕着原子核旋转的速度，总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈，稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点，人们制成了一种新型的钟——铯原子钟，规定一秒就是铯原子振动9192631770次（即相当于铯原子的两个超精细电子迁跃9192631770次）所需要的时间。这就是“秒”的最新定义。

（2）、铯原子钟应用
有了像铯原子钟这样一类的钟表，人类就有可能从事更为精细的科学研究和生产实践，比如对原子弹和氢弹的爆炸、火箭和导弹的发射以及宇宙航行等等，实行高度精确的控制。用铯作成的原子钟,可以精确的测出十亿分之一秒的一刹那,它连续走上三十万年,误差也不超过1s，精确度相当高，另外,铯在医学上、导弹上、宇宙飞船上及各种高科技行业中都有广泛应用。

一、世界最重的金属

世界最重的金属：锇(密度高达：22.59克/立方厘米)。

二、简介
1、中文名
锇。

2、英文名
Osmium。

3、化学式
Os。

4、分子量。
190.2。

5、熔点
3045℃。

6、沸点
5300℃以上。

7、水溶性
不易溶于水。

8、密度
22.59克/立方厘米(22.59*10^3千克/立方米)。

9、外观
固态为灰蓝色金属，锇粉呈蓝黑色。

10、应用
用于制造高硬度的合金。

11、安全性描述
S16 S26 S36/S37/S39。

12、危险性符号
F,Xi。

13、危险性描述
R11 R41 R36/38 R37/38。

14、原子序数
76。

15、周期表位置
第6周期Ⅷ族元素。

16、元素来源
存在于锇铱矿中。

17、元素类型
过渡金属。

18、常见化合价
0 +1 ±2 +3 +4 +5 +6 +7 +8。

19、晶体结构
六方晶胞。

三、发现历史
1、1803年
1803年，法国化学家科勒德士戈蒂等人研究了铂系矿石溶于王水后的渣子。他们宣布残渣中有两种不同于铂的新金属存在，它们不溶于王水。

2、1804年
1804年，泰纳尔发现并命名了它们。其中一个曾被命名为ptenium，后来改为osmium（锇），元素符号定为Os。ptenium来自希腊文中“易挥发”，osmium来自希腊文osme，原意是“臭味”，这是因为四氧化锇OsO4的熔点只有41℃，易挥发，气体有刺激性气味。

四、矿藏分布

1、成单质状态存在
锇属铂系元素。铂系元素几乎完全成单质状态存在，高度分散在各种矿石中。例如原铂矿、硫化镍铜矿、磁铁矿等。铂系元素几乎无例外地共同存在，形成天然合金。

2、铂系元素矿石
在含铂系元素矿石中，通常以铂为主要成分，而其余铂系元素则因含量较小，必须经过化学分析才能被发现。由于锇、铱、钯、铑和钌都与铂共同组成矿石，因此它们都是从铂矿提取铂后的残渣中发现的。

3、化学性质稳定
铂系元素化学性质稳定。它们中除铂和钯外，不但不溶于普通的酸，而且不溶于王水。铂很易溶于王水，钯还溶于热硝酸中。所有铂系元素都有强烈形成配位化合物的倾向。

五、物理性质

1、每层电子排布
2,8,16,32,16,2。

2、原子体积(立方厘米/摩尔)
8.49。

3、地壳含量
0.0001。

4、太阳中含量
0.002。

5、氧化态
MainOs+4。

6、晶体结构
晶胞为六方晶胞。

7、晶胞参数
（1）、a=273.44pm。

（2）、b=273.44pmc=431.73pm。

（3）、α=90°。

（4）、β=90°γ=120°。

8、莫氏硬度
7。

9、声音在其中的传播速率
4940m/s。

10、电离能
（1）、(kJ /mol)M-M+840。

（2）、M+-M2+1600。

（3）、M2+-M3+2400。

（4）、M3+-M4+3900。

（5）、M4+-M5+5200M5+-M6+6600。

（6）、M6+-M7+8100。

（7）、M7+-M8+9500。

11、发现人
台奈特（Tennant）。

12、发现年代
1803年。

13、硬度
硬度变化较大5.8-7.6。

14、比重
20-22.5g/cm3。

15、解理
解理0001完全。

16、颜色
钢灰色，银白色或锡白色。

17、条痕
灰色。

18、透明度
不透明。

19、光泽
金属光泽。

20、其他
微有展性及脆性。

六、化学性质
1、反射色锡白带浅蓝
反射率：67.5（绿光），66（橙光），67（红光）。平行c轴切面双反射清楚。非均质弱到中强，浅粉红、红、古铜色和灰到深蓝。

2、密度最大
锇是已知金属单质中密度最大的，其密度达到22.59克/立方厘米，熔点3045℃，沸点在5300℃以上。六方密集晶格。

3、质硬而脆
灰蓝色金属，质硬而脆，放在铁臼里捣，就会很容易地变成粉末，锇粉呈蓝黑色，且锇金属粉末可自燃。锇的蒸气有剧毒，会强烈地刺激人的眼部粘膜，严重时会造成失明。

4、易氧化
金属锇在空气中十分稳定，粉末状的锇易氧化。浓硝酸、浓硫酸、次氯酸钠溶液都可以使其氧化。在室温下易与氧气反应生成氧化锇(OsO2)，加热可生成易挥发且有剧毒的四氧化锇(OsO4)。

5、透明度
不透明。

6、光泽
金属光泽。

7、其他
微有展性及脆性。

七、用途

1、催化剂
锇在工业中可以用做催化剂。合成氨或进行加氢反应时用锇做催化剂，就可以在不太高的温度下获得较高的转化率。如果在铂里掺进一点锇，就可做成硬度大且锋利的锇铂合金手术刀。

2、制成锇铱合金
利用锇与一定量的铱可制成锇铱合金，比如某些高级金笔的笔尖上那颗银白色的小圆点即锇铱合金，锇铱合金坚硬耐磨，可以做钟表和重要仪器的轴承，使用年限很长。

一、熔点最高的金属

熔点最高的金属—钨。钨(W)是熔点最高的金属,它的熔点高达3380℃。

二、简介
1、中文名
钨。

2、外文名
wolfram，Tungsten。

3、元素符号
W。

4、原子量
183.84。

5、元素类型
金属元素。

6、形态
固态。

7、发现人
卡尔·威尔海姆·舍勒。

8、原子序数
74。

9、密度
19.35g/cm³。

10、CAS
7440-33-7。

11、熔点
3410±20℃。

12、沸点
5927℃（在一个标准大气压下）。

13、莫氏硬度
7.5。

14、所属周期
第六周期（第二长周期）。

15、国内分布
江西、湖南、河南。

16、所属族群
ⅥB族。

三、金属类型

1、有色金属
钨是一种有色金属。通常人们根据金属的颜色和性质把金属分成两大类：黑色金属和有色金属。黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。钨则属于有色金属范畴。作为一种有色金属，钨的强度和硬度非常高。由于这种特性，具有硬度高、耐磨性强的钨硬质合金被大规模应用于切削工具、矿山工具中。

2、难熔金属
钨是熔点最高的难熔金属。一般熔点高于1650℃并有一定储量的金属以及熔点高于锆熔点（1852℃）的金属称为难熔金属。典型的难熔金属有钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛。作为一种难熔金属，钨最重要的优点是有良好的高温强度，对熔融碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能，钨只有在1000℃以上才出现氧化物挥发和液相氧化物。以钨为代表的难熔金属在冶金、化工、电子、光源、机械工业等部门得到了广泛应用。

3、稀有金属
钨是一种稀有金属。稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。钨是一种分布较广泛的元素，几乎遍见于各类岩石中，但含量较低。随着科学技术的进步与冶金工艺、设备和分析检测技术的发展以及稀有金属生产规模的扩大，使得钨的纯度不断提高，性能不断改进，品种不断增多，从而扩大了钨的应用领域。我国钨矿资源丰富，钨的 产量和出口总量均占世界第一。

4、战略金属
钨是一种战略金属。众所周知，稀有金属是国家的重要战略资源，而钨是典型的稀有金属，具有极为重要的用途。它是当代高科技新材料的重要组成部分，一系列电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等均需使用独特性能的钨。用量虽说不大，但至关重要，缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。

四、发展历史

1、1781年
钨是属于有色金属，也是重要的战略金属，钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒发现白钨矿，并提取出新的元素酸－钨酸。

2、1783年
1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大。钨是熔点最高的金属。

3、18世纪50年代
18世纪50年代，化学家曾发现钨对钢性质的影响。然而，钨钢开始生产和广泛应用是在19世纪末和20世纪初。

4、1900年
1900年在巴黎世界博览会上，首次展出了高速钢。因此，钨的提取工业从此得到了迅猛发展。这种钢的出现标志了金属切割加工领域的重大技术进步。钨成为最重要的合金元素。1900年，俄国发明家А.Н.Ладыгин首先建议在照明灯泡中应用钨。在1909年Кулидж制定基于粉末冶金法，采用压力加工的工艺方法之后，钨才有可能在电真空技术中得到广泛的应用。

