「镆」:修訂間差異
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镆在常温下是一种灰黄色有延展性的 | 镆在常温下是一种灰黄色有低延展性的硬而脆的金属,密度较高,导电性一般,熔点较低。 | ||
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=== 化学性质与化合物 === | === 化学性质与化合物 === | ||
==== 反应性 ==== | |||
镆的稳定性逊于铋,致密态的镆反应性远低于粉末态和海绵态,致密态的镆能被稀硫酸在加热的条件下缓慢腐蚀,其金属表面会缓慢的冒出少量气泡,同时会出现一层白色的薄膜笼罩在金属镆上,这是因为反应形成了微溶于水的硫酸亚镆,冷的稀盐酸很难侵蚀金属镆,在热的稀盐酸中溶解速度也不快,能迅速溶于稀硝酸和浓氢氟酸还有沸腾的含有过氧化氢的醋酸,因为硝酸亚镆,氟化亚镆和醋酸亚镆在水中和对应的酸中都有较大的溶解度,氯化亚镆难溶于盐酸。在富氧空气里对金属镆使用铀灯加热,金属镆并不会剧烈反应,只是加热到一定温度反应能平稳的进行下去。 | |||
粉末态和海绵态相比之下就相对活泼,常温下往装有镆粉的试管里加入浓硝酸,反应会十分剧烈,放出大量二氧化氮,形成硝酸镆,在空气中对镆粉加热,会缓慢氧化后反应逐渐变快,如果换成纯氧会发生十分剧烈的燃烧。 | |||
镆也可以溶于有氧化剂的熔融碱。在铯坩埚中加热超氧化铯与氢氧化铯的混合物,然后加入致密镆,致密镆会被腐蚀成镆酸铯,如果换镆粉的话溶解速度更快 | |||
镆会与熔融的碱金属和除了铍以外的碱土金属反应,详见下文“镆化物”。 | |||
==== 镆的氧化物与氢氧化物 ==== | ==== 镆的氧化物与氢氧化物 ==== | ||
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==== 碳,硼族化合物 ==== | ==== 碳,硼族化合物 ==== | ||
碳化镆包括了甲烷亚镆和乙炔亚镆 | 碳化镆包括了甲烷亚镆和乙炔亚镆,其中甲烷亚镆需要对叔丁基镆和液态[[高烷]]发功,会放出耀眼的白光,获得白色的甲烷镆,它遇水会缓慢放出甲烷同时形成氢氧化亚镆,乙炔镆,常温下为灰色固体,可以参考电石的合成方法,但是需要高度的锑场,对摩擦相当敏感,高度易爆(80摄氏度时可以爆炸),爆炸后形成碳和镆,湿润的乙炔亚镆即便没有干燥时那么高的爆炸性也要小心放置,可以用硝酸销毁。 | ||
硅化镆全都是不规则的金属间化合物,包括了Mc<sub>5</sub>Si<sub>8</sub>和Mc<sub>4</sub>Si<sub>3</sub>两种,它们都是镆钢里的成份,为银色固体,由硅和镆共热制取。 | |||
锗,锡,铅,[[𫓧|鈇]]的二元化合物目前还没有报道。 | |||
硼化物有六硼化镆,常温下为美丽的蓝色固体,一般是使用硼氢化钠和硝酸镆在低温下反应制备,但是这个反应十分剧烈,用金属镆,硼酸,碳化硼在高温下反应也可以制备,属于立方晶系,十分稳定,在2000K以上熔化,3800K才开始被氧化和分解。常用于制作许多高级耐腐蚀的高级钢,在铌星北联试剂厂运输超盐酸的高级钢里就含有0.9%~1.8%的'''McB<sub>6</sub>'''。 | |||
於 2021年10月7日 (四) 05:33 的修訂
