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物化性质:
铊(Tl),白色,质柔软,无弹性,易熔融, 化合物有毒。铊是无味无臭的金属,在空气中 氧化时表面覆有氧化物的黑色薄膜,174℃开 始挥发,保存在水中或石蜡中较空气中稳定。
溶于硝酸和硫酸,较难与盐酸反应,不溶于水。 密封于水或油中保存。
铊的用途
主要用途是制造硫酸铊── 一种烈性的灭鼠药。和淀粉、糖、甘油与 水混合即能制造一种“款待”老鼠的灭鼠剂。在扑灭鼠疫中颇有用。 (也用于检测红外线辐射和心肌研究。) 制备铊盐、合金。氢还原硝基苯的催化活化剂。铊与钒的合金在生产 硫酸时作催化剂。耐硫化氢腐蚀的涂料。半导体研究。光学玻璃的附加 料,可增加折光率。含8.5%铊的液体汞齐的凝固点为-60℃,在低温操 作的仪器中为汞的代用品。气态铊可作为内燃机的抗震剂。 在地壳中的含量约为十万分之三,以低浓度分布在长石、云母和铁、 铜的硫化物矿中,独立的铊矿很少。
应用领域:
镓主要用于电子工业、通讯和医学领域。
工业用途
①制造半导体砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元; ②纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质; ③高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。 ④镓-68会发射正电子,可以用于正电子断层成像。 医学应用 在观察到癌组织对67Ga有吸引力之后,美国国家癌症学会指出稳 定的镓对于啮齿动物的肿瘤很有疗效。这曾在癌症病人身上试验 过。当服用剂量为750mg/kg时,镓对人的肾脏有害。不停的灌输 镓的配制药品可以降低镓对肾小管的毒性。
用途:钇铝石榴石Y3Al5O12用 作激光材料,钇铁石榴石 Y3Fe5O12用于微波技术及声能 换送,掺铕的钒酸钇YVO4:Eu 及掺铕的氧化钇Y2O3:Eu用作 彩色电视机的荧光粉。金属钇 在合金方面用作钢铁精炼剂、 变质剂等。[3]
对人体影响 钇的化合物有一定毒性, 钇盐可能有致癌性,在 人体内一般没有钇。
应用领域
工业应用: 金属铟主要用于制造低熔合金、轴承合金、半导体、电光 源等的原料。铟锭因其光渗透性和导电性强,主要用于生产 ITO靶材(用于生产液晶显示器和平板屏幕),这一用途是 铟锭的主要消费领域,占全球铟消费量的70%。 其次的几个消费领域分别是:电子半导体领域,占全球消 费量的12%;焊料和合金领域占12%;研究行业占6%。另, 因为其较软的性质在某些需填充金属的行业上也用于压缝。 如:较高温度下的真空缝隙填充材料。
化学性质 由于镧系和锕系两个系列的元素随着原子序数的增 加都只在内层轨道(相应的4f和5f轨道)充填电子, 其外层轨道(相应的6s、5d和7s、6d轨道)的电 子排布基本相同,因此不仅镧系元素和锕系元素的 化学性质相似,而且每个系列内元素之间的化学性 质也是相近的。 大多数锕系元素都有以下性质: 能形成络离子和有机螯合物的三价阳离子;生成三
毒理性质:
【健康危害】:为强烈的神经毒物,对肝、肾有损害作 用。吸入、口服可引起急性中毒;可经皮肤吸收。 【急性中毒】:口服出现恶心、呕吐、腹部绞痛、厌食 等。3~5天后出现多发性颅神经和周围神经损害。出现 感觉障碍及上行性肌麻痹。中枢神经损害严重者,可发 生中毒性脑病。脱发为其特异表现。皮肤出现皮疹,指 (趾)甲有白色横纹,可有肝、肾损害。
单质形式的钪,已经被大量应用于铝合金的掺杂。在铝中只要加入千分之几的钪 Al3Sc新相,对铝合金起变质作用,使合金的结构和性能发生明显变化。加入0. 的Sc(这个比例也真的和家里炒菜放盐的比例差不多,只需要那么一点)可使合 晶温度提高150~200℃,且高温强度、结构稳定性、焊接性能和抗腐蚀性能均明 并可避免高温下长期工作时易产生的脆化现象。高强高韧铝合金、新型高强耐蚀 金、新型高温铝合金、高强度抗中子辐照用铝合金等,在航天、航空、舰船、核 及轻型汽车和高速列车等方面具有非常诱人的开发前景。钪也是铁的优良改化剂 可显著提高铸铁的强度和硬度。另外,钪还可用作高温钨和铬合金的添加剂。当 为他人做嫁衣裳之外,因为钪具有较高熔点,而其密度却和铝接近,也被应用在 和钪镁合金这样的高熔点轻质合金上,但是这样的稀罕东西恐怕只有航天飞机和 舍得用了,要是拿来做自行车架子,这个价值摆出去恐怕一天能被偷上二三十次
第三主族及第三副族