5、1927—1928年
1927—1928年采用以碳化钨为主成分研制出硬质合金，这是钨的工业发展史中的一个重要阶段。这些合金各方面的性质都超过了最好的工具钢，在现代技术中得到了广泛的使用。

五、化学性质

1、银白色金属
钨是稀有高熔点金属，可提高钢的高温硬度，属于元素周期表中第六周期（第二长周期）的ⅥB族。钨是一种银白色金属，外形似钢。钨的熔点高，蒸气压很低，蒸发速度也较小。

2、化学性质稳定
钨的化学性质很稳定，常温时不跟空气和水反应，不加热时，任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用，当温度升至80°C—100°C 时，上述各种酸中，除氢氟酸外，其它的酸对钨发生微弱作用。

3、常温下
常温下，钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中，但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下，熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐，在有氧化剂（NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2）存在的情况下，生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氧，氟，氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不与氢化合。

4、以下为钨在高温下与氧族元素反应的反应方程式
（1）、2W+3O2=2WO3

（2）、W+2S=WS2

（3）、W+2Se=WSe2

（4）、W+2Te=WTe2

5、以下为钨在高温下与卤族元素反应的反应方程式

（1）、W+3F2=WF6

（2）、W+3Cl2=WCl6

（3）、W+3Br2=WBr6

（4）、W+2I2=WI4

六、物理性质

1、元素符号
W。

2、原子序数
74。
　　
3、核电荷数
74。

4、CAS
7440-33-7。

5、稳定同位素及其所占百分比
180(0.14）；182（26.41）； 183（14.40）；184（30.64）；186（28.41）。

6、原子体积
(立方厘米/摩尔）9.53。

7、相对原子质量
183.84。

8、元素在太阳中的含量
（ppm)0.004%。

9、元素在海水中的含量
（ppm)0.000092%。

10、自由原子的电子层结构
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25P65d46S2。

11、原子半径
137pm。

12、外围电子层排布
5d4 6s2。

13、电子层
K-L-M-N-O-P。

14、声音在其中的传播速率（细棒）：（m/S）4620。

15、氧化态
Main W-4,W-2,W-1,W0,W+2,W+3,W+4,W+5,W+6。

16、电离能(kJ /mol）
M - M+ 770 M+ - M2+ 1700 M2+ - M3+ 2300 M3+ - M4+ 3400 M4+ - M5+ 4600 M5+ - M6+ 5900。

17、第一电离能
775kJ/mol。

18、电负性
1.7。

19、固态密度
19.25克/每立方厘米。

20、液态密度
17.6克/每立方厘米。

21、比热
130J/kg.K (300K)。

22、热导率
160W/m.K (300K)。

23、晶体结构及晶格常数
α-W，晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。β-W：立方晶格 a=5.046 nm（630℃以下稳定）。

24、晶胞参数
a = 316.52 pm
b = 316.52 pm
c = 316.52 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°

25、熔点
3410±20℃。

26、沸点
5555℃（在一个标准大气压下）。

27、莫氏硬度
7.5。

28、熔化潜热
40.13±6.67kJ/mol。

29、升华热
847.8 kJ/mol（25℃）。

30、蒸发热
823.85±20.9kJ/mol（沸点）。

31、电阻温度系数
0.00482 I/℃。

32、电子逸出功
4.55eV。

33、热中子俘获面
19.2b。

34、弹性模量
35000—38000MPa（丝材）。

35、扭力模量
～36000Mpa。

36、体积模量
3.108×1011－1.579×107t+0.344×103t2 Pa。

37、剪切模量
4.103×1011－3.489×107t+7.55×103t2 Pa。

38、压缩性
2.910－7cm/kg。

39、钨有两种变型，α和β。在标准温度和常压下，α型是稳定的体心立方结构。β型钨只有在有氧存在的条件下才能出现。它在630℃以下是稳定的，在630℃以上又转化为α钨，并且这一过程是不可逆的。

七、同位素
1、五种钨的同位素
自然界里出现的有五种钨的同位素，它们的半衰期均非常长，因此可以被看作是稳定同位素。所有这些同位素均可以通过α衰变蜕化为铪。能够测量到的半衰期是180W，其半衰期为1.8×1018年，其它同位素没有被观测到自然衰变，强迫退化的半衰期：182W, T1/2> 8.3 年，184W, T1/2> 29 年，185W, T1/2> 13 年，186W, T1/2> 27 年。

2、半衰期
它们的半衰期仅是理论值。平均每年在一克180W中发生两次α衰变。此元素已发现4种同位素，有三种可能有轻微放射性，它们分别是182W、186W、183W。

3、27种人造放射性同位素
钨有27种人造放射性同位素，其中最稳定的是181W，其半衰期为121.2天，185W的半衰期为75.1天，188W的半衰期为69.4天，178W的半衰期为21.6天。其它放射性同位素的半衰期均在24小时以下，其中大多数少于8分钟。

八、用途
1、基本用途
世界上开采出的钨矿，约50%用于优质钢的冶炼，约35%用于生产硬质钢，约10%用于制钨丝，约5%其他用于其他用途。钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、穿甲弹、切削金属的刀片、钻头、超硬模具、拉丝模等等，钨的用途十分广泛，涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。

2、应用于现代技术中
钨以纯金属状态和以合金系状态广泛应用于现代技术中，合金系状态中最主要的是合金钢、以碳化钨为基的硬质合金、耐磨合金和强热合金。

3、钢铁工业
（1）、特种钢
钨大部分用于生产特种钢。广泛采用的高速钢含有9%——24%的钨、3.8%——4.6%的铬、1%——5%的钒、4%——7%钴、0.7%——1.5%碳。高速钢的特点是在空气中有高的强化回火温度（700——800℃）下，能自动淬火，因此，直到600—650℃它还保持高的硬度和耐磨性。

（2）、合金工具钢
合金工具钢中的钨钢含有0.8%——1.2%的钨；铬钨硅钢含有2%——2.7%的钨；铬钨钢中含有2%——9%的钨；铬钨锰钢中含有0.5%——1.6%的钨。含钨的钢用于制造各种工具：如钻头、铣刀、拉丝模、阴模和阳模，气支工具等零件。钨磁钢是含有5.2%——6.2%的钨、0.68%——0.78%碳、0.3%——0.5%铬的永磁体钢。钨钴磁钢含有11.5%——14.5%的钨、5.5%——6.5%钼、11.5%——12.5%钴的硬磁材料。它们具有高的磁化强度和矫顽磁力。

（3）、碳化钨基硬质合金
钨的碳化物具有高的硬度、耐磨性和难熔性。这些合金含有85%——95%的碳化钨和5%——14%的钴，钴是作为粘结剂金属，它使合金具有必要的强度。主要用于加工钢的某些合金中，还含有钛、钽和铌的碳化物。

（4）、粉末冶金法
所有这些合金都是用粉末冶金法制造的。当加热到1000——1100℃时，它们仍具有高的硬度和耐磨性。硬质合金刀具的切削速度远远地超过了最好的工具钢刀具的切削速度。硬质合金主要用于切削工具、矿山工具和拉丝模等。

（5）、热强和耐磨合金
作为最难熔的金属钨是许多热强合金的成分，如3%——15%的钨、25%——35%的铬、45%——65%的钴、0.5%——0.75%的碳组成的合金，主要用于强烈耐磨的零件，例如航空发动机的活门、压模热切刀的工作部件、涡轮机叶轮、挖掘设备、犁头的表面涂层。

4、航空火箭技术
在航空火箭技术中，以及要求机器零件，发动机和一些仪器的高热强度的其它部门中，钨和其它难熔金属（如钽、铌、钼、铼）的合金用作热强材料。

5、触头材料和高比重合金
用粉末冶金方法制造的钨-铜合金（10%——40%的铜）和钨-银合金，兼有铜和银的良好的导电性、导热性和钨的耐磨性。因此，它成为制造闸刀开关、断路器、点焊电极等的工作部件非常的效的触头材料。成分为90%——95%的钨、1%——6%的镍、1%——4%的铜的高比重合金，以及用铁代铜（—5%）的合金，用于制造陀螺仪的转子、飞机、控制舵的平衡锤、放射性同位素的放射护罩和料筐等。

6、电真空照明材料
钨以钨丝、钨带和各种锻造元件用于电子管生产、无线电电子学和X射线技术中。钨是白织灯丝和螺旋丝的最好材料。高的工作温度（2200——2500℃）保证高的发光效率，而小的蒸发速度保证丝的寿命长。

7、钨丝
钨丝用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极，高压整流器的阴极和和各种电子仪器中旁热阴极加热器。用钨做X光管和气体放电管的对阴极和阴极，以及无线电设备的触头和原子氢焊枪电极。钨丝和钨棒作为高温炉（3000℃）的加热器。钨加热器在氢气气体、惰性气体或真空中工作。

8、钨的化合物
钨酸钠用于生产某些类型的漆和颜料，以及纺织工业中用于布疋加重和与硫酸铵和磷酸铵混合来制造耐火布疋和防水布疋。还用于金属钨、钨酸及钨酸盐的制造以及染料、颜料、油墨、电镀等方面。也用作催化剂等。