鏌(鷹語:Moscovium),一種化學元素,符號Mc,屬於15族的放射性元素,原子序數115,在銻星已經大量製得其相對穩定的同位素鏌-290,而碲球製備出的鏌-290半衰期僅0.65秒。是一種低熔點,具有一定毒性的略帶灰黃色的金屬,雖然鏌一般被認為是人造元素,但實際上,銻星人已經從銻星的深層岩石里已經獲得了痕量的黃鏌礦(McI),其模式標本被保存在銻星國家博物館,此外,鉿鈾礦里也檢測出了痕量的Mc,在銻宙中,鏌元素豐度排名第116,豐度為2.5x10-120%。。鏌的主要用途包括食用,製造合金,製作放射藥物等。
作為一种放射性極強的元素,鏌元素位於第七周期p區,屬於後錒系元素,與同族元素相比,鏌具有一定的差異,它可以形成正一價的二元氫化物McH,而且它的+1價將更趨於穩定,鏌原子與鉈原子有顯著的相似性質,是由於兩者在准閉合殼層之外,皆具有一個不太被束縛的電子,這使得鏌在許多非毒性的用途上可以取代鉈,比如根據McI和TlBr所具有在結構和化學性質上的相似性,碘化亞鏌可以取代溴化亞鉈和碘化亞鉈作為光化學晶體,而它們的一價氫氧化物都具有強鹼性,雖然它們在三價時都具有強氧化性,但是都可以形成三價氫化物。
歷史
發現史
1735年,以塗效灰為領導的銻星超理學家團隊和來自氟星,氧星的超理學家團隊在氟星國家實驗室一起商討合成第115號元素的事情,其中,老八首先提出要使用文字守恆定律進行合成,雖然這種115號元素未被命名,但是可以使用廣義字母守恆定律中的序數疊加定律製備,對金屬鐨和金屬磷發功,理論上會有第115號元素形成,但是磷和鐨卻優先發生文字守恆定律形成了MPF,這令超理學家們十分困惑。
1740年,鐳星超理學家雷紹武在銻星上的家裏玩《Yourscraft》時左手不小心將大量的錇-249和鈧-48金屬推入發功機器里,結果奇蹟產生了,錇-249和鈧-48開始劇烈反應,產生大量中子和氫的核素後,生成了一種灰黃色的金屬,經過檢驗,反應的最終產物是5年前未製得的第115號元素,他將研究結果發表在了時代銻星上,引起了大規模的轟動,許多超理實驗室都來向雷大師購買第115號元素單質,雷大師為了紀念自己在玩yc時不小心成功製得了115號元素,並且當時在和919聯網,故將新元素命名為Moscovium,鍾文名為鏌。
碲球人到了21世紀在成功合成鏌,他們採用鈣-48和鎇-243於2004年合成,可恥的是,碲球人竊取了雷大師的命名成果,還謊稱自己只是為了紀念莫斯科。
食用史
1750年,銻星人發現鏌發酵後加入碳酸氫銣放入鍋中蒸煮後,吃起來口感軟糯香甜,這種食物銻星食用化學品管理局檢測後,被納入可食用化學品範疇,1751年,銻星食用鏌的習俗已經逐漸傳了開來。而且銻星人還發明了許多吃法,比如皂化鏌(利用氫氧化亞鏌皂化的油脂),石頭鏌(用酸亞鏌處理過的碳酸鈣,二氧化硅和硅酸鋁)等,還把肉塊裏面加入氯化亞鏌,形成肉夾鏌。
1760年,在鏌實行批量生產後,造鏌廠的一位工人將䍧肉蘸上超鹽酸鈉作為晚餐,可是不小心掉到了鏌里,銻星人對放射性免疫,故那位工人決定嘗一口這種黑暗料理,卻發現意外的好吃,而且吃完後發功能力和精力都大幅度提升,在經過改良後,這種食物的配方里增加了穀氨酸銫,殭屍等物質。他將這種菜點推廣至全銻星,很快就流行了開來,許多超理學家都親自品嘗,發現這種食物會使人銻場功力大增,銻星1760的鏌的消費量同比1759翻了2333倍,那位工人決定將其命名為䍧肉泡鏌,從此,肉夾鏌就成了銻星傳統鎂食。
理化性質
物理性質
鏌在常溫下是一種灰黃色有低延展性的硬而脆的金屬,密度較高,導電性一般,熔點較低。
核性質
自然界中存在鏌的兩種核素:鏌-288與鏌-290,它們全都是α衰變,衰變產物都是鉨的同位素,其中鏌-290佔據多數,鏌-288常常與許多十分稀有的礦物伴生,而另外幾種痕量合成過的基本上都是α衰變,衰變產物也是鉨。
化學性質與化合物
反應性