稀土元素 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈 (Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、 钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥 (Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切 相关的元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。
化学性质: ①在潮湿空气中氧化,加热至500℃时着火。 ②室温时跟水反应缓慢,跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气。加热时溶 于无机酸或苛性碱溶液。能跟卤素、硫、磷、砷、锑等反应。 ③镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中失 去光泽。 ④镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价,其中+3为其主要化合价。 ⑤镓的活动性与锌相似,却比铝低。镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga3+) 也能溶于碱。 ⑥镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化。加热时和卤素、硫 迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物。 毒理性质: 镓的毒性是和生物的种类相关的。在服用浓度高于750mg/kg时才会表现出对 人肾脏的毒性。对老鼠的实验表明,镓会导致镓,钙和磷酸盐在肾中的沉积, 这会堵塞肾腔。镓和镓的化合物有微弱的毒性,但是没有任何文献表明镓有 生殖毒性。相反,硝酸镓可以用于治疗某些疾病。镓容易附着到桌面、手、 还有手套上留下黑色的斑迹。
钇
Yttrium
[英][ˈ ɪtriəm][美][ˈ ɪtriəm]
钇(Y)是稀土金属元素之一,是一种灰色金属。常见化合价为 +3价。与热水能起反应,易溶于稀酸。可制特种玻璃和合金。 钇是稀土元素。稀土元素是指钪、钇和全部镧系元素。 由于它们在地壳中 钇 的含量稀少,它们的氧化物与氧化钙等土族元素性质 相似,因而得名。由于稀土元素分布分散,往往杂乱 成矿,再加上它们性质彼此很相似,所以发现、分离 以及分析它们都比较困难。钇和另一稀土元素铈是稀 土元素中在地壳中含量较大的两种元素,因而它们在 稀土元素中首先被发现。欧洲北部斯堪的纳维亚半岛 上的挪威和瑞典是稀土元素矿物比较丰富的产地,因 而这两种元素在这个地区最先被发现。
应用编辑 应用领域 镧系元素应用极为广泛。化学工业上主要用作催化剂。例如混合镧系元 素的氯化物和磷酸盐用作催化剂,以加速石油的裂化分解。混合稀土氧 化物广泛用作玻璃抛光材料和玻璃的脱色剂,还可用来制造耐辐射玻璃 和激光玻璃。用三氧化二钇和三氧化二镝可制得耐高温透明陶瓷,这种 陶瓷被用于火箭、激光、电真空等技术工程上。此外,电视工业中大量 使用的荧光粉为某些希土化合物,此荧光粉用于制造电视荧光屏。 钢铁中加入少量稀土元素,可大大改善钢的机械性能,因此稀土元素可 称为钢铁的“维生素”。例如在生铁里加进铈,可得到球墨铸铁,使生 铁具有韧性且耐磨,可以铁代钢,以铸代锻。 此外,农业上用稀土元素可是粮食增产10%~20%,白菜增产29%,大 豆增产50%,还可提高西瓜的产量和甜度,因此用作高效微量肥料。 氧化态 镧系元素在固态、水溶液中或其他溶剂中的特征氧化态是+3。由于镧系 元素在气态时,失去两个6s电子和一个5d电子或失去两个6s电子和一个 4f电子所需的电离能比较低,所以一般能形成稳定的+3氧化态。除+3特 征氧化态外,镧系元素还存在着一些不常见的氧化态。例如:铈、镨、 钕、铽、镝存在+4氧化态,原因是它们的4f层保持或接近全空、半满或 全充满的状态比较稳定,但只有+4氧化态的铈能存在于溶液中,它是很 强的氧化剂。
医学应用: 用于肝、脾、骨髓扫描用铟胶体。脑、肾扫描用铟-DTPA。 肺扫描用铟-Fe(OH)3颗粒。胎盘扫描用铟-Fe-抗坏血酸。肝 血池扫描用铟输送铁蛋白。 镓和铟合金合成液态金属,形成一种固溶合金,可以用于 帮助修复人类切断的神经,以避免长期残疾。
铊 Thallium
英百度文库[ˈθæliəm][ 美][ˈθæliəm]
人体影响
钪单质被认为是无毒。钪化合物的动物试验已 经完成,氯化钪的半数致死量已被确定为4毫 克/公斤腹腔和755毫克/千克口服给药。从这 些结果看来钪化合物应处理为中度毒性化合物。 [1] [5]
现代应用