9、钨酸
钨酸在纺织工业中是媒染剂与染料和在化学工业中用作制取高辛烷汽油的催化剂。二硫化钨在有机合成中，如在合成汽油的制取中用作固体的润滑剂和催化剂。处理钨矿石的时候可得到得三氧化钨，再用氢还原三氧化钨制得钨粉，广泛用于钨材及钨冶金材原料。

10、航空和火箭技术
在航空和火箭技术中，以及要求机器零件，发动机和一些仪器的高热强度的其它部门中，钨和其它给熔金属（钽、铌、钼、铼）的合金用作热强材料。正是钨的这些性质使钨在核聚变反应装置里的材料研究领域成了重点的研究对象，尤其是氢及其同位素在钨里的滞留更是前沿。 

一、密度最小的金属

锂，密度0.534g/cm³。

二、简介
1、中文名
锂、金属锂。

2、英文名
Lithium。

3、别称
Lithium metal。

4、分子量
6.94。

5、CAS登录号
7439-93-2。

6、EINECS登录号
231-102-5。

7、熔点
180ºC。

8、沸点
1340ºC。

9、水溶性
起反应。

10、密度
0.534g/cm³。

11、安全性描述
保持容器干燥。出现意外或者感到不适立刻到医生那里寻求帮助。

12、危险性符号
F：易燃物质，C：腐蚀性物质。

13、危险性描述 
R34：会导致灼伤。

14、危险品运输编号
UN1415。

15、发现人
阿尔费特逊。

16、元素符号
Li。

三、发现历史

1、第一块锂矿石
第一块锂矿石，透锂长石（LiAlSi₄O₁₀）是由巴西人（Jozé Bonifácio de Andralda e Silva）在名为Utö的瑞典小岛上发现的，于18世纪90年代。当把它扔到火里时会发出浓烈的深红色火焰，斯德哥尔摩的Johan August Arfvedson分析了它并推断它含有以前未知的金属，他把它称作lithium（锂）。

2、碱金属元素
他意识到这是一种新的碱金属元素。然而，不同于钠的是，他没能用电解法分离它。1821年William Brande电解出了微量的锂，但这不足以做实验用。直到1855年德国化学家 Robert Bunsen和英国化学家Augustus Matthiessen电解氯化锂才获得了大块的锂。

3、金属性质
锂的英文为Lithium，来源于希腊文lithos，意为“石头”。Lithos的第一个音节发音“里”。因为是金属，在左方加上部首“钅”。锂在地壳中的含量比钾和钠少得多 [2]  ，它的化合物不多见，是它比钾和钠发现的晚的必然因素。锂发现的第二年，得到法国化学家伏克兰重新分析肯定。

4、锂矿物
锂，原子序数3，原子量6.941，是最轻的碱金属元素。元素名来源于希腊文，原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。

5、天然锂
天然锂有两种同位素：锂6和锂7。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54°C，沸点1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。锂与其它碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中，只有氯化锂易溶于有机溶剂。

6、挥发性
锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用此来鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。

7、国家天文台
2018年8月，由中国科学院国家天文台带领的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜（LAMOST）发现一颗奇特天体，它的锂元素含量约是同类天体的3000倍，绝对锂丰度高达4.51，是人类已知锂元素丰度最高的恒星。这一重要天文发现于北京时间8月7日凌晨，在国际科学期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）上在线发布。

四、含量分布

1、存在形式
在自然界中，主要以锂辉石、锂云母及磷铝石矿的形式存在。锂在地壳中的自然储量为1100万吨，可开采储量410万吨。2004年，世界锂开采量为20200吨， 其中，智利开采7990吨，澳大利亚3930吨，中国2630吨，俄罗斯2200吨，阿根廷1970吨。

2、稀有金属
锂号称“稀有金属”，其实它在地壳中的含量不算“稀有”，地壳中约有0.0065%的锂，其丰度居第二十七位。已知含锂的矿物有150多种，其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。海水中锂的含量不算少，总储量达2600亿吨，可惜浓度太小，提炼实在困难。某些矿泉水和植物机体里，含有丰富的锂。如有些红色、黄色的海藻和烟草中，往往含有较多的锂化合物，可供开发利用。

3、中国锂矿
中国的锂矿资源丰富，以中国的锂盐产量计算，仅江西云母锂矿就可供开采上百年。

五、理化性质
1、物理性质
（1）、银白色金属
质较软，可用刀切割。是最轻的金属，密度比所有的油和液态烃都小，故应存放于固体石蜡或者白凡士林中(在液体石蜡中锂也会浮起)。锂的密度非常小，仅有0.534g/cm³，为非气态单质中最小的一个。因为锂原子半径小，故其比起其他的碱金属，压缩性最小，硬度最大，熔点最高。

（2）、温度
温度高于-117℃时，金属锂是典型的体心立方结构，但当温度降至-201℃时，开始转变为面心立方结构，温度越低，转变程度越大，但是转变不完全。在20℃时，锂的晶格常数为3.50Å，电导约为银的五分之一。锂容易地与铁以外的任意一种金属熔合，锂的焰色反应为紫红色。 

（3）、同位素
锂共有七个同位素，其中有两个是稳定的，分别是 Li-6和Li-7，除了稳定的之外，半衰期最长的就是Li-8，它的半衰期有838毫秒，接下来是Li-9，有187.3毫秒，之后其他的同位素半衰期都在8.6毫秒以下。而Li-4是所有同位素里面半衰期最短的同位素，只有 7.58043×10-23秒。

（4）、捕捉低速中子能力
Li-6捕捉低速中子能力很强，可以用来控制铀反应堆中核反应发生的速度，同时还可以在防辐射和延长核导弹的使用寿命方面及将来在核动力飞机和宇宙飞船中得到应用。Li-6在原子核反应堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用来实现热核反应。Li-6在核装置中可用作冷却剂。 

2、化学性质
（1）、化学元素
锂（Lithium），是一种化学元素，是金属活动性较强的金属（金属性最强的金属是铯），它的化学符号是Li，它的原子序数是3，三个电子其中两个分布在K层，另一个在L层。锂是所有金属中最轻的。因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层，使得锂容易极化其他的分子或离子，自己本身却不容易极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。

（2）、锂与水反应
虽然锂的氢标电势是最负的，已经达到-3.045，但由于氢氧化锂溶解度不大而且锂与水反应时放热不能使锂融化，所以锂与水反应还不如钠剧烈，反应在进行一段时间后，锂表面的氮氧化物膜被溶解，从而使反应更加剧烈。在500℃左右容易与氢发生反应，产生氢化锂，是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的碱金属，电离能5.392电子伏特，与氧、氮、硫等均能化合，是唯一的与氮在室温下反应，生成氮化锂（Li₃N）的碱金属。

（3）、氧化
由于易受氧化而变暗。如果将锂丢进浓硫酸，那么它将在硫酸上快速浮动，燃烧并爆炸。如果将锂和氯酸钾混合（震荡或研磨），它也有可能发生爆炸式的反应。

（4）、化学反应
氢化锂遇水发生猛烈的化学反应，产生大量的氢气。两公斤氢化锂分解后，可以放出氢气5.66千升。氢化锂的确是名不虚传的“制造氢气的工厂”。第二次世界大战期间，美国飞行员备有轻便的氢气源——氢化锂丸作应急之用。飞机失事坠落在水面时，只要一碰到水，氢化锂就立即与水发生反应，释放出大量的氢气，使救生设备(救生艇、救生衣、讯号气球等)充气膨胀。

六、制取方法

1、1855年
1855年，本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才制得它，工业化制锂是在1893年由根莎提出的，锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。电解氯化锂制取锂要消耗大量的电能，每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。

2、工业方法
工业上可以用如下的方法制备锂单质：将氯化锂在不超过其熔点(602℃)的温度下灼烧干燥1h。使用经过氢氧化钾脱水干燥的、新蒸馏的吡啶溶解上述氯化锂，制成11.81%的氯化锂的吡啶溶液作为电解液。用石墨板作阳极，光洁的铂片或铁片作阴极，无隔膜。电解时采用的电压为1.4V，电流密度为0.2～0.3A/100c㎡。

七、主要用途
1、工业用途
（1）、工业生产
将质量数为6的同位素（6Li）放于原子反应堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用来进行热核反应，有着重要的用途。锂主要以硬脂酸锂的形式用作润滑脂的增稠剂。这种润滑剂兼有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。锂化物用于陶瓷制品中，以起到助溶剂的作用。在冶金工业中也用来作脱氧剂或脱氯剂，以及铅基轴承合金。锂也是铍、镁、铝轻质合金的重要成分。

（2）、生活应用
锂与生活日用息息相关，个人携带的笔记本电脑、手机、蓝牙耳机等数码产品中应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。锂离子电池是高能储存介质，由于锂离子电池的高速发展，衍生带动了锂矿、碳酸锂等公司业务的蓬勃发展。金属锂电池在军用领域也有应用。锂在发现后一段相当长的时间里，一直受到冷落，仅仅在玻璃、陶瓷和润滑剂等部门，使用了为数不多的锂的化合物。

（3）、工业应用
锂早先的主要工业用途是以硬脂酸锂的形式用作润滑剂的增稠剂，锂基润滑脂兼有高抗水性，耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锂润滑剂，就足以用到汽车报废为止。在冶金工业上，利用锂能强烈地和氧、氮、氯、硫等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中，加入十万分之一到万分之一的锂，能改善铜的内部结构，使之变得更加致密，从而提高铜的导电性。锂在铸造优质铜铸件中能除去有害的杂质和气体。在现代需要的优质特殊合金钢材中，锂是清除杂质最理想的材料。

（4）、火箭燃料
1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量，因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂，用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比冲量，火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。 

（5）、玻璃制造
如果在玻璃制造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃），加入锂后使玻璃成为“永不溶解”，并可以抗酸腐蚀。纯铝太软，当在铝中加入少量的锂、镁、铍等金属熔成合金，既轻便，又特别坚硬，用这种合金来制造飞机，能使飞机减轻2/3的重量，一架锂飞机两个人就可以抬走。锂－铅合金是一种良好的减摩材料。

（6）、高能金属
真正使锂成为举世瞩目的金属，还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能，人称它为“高能金属”。锂电池是二十世纪三、四十年代才研制开发的优质能源，它以开路电压高，比能量高，工作温度范围宽，放电平衡，自放电子等优点，已被广泛应用于各种领域，是很有前途的动力电池。

（7）、锂化合物
锂化合物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特别是用于搪瓷制品中，锂化合物的主要作用是作助熔剂。氟化锂对紫外线有极高的透明度，用它制造的玻璃可以洞察隐蔽在银河系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显像管。二战期间，美国飞行员备有轻便应急的氢气源—氢化锂丸。当飞机失事坠落在水面时，只要一碰到水，氢化锂就立即溶解释放出大量的氢气，使救生设备充气膨胀.

（8）、氢弹爆炸
用氘化锂和氚化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药，达到氢弹爆炸的目的。中国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂。硼氢化锂和氢化铝锂，在有机化学反应中被广泛用做还原剂，硼氢化锂能还原醛类、酮类和酯类等。氢化铝锂，是制备药物、香料和精细有机化学药品等中重要的还原剂。

（9）、氢化铝锂
氢化铝锂，也可用作喷气燃料。氢化铝锂是对复杂分子的特殊键合的强还原剂，这种试剂已成为许多有机合成的重要试剂。有机锂化合物与有机酸反应，得到能水解成酮的加成产物，这种反应被用于维生素A合成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上，得到水解时能产生醇的加成产物。由锂和氨反应制得的氨基锂被用来引入氨基，也被用作脱卤试剂和催化剂。

2、生理用途
（1）、改变狼食肉的习性
当狼吃下含有锂化合物的肉食后，能引起消化不良，食欲大减，从而改变狼食肉的习性，这种习性还具有遗传性。

（2）、锂的生产工艺
人类对金属锂的应用已有了良好的开端，但由于锂的生产工艺比较复杂，成本很高。如果人们一旦解决了这些问题，锂的优良性能将得到进一步的发挥，从而扩大它的应用范围。

（3）、提高人体免疫机能
锂能改善造血功能，提高人体免疫机能。锂对中枢神经活动有调节作用，能镇静、安神，控制神经紊乱。锂可置换替代钠，防治心血管疾病。人体每日需摄入锂0.1mg左右。

（4）、有效的情绪稳定剂
锂的生物必需性及人体健康效应。锂是有效的情绪稳定剂。随着新的情绪稳定剂的出现，对锂治疗的兴趣和研究虽已减少，但锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂-抑郁病预防性管理的最有效措施。许多研究证明，锂对动物和人具有必需功能或有益作用。动物缺锂可导致寿命缩短、生殖异常、行为改变及其他异常。

（5）、人类流行病学
人类流行病学研究显示，饮水锂浓度与精神病住院率、杀人、自杀、抢劫、暴力犯罪和毒品犯罪率呈显著负相关。毒品犯的营养性锂补充研究证明锂有改善和稳定情绪的作用。心脏病人、学习低能者和在押暴力犯发锂含量显著降低。碳酸锂治疗的临床研究表明，锂的主要反应器官为胃肠道、肾脏、神经、肌肉、内分泌和心血管系统。

（6）、相关数据
在170～228mgLi/d治疗剂量范围内，预期的血清锂水平为0.4～0.8 mEq/L(2.78～5.55 mg/L)，无毒性反应。在锂的危险性评估中，对治疗剂量采用10倍安全因子对孕妇和胎儿不造成危害，这相当于成人每天摄入2mg Li。动物的NOAEL(无毒性作用水平)为10 mgLi/kg/d，采用32倍安全因子，得到日允许摄入量(ADI)为0.31mgLi/kg/d。人对锂的饮食需要量约为60～100 μg/d，典型的日摄入量为200～600μg。蛋类、牛奶、奶制品、鱼类、土豆和蔬菜含有丰富的锂。

一、密度最大的金属
锇(密度：22.59克/立方厘米)。

二、简介
1、中文名
锇。

2、英文名
Osmium。

3、化学式
Os。

4、分子量。
190.2。

5、熔点
3045℃。

6、沸点
5300℃以上。

7、水溶性
不易溶于水。

8、密度
22.59克/立方厘米(22.59*10^3千克/立方米)。

9、外观
固态为灰蓝色金属，锇粉呈蓝黑色。

10、应用
用于制造高硬度的合金。

11、安全性描述
S16 S26 S36/S37/S39。

12、危险性符号
F,Xi。

13、危险性描述
R11 R41 R36/38 R37/38。

14、原子序数
76。

15、周期表位置
第6周期Ⅷ族元素。

16、元素来源
存在于锇铱矿中。

17、元素类型
过渡金属。

18、常见化合价
0 +1 ±2 +3 +4 +5 +6 +7 +8。

19、晶体结构
六方晶胞。

三、发现历史

1、1803年
1803年，法国化学家科勒德士戈蒂等人研究了铂系矿石溶于王水后的渣子。他们宣布残渣中有两种不同于铂的新金属存在，它们不溶于王水。

2、1804年
1804年，泰纳尔发现并命名了它们。其中一个曾被命名为ptenium，后来改为osmium（锇），元素符号定为Os。ptenium来自希腊文中“易挥发”，osmium来自希腊文osme，原意是“臭味”，这是因为四氧化锇OsO4的熔点只有41℃，易挥发，气体有刺激性气味。

四、矿藏分布

1、成单质状态存在
锇属铂系元素。铂系元素几乎完全成单质状态存在，高度分散在各种矿石中。例如原铂矿、硫化镍铜矿、磁铁矿等。铂系元素几乎无例外地共同存在，形成天然合金。

2、铂系元素矿石
在含铂系元素矿石中，通常以铂为主要成分，而其余铂系元素则因含量较小，必须经过化学分析才能被发现。由于锇、铱、钯、铑和钌都与铂共同组成矿石，因此它们都是从铂矿提取铂后的残渣中发现的。

3、化学性质稳定
铂系元素化学性质稳定。它们中除铂和钯外，不但不溶于普通的酸，而且不溶于王水。铂很易溶于王水，钯还溶于热硝酸中。所有铂系元素都有强烈形成配位化合物的倾向。

五、物理性质

1、每层电子排布
2,8,16,32,16,2。

2、原子体积(立方厘米/摩尔)
8.49。

3、地壳含量
0.0001。

4、太阳中含量
0.002。

5、氧化态
MainOs+4。

6、晶体结构
晶胞为六方晶胞。

7、晶胞参数
（1）、a=273.44pm。

（2）、b=273.44pmc=431.73pm。

（3）、α=90°。

（4）、β=90°γ=120°。

8、莫氏硬度
7。

9、声音在其中的传播速率
4940m/s。

10、电离能
（1）、(kJ /mol)M-M+840。

（2）、M+-M2+1600。

（3）、M2+-M3+2400。

（4）、M3+-M4+3900。

（5）、M4+-M5+5200M5+-M6+6600。

（6）、M6+-M7+8100。

（7）、M7+-M8+9500。

11、发现人
台奈特（Tennant）。

12、发现年代
1803年。

13、硬度
硬度变化较大5.8-7.6。

14、比重
20-22.5g/cm3。

15、解理
解理0001完全。

16、颜色
钢灰色，银白色或锡白色。

17、条痕
灰色。

18、透明度
不透明。

19、光泽
金属光泽。

20、其他
微有展性及脆性。

六、化学性质
1、反射色锡白带浅蓝
反射率：67.5（绿光），66（橙光），67（红光）。平行c轴切面双反射清楚。非均质弱到中强，浅粉红、红、古铜色和灰到深蓝。

2、密度最大
锇是已知金属单质中密度最大的，其密度达到22.59克/立方厘米，熔点3045℃，沸点在5300℃以上。六方密集晶格。

3、质硬而脆
灰蓝色金属，质硬而脆，放在铁臼里捣，就会很容易地变成粉末，锇粉呈蓝黑色，且锇金属粉末可自燃。锇的蒸气有剧毒，会强烈地刺激人的眼部粘膜，严重时会造成失明。