照明 钪的用途都集中在很光明的方向。 钪钠灯 太阳能光电池 γ射线源 神奇调料 上面说了钪的一些应用,不过,因为价格高昂,考虑到成本在工业产品里很少会 数量钪和钪的化合物,都是像灯泡里那样薄薄的一层钪箔之类的用法。而在更多 钪和钪的化合物更是被作为神奇的调料使用,好像大厨手中的盐、糖或味精,只 半点,就有画龙点睛的作用。[6]
铟(In) Indium
物理性质:
[英]['ɪndɪəm] [美]['ɪndɪrm]
银白色并略带淡蓝色的金属 ,质地非常 软,能用指甲刻痕。铟的可塑性强,有延 展性,可压成片。铟无毒 液态铟能浸润玻璃,并且会粘附在接触 过的表面上留下黑色的痕迹。
铟有微弱的放射性,天然铟有两种主要同位素,其一为In-113为稳定 核素,In-115为β- 衰变。因此,在使用中尽可避免与皮肤接触和食入。
中毒表现:下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不 安、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等。
预防措施:生产鞭炮的副产品氯化钠(非食用盐)往往带有红色, 注意不买,不食带有红色的盐。 治疗措施: 由于口服铊盐发生的急性中毒,应在催吐后,立即用1%碘化钾 或碘化钠100~200ml洗胃,使成不溶性的碘盐减少自胃肠吸收, 随即选用3%硫代硫酸钠溶液或清水洗胃,用盐类泻剂导泻;并 可口服活性炭0.5g/kg,以减少毒物吸收,以后内服牛奶、生蛋清 等静脉输液,可促进排泄并维持体液平衡。慢性铊中毒用含硫氨 基酸,如胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸等可有一定疗效。
【慢性中毒】:主要症状有神经衰弱综合征、脱发、胃 纳差。可有周围神经病、球后视神经炎、视神经萎缩、 眼睛失明。可发生肝损害。
中毒原因:铊的毒性高于铅和汞。铊化合物广泛应用于工业生产 中。另外在生产鞭炮(花炮)的原料中往往也含有高量的铊,其 副产品氯化钠(非食用盐)中同样被污染,当人体食用了这种非 食用盐(常有不法分子将此种盐贩卖)后,而引起中毒。
稀土元素的共性是: ①它们的原子结构相 似;②离子半径相近 (REE3+离子半径 1.06×1010m~0.84×10-10m, Y3+为0.89×1010m);③它们在自 然界密切共生。
钪 scandium
[英][ˈskændiəm][ 美][ˈskændiəm]
钪(Sc),21号元素,是一种柔软、银白色的过渡性金 属。主要化合价为氧化态+3价。钪用来制特种玻璃、轻质耐 高温合金。 被空气氧化时略带浅黄色或粉红色。钪容易风化和大多 数稀酸中缓慢溶解。 它不与硝酸(HNO3)和氢氟 酸 (HF)1:1混合物反应,可能是由于形成了一个不渗 透的钝化层 。
镓 (Ga)
Gallium
[英][ˈgæliəm] [ 美][ˈ ɡæliəm]
物理性质: 蓝色或银白色的金属。熔点很低,沸点 很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,常 温时镓在干燥空气中稳定。镓能浸润玻璃, 故不宜使用玻璃容器存放。 镓在地壳中的浓度很低。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在, 而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。 自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。 镓氧化铝外的金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几 百克/吨,因而镓的提取非常困难,原生镓的年产量极少,全球年产量不 足300吨,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出 现严重短缺。
[英]['lænθənaɪd][美]['lænθənaɪd] 镧系 lanthanide
元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种 元素的统称,也叫稀土元素。它们的化学性质 相似,和锕系元素一样单独组成一个系列,在 元素周期表中占有特殊位置。锕系元素包括了 锕、钍、镤和铀以后人工合成的11种超铀元素。
化学性质:
从常温到熔点之间,铟与空气中的氧作用缓慢,表面形成极薄的氧 化膜(In2O3),温度更高时,与活泼非金属作用。 大块金属铟不与沸水和碱溶液反应,但粉末状的铟可与水缓慢的作 用,生成氢氧化铟。 铟与冷的稀酸作用缓慢,易溶于浓热的无机酸和乙酸、草酸。铟能 与许多金属形成合金(尤其是铁,粘有铁的铟会显著的被氧化)。 铟的主要氧化态为+1和+3,与卤素化合时,能分别形成一卤化物和三 卤化物。