4、易氧化
金属锇在空气中十分稳定，粉末状的锇易氧化。浓硝酸、浓硫酸、次氯酸钠溶液都可以使其氧化。在室温下易与氧气反应生成氧化锇(OsO2)，加热可生成易挥发且有剧毒的四氧化锇(OsO4)。

5、透明度
不透明。

6、光泽
金属光泽。

7、其他
微有展性及脆性。

七、用途

1、催化剂
锇在工业中可以用做催化剂。合成氨或进行加氢反应时用锇做催化剂，就可以在不太高的温度下获得较高的转化率。如果在铂里掺进一点锇，就可做成硬度大且锋利的锇铂合金手术刀。

2、制成锇铱合金
利用锇与一定量的铱可制成锇铱合金，比如某些高级金笔的笔尖上那颗银白色的小圆点即锇铱合金，锇铱合金坚硬耐磨，可以做钟表和重要仪器的轴承，使用年限很长。
 

一、世界最轻的金属

世界最轻的金属是锂，密度仅为0.534g/cm³。

二、简介
1、中文名
锂、金属锂。

2、英文名
Lithium。

3、别称
Lithium metal。

4、分子量
6.94。

5、CAS登录号
7439-93-2。

6、EINECS登录号
231-102-5。

7、熔点
180ºC。

8、沸点
1340ºC。

9、水溶性
起反应。

10、密度
0.534g/cm³。

11、安全性描述
保持容器干燥。出现意外或者感到不适立刻到医生那里寻求帮助。

12、危险性符号
F：易燃物质，C：腐蚀性物质。

13、危险性描述 
R34：会导致灼伤。

14、危险品运输编号
UN1415。

15、发现人
阿尔费特逊。

16、元素符号
Li。

三、发现历史

1、第一块锂矿石
第一块锂矿石，透锂长石（LiAlSi₄O₁₀）是由巴西人（Jozé Bonifácio de Andralda e Silva）在名为Utö的瑞典小岛上发现的，于18世纪90年代。当把它扔到火里时会发出浓烈的深红色火焰，斯德哥尔摩的Johan August Arfvedson分析了它并推断它含有以前未知的金属，他把它称作lithium（锂）。

2、碱金属元素
他意识到这是一种新的碱金属元素。然而，不同于钠的是，他没能用电解法分离它。1821年William Brande电解出了微量的锂，但这不足以做实验用。直到1855年德国化学家 Robert Bunsen和英国化学家Augustus Matthiessen电解氯化锂才获得了大块的锂。

3、金属性质
锂的英文为Lithium，来源于希腊文lithos，意为“石头”。Lithos的第一个音节发音“里”。因为是金属，在左方加上部首“钅”。锂在地壳中的含量比钾和钠少得多 [2]  ，它的化合物不多见，是它比钾和钠发现的晚的必然因素。锂发现的第二年，得到法国化学家伏克兰重新分析肯定。

4、锂矿物
锂，原子序数3，原子量6.941，是最轻的碱金属元素。元素名来源于希腊文，原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。

5、天然锂
天然锂有两种同位素：锂6和锂7。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54°C，沸点1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。锂与其它碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中，只有氯化锂易溶于有机溶剂。

6、挥发性
锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用此来鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。

7、国家天文台
2018年8月，由中国科学院国家天文台带领的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜（LAMOST）发现一颗奇特天体，它的锂元素含量约是同类天体的3000倍，绝对锂丰度高达4.51，是人类已知锂元素丰度最高的恒星。这一重要天文发现于北京时间8月7日凌晨，在国际科学期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）上在线发布。

四、含量分布
1、存在形式
在自然界中，主要以锂辉石、锂云母及磷铝石矿的形式存在。锂在地壳中的自然储量为1100万吨，可开采储量410万吨。2004年，世界锂开采量为20200吨， 其中，智利开采7990吨，澳大利亚3930吨，中国2630吨，俄罗斯2200吨，阿根廷1970吨。

2、稀有金属
锂号称“稀有金属”，其实它在地壳中的含量不算“稀有”，地壳中约有0.0065%的锂，其丰度居第二十七位。已知含锂的矿物有150多种，其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。海水中锂的含量不算少，总储量达2600亿吨，可惜浓度太小，提炼实在困难。

3、中国锂矿
中国的锂矿资源丰富，以中国的锂盐产量计算，仅江西云母锂矿就可供开采上百年。

五、理化性质

1、物理性质
（1）、银白色金属
质较软，可用刀切割。是最轻的金属，密度比所有的油和液态烃都小，故应存放于固体石蜡或者白凡士林中(在液体石蜡中锂也会浮起)。锂的密度非常小，仅有0.534g/cm³，为非气态单质中最小的一个。因为锂原子半径小，故其比起其他的碱金属，压缩性最小，硬度最大，熔点最高。

（2）、温度
温度高于-117℃时，金属锂是典型的体心立方结构，但当温度降至-201℃时，开始转变为面心立方结构，温度越低，转变程度越大，但是转变不完全。在20℃时，锂的晶格常数为3.50Å，电导约为银的五分之一。锂容易地与铁以外的任意一种金属熔合，锂的焰色反应为紫红色。 

（3）、同位素
锂共有七个同位素，其中有两个是稳定的，分别是 Li-6和Li-7，除了稳定的之外，半衰期最长的就是Li-8，它的半衰期有838毫秒，接下来是Li-9，有187.3毫秒，之后其他的同位素半衰期都在8.6毫秒以下。而Li-4是所有同位素里面半衰期最短的同位素，只有 7.58043×10-23秒。

（4）、捕捉低速中子能力
Li-6捕捉低速中子能力很强，可以用来控制铀反应堆中核反应发生的速度，同时还可以在防辐射和延长核导弹的使用寿命方面及将来在核动力飞机和宇宙飞船中得到应用。Li-6在原子核反应堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用来实现热核反应。Li-6在核装置中可用作冷却剂。 

2、化学性质
（1）、化学元素
锂（Lithium），是一种化学元素，是金属活动性较强的金属（金属性最强的金属是铯），它的化学符号是Li，它的原子序数是3，三个电子其中两个分布在K层，另一个在L层。锂是所有金属中最轻的。因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层，使得锂容易极化其他的分子或离子，自己本身却不容易极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。

（2）、锂与水反应
虽然锂的氢标电势是最负的，已经达到-3.045，但由于氢氧化锂溶解度不大而且锂与水反应时放热不能使锂融化，所以锂与水反应还不如钠剧烈，反应在进行一段时间后，锂表面的氮氧化物膜被溶解，从而使反应更加剧烈。

（3）、氧化
由于易受氧化而变暗。如果将锂丢进浓硫酸，那么它将在硫酸上快速浮动，燃烧并爆炸。如果将锂和氯酸钾混合（震荡或研磨），它也有可能发生爆炸式的反应。

（4）、化学反应
氢化锂遇水发生猛烈的化学反应，产生大量的氢气。两公斤氢化锂分解后，可以放出氢气5.66千升。氢化锂的确是名不虚传的“制造氢气的工厂”。第二次世界大战期间，美国飞行员备有轻便的氢气源——氢化锂丸作应急之用。

六、制取方法
1、1855年
1855年，本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才制得它，工业化制锂是在1893年由根莎提出的，锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。电解氯化锂制取锂要消耗大量的电能，每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。

2、工业方法
工业上可以用如下的方法制备锂单质：将氯化锂在不超过其熔点(602℃)的温度下灼烧干燥1h。使用经过氢氧化钾脱水干燥的、新蒸馏的吡啶溶解上述氯化锂，制成11.81%的氯化锂的吡啶溶液作为电解液。用石墨板作阳极，光洁的铂片或铁片作阴极，无隔膜。电解时采用的电压为1.4V，电流密度为0.2～0.3A/100c㎡。

七、主要用途

1、工业用途
（1）、工业生产
将质量数为6的同位素（6Li）放于原子反应堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用来进行热核反应，有着重要的用途。锂主要以硬脂酸锂的形式用作润滑脂的增稠剂。这种润滑剂兼有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。锂化物用于陶瓷制品中，以起到助溶剂的作用。在冶金工业中也用来作脱氧剂或脱氯剂，以及铅基轴承合金。

（2）、生活应用
锂与生活日用息息相关，个人携带的笔记本电脑、手机、蓝牙耳机等数码产品中应用的锂离子电池中就含有丰富的锂元素。锂离子电池是高能储存介质，由于锂离子电池的高速发展，衍生带动了锂矿、碳酸锂等公司业务的蓬勃发展。金属锂电池在军用领域也有应用。

（3）、工业应用
锂早先的主要工业用途是以硬脂酸锂的形式用作润滑剂的增稠剂，锂基润滑脂兼有高抗水性，耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锂润滑剂，就足以用到汽车报废为止。在冶金工业上，利用锂能强烈地和氧、氮、氯、硫等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。

（4）、火箭燃料
1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量，因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂，用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比冲量，火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。 

（5）、玻璃制造
如果在玻璃制造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃），加入锂后使玻璃成为“永不溶解”，并可以抗酸腐蚀。纯铝太软，当在铝中加入少量的锂、镁、铍等金属熔成合金，既轻便，又特别坚硬，用这种合金来制造飞机，能使飞机减轻2/3的重量，一架锂飞机两个人就可以抬走。锂－铅合金是一种良好的减摩材料。

（6）、高能金属
真正使锂成为举世瞩目的金属，还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能，人称它为“高能金属”。锂电池是二十世纪三、四十年代才研制开发的优质能源，它以开路电压高，比能量高，工作温度范围宽，放电平衡，自放电子等优点，已被广泛应用于各种领域，是很有前途的动力电池。

（7）、锂化合物
锂化合物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特别是用于搪瓷制品中，锂化合物的主要作用是作助熔剂。氟化锂对紫外线有极高的透明度，用它制造的玻璃可以洞察隐蔽在银河系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显像管。二战期间，美国飞行员备有轻便应急的氢气源—氢化锂丸。

（8）、氢弹爆炸
用氘化锂和氚化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药，达到氢弹爆炸的目的。中国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂。硼氢化锂和氢化铝锂，在有机化学反应中被广泛用做还原剂，硼氢化锂能还原醛类、酮类和酯类等。氢化铝锂，是制备药物、香料和精细有机化学药品等中重要的还原剂。

（9）、氢化铝锂
氢化铝锂，也可用作喷气燃料。氢化铝锂是对复杂分子的特殊键合的强还原剂，这种试剂已成为许多有机合成的重要试剂。有机锂化合物与有机酸反应，得到能水解成酮的加成产物，这种反应被用于维生素A合成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上，得到水解时能产生醇的加成产物。

2、生理用途
（1）、改变狼食肉的习性
当狼吃下含有锂化合物的肉食后，能引起消化不良，食欲大减，从而改变狼食肉的习性，这种习性还具有遗传性。

（2）、锂的生产工艺
人类对金属锂的应用已有了良好的开端，但由于锂的生产工艺比较复杂，成本很高。如果人们一旦解决了这些问题，锂的优良性能将得到进一步的发挥，从而扩大它的应用范围。

（3）、提高人体免疫机能
锂能改善造血功能，提高人体免疫机能。锂对中枢神经活动有调节作用，能镇静、安神，控制神经紊乱。锂可置换替代钠，防治心血管疾病。人体每日需摄入锂0.1mg左右。

（4）、有效的情绪稳定剂
锂的生物必需性及人体健康效应。锂是有效的情绪稳定剂。随着新的情绪稳定剂的出现，对锂治疗的兴趣和研究虽已减少，但锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂-抑郁病预防性管理的最有效措施。许多研究证明，锂对动物和人具有必需功能或有益作用。动物缺锂可导致寿命缩短、生殖异常、行为改变及其他异常。

（5）、人类流行病学
人类流行病学研究显示，饮水锂浓度与精神病住院率、杀人、自杀、抢劫、暴力犯罪和毒品犯罪率呈显著负相关。毒品犯的营养性锂补充研究证明锂有改善和稳定情绪的作用。心脏病人、学习低能者和在押暴力犯发锂含量显著降低。碳酸锂治疗的临床研究表明，锂的主要反应器官为胃肠道、肾脏、神经、肌肉、内分泌和心血管系统。

（6）、相关数据
在170～228mgLi/d治疗剂量范围内，预期的血清锂水平为0.4～0.8 mEq/L(2.78～5.55 mg/L)，无毒性反应。在锂的危险性评估中，对治疗剂量采用10倍安全因子对孕妇和胎儿不造成危害，这相当于成人每天摄入2mg Li。动物的NOAEL(无毒性作用水平)为10 mgLi/kg/d，采用32倍安全因子，得到日允许摄入量(ADI)为0.31mgLi/kg/d。

一、世界最贵的金属

锎，在国际市场上每克锎就值1000万美元，是黄金的65万倍。

二、简介
1、中文名
锎。

2、英文名
Californium。

3、分子量
251.08。

4、熔点
900℃。

5、沸点
1745。

6、密度
15.1(g/cc，300K)。

7、外观
银白色。

8、电负性
1.3。

9、相对原子质量
162.599。

10、晶体结构
晶胞为六方晶胞。

11、外围电子排布
5f10 7s2。

12、核外电子排布
2,8,18,32,28,8,2。

13、离子半径
0.934/&Aring。

14、氧化态
3。

15、所属系
锕系。

16、元素符号
Cf。

三、发现简史

1、首次发现
锎（台湾、香港、澳门称鉲）是一种人工合成的放射性化学元素，它的化学符号是Cf，它的原子序数是98，属于锕系元素之一。1950年2月9日前后，物理学家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奥索及格伦·西奥多·西博格在伯克利加州大学首次发现了锎元素。

2、超铀元素
锎是第六个被发现的超铀元素。研究小组在1950年3月17日发布了该项发现。锎的拼音名称是以美国的加利福尼亚州命名。该地是加利福尼亚大学柏克莱分校的所在州份美国加州伯克利的1.5米直径回旋加速器将α粒子（42He）加速至35 MeV能量，射向一微克大小的锔-242目标，以此产生了锎-245（24598Cf）和一颗自由中子（n）。此次实验只产生了大约5千颗锎原子，半衰期为44分钟。

3、名称由来
该新元素以加州和加州大学命名。这和95至97号元素的命名方式有所不同。第95至97号元素是利用类似于对上的元素之命名方式而命名的。但是，98号元素以上的镝（Dysprosium）的意思是“难取得”，所以研究人员决定打破此前的非正式命名常规。

4、重量可观
爱达荷国家实验室通过对钚目标体进行辐射，首次产生了重量可观的锎元素，并于1954年发布了研究结果。产生的样本中能够观察到锎-252的高自发裂变率。1958年，科学家首次对浓缩锎进行了实验。

5、同位素
在对钚-239进行中子辐射连续5年之后，科学家在样本中发现了从锎-249到锎-252的各个同位素。两年后的1960年，劳伦斯伯克利国家实验室的Burris Cunningham和James Wallman把锎置于蒸汽与盐酸中，第一次制成了锎的化合物——三氯化锎、氯氧化锎及氧化锎。

6、1960年代
1960年代，位于美国田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室利用其高通率同位素反应炉（HFIR）产生了少量的锎。到1995年为止，HFIR的实际锎年产量为500毫克。在《英美共同防御协约》下英国向美国提供的钚元素曾用于制造锎。

7、美国原子能协会
美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售锎-252同位素，每微克价格为10美元，从1970至1990年每年一共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用镧金属还原了氧化锎(III)，首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。

四、矿藏分布
1、储量极少
地球上有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。铀在捕获中子之后进行β衰变，从而形成锎。在使用锎进行探矿或医学治疗的设施附近也可以发现锎。锎不易溶于水，但会黏附在泥土上，所以泥土中锎的浓度可以比泥土粒子周围的水高出500倍。

2、1980年之前
1980年之前大气层核试验的辐射落尘散落在环境中，其中含有少量的锎。从空气中采得的核爆辐射落尘中曾被发现含有质量数为249、252、253和254的锎同位素。

3、超新星
科学家曾认为超新星会产生锎，因为超新星物质的衰变符合Cf的60天半衰期。不过，之后的研究未能探测到锎谱线，人们也一般认为超新星的光变曲线是符合镍-56的特征的。

五、物理性质

1、同位素
同位素有245Cf到254Cf。最稳定的同位素是251Cf，半衰期是900年。

2、性质
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。

3、同位素
由氦同位素轰击锔可得到微量的锎。锎的同位素有从237Cf到256Cf。虽然锎-251是最稳定的同位素，但是最有商业价值的却是锎-252。锎-252大部分都是用来检测飞机行李内是否有爆裂物存在。

4、形态
锎是一种银白色的锕系金属，熔点为900±30°C，估计的沸点为1745°C。处于纯金属态时，锎是具延展性的，可以用刀片轻易切开。在真空状态下的锎金属到了300°C以上时便会气化。在51K（三20°C）以下的锎金属具铁磁性或亚铁磁性，在48至66 K时具反铁磁性，而在160K（ㄢ10 °C）以上时具顺磁性。它与镧系元素能够形成合金，但人们对其所知甚少。

5、两种晶体结构
在一个大气压力下，锎有两种晶体结构：在900 °C以下为双层六方密排结构（称α型），此时密度为15.10 g/cm；而另一种面心立方结构（β型）则在900 °C以上出现，密度为8.74 g/cm。在48GPa的压力下，锎的晶体结构会由β型转变为第三种正交晶系结构。这是由于锎原子中的5f电子在此压力下会变成离域电子，这些自由电子够参与键结的形成。

6、体积模量
物质的体积模量指的是该物质抗衡均匀压力的强度。锎的体积模量为50 ± 5 GPa，这与三价的镧系金属相似，但比一些常见的金属低（如铝：70 GPa）。

7、参数
（1）、电子构型
1s2 2s2p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p65d105f10 6s26p6 7s2

（2）、同位素及放射线
 Cf-245[44m] Cf-246[1.5d] Cf-247[3.1h] Cf-248[334d] Cf-249[351y] Cf-250[13y] Cf-251(放 α[900y]) Cf-252[2.6y] Cf-253[17.8d] Cf-254[60.5d]

（3）、外围电子层排布
5f10 7s2

8、晶体数据
晶胞为六方晶胞。

9、晶胞参数
（1）、a = 338 pm

（2）、b = 338 pm

（3）、c = 1102.5 pm

（4）、α = 90°

（5）、β = 90°

（6）、γ = 120°

六、化学性质

1、锎的化合价
可以是4、3或2，也就是说一个锎原子能够形成2至4个化学键。其化学属性预计将会类似于别的三价锕系元素，以及在元素周期表中位于锎以上的镝。锎在室温下会在空气中缓慢地失去光泽，速度随着湿度的提高而加快。锎可以和氢、氮和任何氧族元素加热进行反应，其中与不含湿气的氢或与水溶无机酸反应的速度极快。

2、锎离子
处于锎(III)正离子状态。科学家未能还原或氧化溶液中的+3离子。锎能够形成能溶于水的氯化物、硝酸盐、高氯酸盐及硫酸盐，沉淀后形成氟化物、草酸盐或氢氧化物。

3、同位素
（1）、放射性同位素
已知的锎同位素共有20个，有246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等，都是放射性同位素。其中最稳定的有锎-251（半衰期为900年）、锎-249（360年）、锎-250（13.08年）及锎-252（2.645年）。其余的同位素半衰期都在一年以下，如锎-254半衰期为64天，大部分甚至少于20分钟。锎同位素的质量数从237到256不等。

（2）、衰变后形成
锎-249是在锫-249进行β衰变后形成的。大部分其他的锎同位素是在核反应炉中对锫进行强烈的中子辐射后产生的。虽然锎-251的半衰期最长，但是由于容易吸收中子（高中子捕获率）以及会与其他粒子产生反应（高中子截面），所以其产量只有10%。

（3）、放射性极高
锎-252是个强中子射源，因此其放射性极高，非常危险。锎-252有96.9%的概率进行α衰变（损失两颗质子和两颗中子），并形成锔-248，剩余的3.1%概率进行自发裂变。一微克（最）的锎-252每秒释放230万颗中子，平均每次自发裂变释放3.7颗中子。其他大部分的锎同位素都以α衰变形成锔的同位素（原子序为96）。

七、应用领域
1、极其昂贵
可用作高通量的中子源。能够利用的锎的数量非常少，使其应用受到了限制，可是，它作为裂解碎片源，被用于核研究。该金属元素是世界上最昂贵的元素，1克价值2700万美元，是金子的65万倍。

2、核医学领域
可用作高通量的中子源。在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其它中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效。

3、应用发展
中国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。

4、中子治癌
中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。

5、中子刀
中子刀是锎-252中子源自动遥控式后装治疗系统，是一种放射治疗，融核物理学、放射生物学、自动控制、计算机等多门学科为一体的先进医疗设备、以治疗人体腔道或管道内肿瘤为主的大型现代化高科技放射治疗设备。具有世界领先水平，中子刀填补了中国乃至世界治癌领域的一项空白。

6、橡树岭国家实验室
橡树岭国家实验室建造的50吨重运输桶，可用于运载最多1克的Cf。运输此类高放射性物质必须用到重型容器，以避免可能的意外。锎-252作为一种强中子射源，有着几个应用的范畴。每微克的锎每分钟能够产生1.39亿颗中子。因此锎可以被用作核反应炉的中子启动源或在中子活化分析中作为（非来自反应炉的）中子源。

7、放射治疗
在放射治疗无效时，子宫颈癌和脑癌的治疗用到了锎所产生的中子。自从1969年萨瓦那河发电厂向佐治亚理工学院借出119 最萀锎-252之后，锎一直被用于教育范畴上。在煤炭、水泥产业中，锎也被应用在煤元素分析和粒状物质分析机上。

8、中子
由于中子能够穿透物质，所以锎也可以被用在探测器中，如燃料棒扫描仪，使用中子射线照相术来探测飞机和武器部件的腐蚀、问题焊接点、破裂及内部湿气，以及便携式金属探测器等。中子湿度计利用锎-252来寻找油井中的水和石油，为金银矿的实地探测提供中子源，以及探测地下水的流动。

9、应用比例
1982年锎-252的主要用途按用量比例分别为：反应炉启动源（48.3%）、燃料棒扫描仪（25.3%）及活化分析（19.4%）。到了1994年，大部分的锎-252都用于中子射线照相（77.4%），而燃料棒扫描仪（12.1%）和反应炉启动源（6.9%）则成了次要的应用范围。锎-251的临界质量很低（约为5 kg）。人们曾夸大其低临界质量的可能用途。

10、Uuo原子
2006年10月，位于俄罗斯杜布纳联合核研究所的研究人员宣布成功合成3颗Uuo（118号元素）原子。他们利用钙-48撞击锎-249，产生了这个目前最重的元素。该次实验的目标体是一片面积为32 cm、含有10 mg锎-249的钛薄片。 其他用到锎来合成的超铀元素还包括1961年以硼原子核撞击锎所形成的铹元素。

11、治疗恶性肿瘤
锎在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其它中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效。 

12、锎-252中子源
我国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。1992年中国已建立了锎-252中子源生产线。由俄罗斯提供锎-252原料和工艺设备，在中国生产锎-252中子源。中国已有公司从事锎-252中子治疗仪的开发，于1999年起，经过几年的临床应用，显示出非常好的疗效。

13、人造元素
锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。

14、中子治癌
中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。

一、世界最多的金属

自然界中含量最多的金属元素是铝。

二、简介
1、中文名
铝。

2、外文名
Aluminium。

3、元素符号
Al。

4、相对原子质量
26.981539。

5、化学品类别
金属单质。

6、管制类型
粉状管制。

7、储存方法
密封干燥保存。

8、CAS编号
7429-90-5。 

三、含量分布

1、以铝硅酸盐矿石存在
地壳中含量最丰富的金属元素，含量8.3%。主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石。

2、氧化铝
氧化铝为一种白色无定形粉末，它有多种变体，其中最为人们所熟悉的是α－Al₂O₃和β－Al₂O₃。自然界存在的刚玉即属于α一Al₂O₃，它的硬度仅次于金刚石，熔点高、耐酸碱，常用来制作一些轴承，制造磨料、耐火材料。

3、刚玉坩埚
如刚玉坩埚，可耐1800℃的高温。Al₂O₃由于含有不同的杂质而有多种颜色。例如含微量Cr（III）的呈红色，称为红宝石；含有Fe（II），Fe（III）或Ti（IV）的称为蓝宝石。

4、轻金属
铝是一种轻金属，化学符号为Al，原子序数：13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。

5、根据铝的成分可分三类
（1）、高级纯铝
含铝量（%）：99.93%~99.999%

（2）、工业高纯铝
含铝量（%）：99.85%~99.9%

（3）、工业纯铝
含铝量（%）：98%~99.7%

四、制备方法
1、1854年
1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通入氯气后加热得到NaCl，AlCl₃复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。

2、1886年
1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石（Na3AlF6）的混合物制得了金属铝，奠定了今后大规模生产铝的基础。

3、存在形式
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时，等等。由铝的氧化物与冰晶石（Na3AlF6）共熔电解可制得铝，其主要反应过程如下。

4、从铝土矿中提取铝反应过程
（1）、溶解
将铝土矿溶于NaOH(aq)：Al₂O₃+ 2NaOH+3H₂O= 2NaAl(OH)4（四羟基合铝酸钠）

（2）、过滤
除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等

（3）、酸化
向滤液中通入过量CO₂：NaAl(OH)4+ CO₂ = Al(OH)₃↓+ NaHCO₃

（4）、过滤、灼烧
Al(OH)₃：2Al(OH)₃ =高温= Al₂O₃+ 3H₂O

（5）、电解
2Al₂O₃(l) =通电= 4Al + 3O₂↑

（6）、注意
电解时为使氧化铝熔融温度降低，在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF₆)。不电解熔融AlCl₃炼Al；原因：AlCl₃是共价化合物，其熔融态导电性极差。

五、化学性质

1、活泼金属
铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃（1埃=0.1纳米）的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈相应的金属；铝是两性的，极易溶于强碱，也能溶于稀酸。

2、与酸反应
（1）、2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑
　　
（2）、2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑
　　
（3）、Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O
　　
（4）、Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O
　　
（5）、8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O
　　
（6）、8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O

（7）、6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑

3、与碱反应
2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑、（也有文献写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）

4、与非金属反应
（1）、4Al+3O₂====2Al₂O₃（点燃）

（2）、2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃）

（3）、2Al+3S====Al₂S₃ （加热）

5、铝热反应
（1）、2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe（铝热反应）

（2）、8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe

6、与水反应
根据铝的还原性可推断铝可以与水反应，但实验发现，铝与沸水几乎没有反应现象，不过铝在加热条件下就可以与水蒸汽发生明显反应，但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。

六、物理性质

1、基本物性
铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。

2、易溶性
易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，不溶于水，但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝，相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33。

3、性能
熔点660℃。沸点2327℃。以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而被广泛使用。做日用皿器的铝通常叫“钢精”或“钢种”。Al在（室温）25℃的热膨胀系数0.0000236mm/℃ 或23.6ppm*k-1。

七、主要用途
1、极为广泛的用途
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。因为铝有多种优良性能，所以铝有着极为广泛的用途。铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量（按吨计算）仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。

2、性能
铝的重量轻和耐腐蚀，是其性能的两大突出特点。铝的密度很小，仅为2.7 g/cm³，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。

3、导电性
铝的导电性仅次于银、铜和金，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

4、延展性
铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

5、涂料
铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。

6、铝热剂
铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。

7、反射性能
铝板对光的反射性能也很好，反射紫外线比银强，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。

8、耐低温
耐低温，铝在温度低时，它的强度反而增加而无脆性，因此它是理想的用于低温装置材料，如冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆的生产装置。
 

一、熔点最低的金属

汞，熔点：-39℃（1Pa）。

二、简介
1、中文名
汞、水银。

2、外文名
mercury。

3、元素符号
Hg。

4、相对原子质量
200.59。

5、危险性
剧毒（慢性）。

6、CAS号
7439-97-6。

7、管制类型
管制。

8、原子半径
150(171)(计算值)/pm。

9、原子体积
14.82cm3/mol。

10、电子构型
Xe4f(14) 5d(10) 6s(2)。

11、离子半径/Å
1.02。

12、共价半径/Å
1.49。

13、熔点
-39℃（1Pa）。

14、沸点
356.7℃（1Pa）。

三、发现简史

1、稀有金属
汞在自然界中分布量极小，被认为是稀有金属，但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂，可以证明中国在有史以前就使用了天然的硫化汞。

2、古文献记载
根据中国古文献记载：在秦始皇死以前，一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银，例如齐桓公葬在今山东临淄县，其墓中倾水银为池。这就是说，中国在公元前7世纪或更早已经取得大量汞。

3、作为外科用药
中国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中的《五十二药方》，抄写年代在秦汉之际，是现已发掘的中国最古医方，可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银、雄黄混合，治疗疥疮等。

4、炼金术士
东西方的炼金术士们都对水银发生了兴趣。西方的炼金术士们认为水银是一切金属的共同性——金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。

5、制取形式
中国古代劳动人民把丹砂（也就是硫化汞），在空气中煅烧得到汞。但是生成的汞容易挥发，不易收集，而且操作人员会发生汞中毒。中国劳动人民在实践中积累经验，改用密闭方式制汞，有的是密闭在竹筒中，有的是密闭的石榴罐中。根据西方化学史的资料，曾在埃及古墓中发现一小管水银，据历史考证是公元前16—前15世纪的产物。但中国古代劳动人民首先制得了大量水银。

四、矿产分布

1、矿藏
（1）、存在形式
汞是自然生成的元素，见于空气、水和土壤中。汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链（尤其是鱼类）中，其踪迹遍布全球各个角落。

（2）、汞矿资源量
世界汞矿资源量约70万吨，基础储量30万吨。拥有汞储量的主要国家及其基础储量有西班牙9万吨，意大利6.9万吨，中国8.14万吨，吉尔吉斯斯坦4.5万吨。世界汞矿床主要分布在特提斯—喜马拉雅构造带上。汞矿床主要类型为碳酸盐型，其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要，占汞矿床的储量的90%。

（3）、汞矿产
汞矿产于下寒武统地层中，产出与富集严格受构造、岩石组合及围岩蚀变等综合控制。主矿体呈层状、似层状，亦有顺层透镜状的矿体产出，具明显的层控特征，属层控型矿床，被公认为中国最典型的"层状汞矿床"，对国内外汞的勘查与研究具有重要意义。矿石单一，以辰砂为主。产出以星点状、浸染状为主，次为脉状、条带状。矿石选冶性能良好。  

2、迁移与转化
（1）、汞循环
汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。

（2）、汞迁移
汞是在生态系统中能完善循环的惟一重金属。汞排入水中后，通过食物链，受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍，汞循环显示复杂过程包括：颗粒物的迁移；干、湿物的沉降；火山挥发进入大气；入水沉积污泥中；在细菌作用下生成甲基汞；进入生物体；在生物体内累积。

（3）、汞转化
在微生物的作用下，金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞，这种转化称为汞的生物甲基化作用，甲基汞易被人体吸收，排出慢，而且毒性大。这是因为甲基汞易溶于脂类中；汞在体内不易分解，由于其分子结构中有碳-汞键不易切断；是高神经毒剂，多在脑部积累。

五、物理性质

1、唯一以液态存在的金属
是在常温、常压下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/立方厘米。内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，蒸气有剧毒。天然的汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水，在有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢。

2、合金
汞容易与大部分普通金属形成合金，这些合金统称汞合金（或汞齐）。能与汞形成合金的金属包括金和银，但不包括铁，所以铁粉一直以来被用于置换汞。其他一些第一行的过渡金属难于形成合金，但不包括锰、铜和锌。其他不易与汞形成合金的元素有铂和其他一些金属。钠汞齐是有机合成中常用的还原剂，也被用于高压钠灯中。

3、铝汞齐
当汞和铝的纯金属接触时，它们易于形成铝汞齐，因为铝汞齐可以破坏防止继续氧化金属铝的氧化层（毛刷实验），所以即使很少量的汞也能严重腐蚀金属铝。出于这个原因，绝大多数情况下，汞不能被带上飞机，因为它很容易与飞机上暴露的铝质部件形成合金而造成危险。

4、液态存在
作为金属的汞，在常温下却离奇地以液态存在。相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释。与金相仿，汞的6s 轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性电子对”效应：汞的6s2壳层在成键过程中呈现惰性。可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能。按照一般周期规律能量间隔应随主量子数增加而减小。

5、能量间隔
所以，由锌到镉能量间隔变小在预料之中，然而由镉到汞该能量间隔反而陡然增加。这里可以再次看到正是相对论收缩效应致使全满的6s2壳层安然稳定，于是汞的6s26p能量间隔骤增。只要得不到所需的激发能，具有惰性6s2壳层的汞原子之间就无法形成强键。基态Hg2仅靠范德华力相互维系，所以金属汞在常温下呈液态。

六、化学性质

1、能溶解许多金属
溶于硝酸和热浓硫酸，分别生成硝酸汞和硫酸汞，汞过量则出现亚汞盐。能溶解许多金属，形成合金，合金叫做汞齐。化合价为+1和+2。与银类似，汞也可以与空气中的硫化氢反应。

2、体积膨胀系数
汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+4价的汞化合物只有四氟化汞，而+3价的汞化合物不存在。

七、毒理简介
1、液体汞吞食
需要注意的是，微量的液体汞吞食一般不会造成严重的中毒反应（有资料称它在生物体内会形成有机化合物），但汞蒸气和汞盐（除了一些溶解度极小的如硫化汞）都是剧毒的，口服、吸入或接触后可以导致脑和肝损伤。使用温度计一般用酒精取代汞，中华人民共和国境内（不包括港澳台地区）使用的温度计仍然在使用汞。中国计划在2015年前逐步禁止汞温度计的使用。

2、二甲基汞
最危险的汞有机化合物是二甲基汞[（CH3）2Hg]，仅几微升（10-9m3或10-6dm3或10-3cm3）二甲基汞接触在皮肤上就可以致死。汞可以在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是汞中毒的一种。汞破坏中枢神经系统，对口、粘膜和牙齿有不良影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞沸点很高，但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒剂量的数倍。

八、应用领域
1、综述
汞最常用的应用是造工业用化学药物以及在电子或电器产品中获得应用。汞还用于温度计，尤其是在测量高温的温度计。越来越多的气态汞仍用于制造日光灯，而很多的其他应用都因影响健康和安全的问题而被逐渐淘汰，取而代之的是毒性弱但贵很多的Galinstan合金。

2、用于金矿
可将金从其矿物中分解出来，因此经常用于金矿。

3、工业生产
气态汞用于汞蒸气灯。用于制造液体镜面望远镜。利用旋转使液体形成抛物面形状，以此作为主镜进行天文观测的望远镜，价格为普通望远镜的三分之一。

4、其他用途
水银开关、杀虫剂、生产氯和氢氧化钾的过程中、防腐剂、在一些电解设备中充当电极、电池和催化剂。

5、牙医学
汞齐牙齿填补物，汞和它的化合物一直被用于药物，不过不如以前那么常见了，因为汞和它的化合物的毒性已经被更广泛地知晓。汞是一种制成牙齿填补物的重要元素。硫柳汞是一种用于疫苗中的有机物防腐剂，尽管它的使用已被禁止。另一种汞化合物，汞溴红，是一种局部外用的消毒剂，用于微小切口和表面创伤；在某些国家它仍被使用。

6、化妆品
硫柳汞（Thiomersal）广泛用于制造染眉毛膏。在2008年，美国明尼苏达州成为美国第一个禁止在化妆品中加入汞的州。