鏌的穩定性遜於鉍,緻密態的鏌反應性遠低於粉末態和海綿態,緻密態的鏌能被稀硫酸在加熱的條件下緩慢腐蝕,其金屬表面會緩慢的冒出少量氣泡,同時會出現一層白色的薄膜籠罩在金屬鏌上,這是因為反應形成了微溶於水的硫酸亞鏌,冷的稀鹽酸很難侵蝕金屬鏌,在熱的稀鹽酸中溶解速度也不快,能迅速溶於稀硝酸和濃氫氟酸還有沸騰的含有過氧化氫的醋酸,因為硝酸亞鏌,氟化亞鏌和醋酸亞鏌在水中和對應的酸中都有較大的溶解度,氯化亞鏌難溶於鹽酸。在富氧空氣里對金屬鏌使用鈾燈加熱,金屬鏌並不會劇烈反應,只是加熱到一定溫度反應能平穩的進行下去。
粉末態和海綿態相比之下就相對活潑,常溫下往裝有鏌粉的試管里加入濃硝酸,反應會十分劇烈,放出大量二氧化氮,形成硝酸鏌,在空氣中對鏌粉加熱,會緩慢氧化後反應逐漸變快,如果換成純氧會發生十分劇烈的燃燒。
鏌也可以溶於有氧化劑的熔融鹼。在銫坩堝中加熱超氧化銫與氫氧化銫的混合物,然後加入緻密鏌,緻密鏌會被腐蝕成鏌酸銫,如果換鏌粉的話溶解速度更快
鏌會與熔融的鹼金屬和除了鈹以外的鹼土金屬反應,詳見下文「鏌化物」。
鏌的氧化物與氫氧化物
和銻,鉍一樣,鏌在常溫下不會被氧氣,水侵蝕,高溫下與鏌粉會與水蒸氣緩慢反應,形成氧化亞鏌並放出氫氣。在空氣中加熱,在140℃時因形成一層白色的氧化亞鏌覆蓋在其表面而停止氧化,到340℃時會緩慢氧化,形成因厚度而導致色彩不一的氧化膜,其顏色有黑色,土黃色,紫色,藍色等,主要成分為α型的三氧化二鏌,加熱到500℃時彩色氧化膜會變為鵝黃色的β型三氧化二鏌而揮發走,三氧化二鏌是一種具有一定氧化性和刺激性的粉末,可以用於製作鏌食品,製造其他鏌化合物,作為一些無機材料里的填充劑,實驗室製備三氧化二鏌一般是將裝有氧化亞鏌的試管里通入純氧加以強熱,氧化亞鏌會被逐漸氧化形成鵝黃色的β型三氧化二鏌,三氧化二鏌在700℃左右時發生可逆分解,放出氧氣並形成氧化亞鏌。除此之外,對氟氧化鏌或硝酸氧鏌的懸濁液加入過量氫氧化鈉也可以得到水合三氧化二鏌(氫氧化鏌),將產物過濾洗滌後加熱脫水可以獲得純度很高的三氧化二鏌。
將氧化亞鏌放在水中加熱,氧化亞鏌會與水反應生成略溶於水的氫氧化亞鏌,這是一種白色具有強鹼性的固體,屬於中強鹼,常溫下常壓下100g一氧化二氫可以溶解1.3克氫氧化亞鏌,而加熱到水沸騰時100克水可以溶解3.2克,能使酚酞指示劑變為標誌性的紫紅色,和其他鹼一樣,氫氧化亞鏌能與二氧化碳反應形成微溶於水的碳酸亞鏌,在過量二氧化碳和水的作用下變成易溶性的碳酸氫鏌,氫氧化亞鏌在沸水中能溶解一部分兩性氫氧化物,如氫氧化鋁,氫氧化鎵,氫氧化鋅,氫氧化鈦形成對應的鹽,甚至能和氫氧化鏌反應形成水合四氧化四鏌。氫氧化鏌可以由三價鏌鹽用苛性鹼沉澱獲得,屬於兩性氫氧化物,常溫下能溶於苛性鹼形成亞鏌酸鹽,幾乎不溶於酸,在硫酸酸化的條件下,氫氧化鏌可以氧化氯離子為氯氣,自身被還原成微溶於水的硫酸亞鏌。
鏌的其他氧化物包括了四氧化四鏌和八氧化六鏌,它們都是混價化合物,分子式可分別寫作Mc2O·Mc2O3和2Mc2O·4Mc2O3。其中四氧化四鏌為灰色粉末,可以由氫氧化亞鏌與氫氧化鏌反應後經過脫水獲得,水合物為黑色。八氧化六鏌是三氧化二鏌熱分解的中間產物,為土黃色。兩者目前都沒有什麼較大的用途。
鏌的過氧化物五氧化二鏌【Mc2O(O2)2】可以由過氧化氫在冷的乙酸乙酯中氧化三氧化二鏌獲得,為紅色溶液,易溶於水,甲醇,乙酸乙酯,這種化合物在水和甲醇中不穩定,會直接分解,但在乙酸乙酯中較為穩定。
鹵化物
金屬鏌粉在加熱的狀態下可以直接與所有鹵族元素化合,但這其中只有氟能將鏌氧化到+3價,其餘的都只能形成鹵化亞鏌。氟氣在與鏌粉反應時會火星四射,甚至炸裂試管,反應產物由於三氟化鏌與鏌和氟化亞鏌之間的歸中反應也顯得十分複雜,通常包含三氟化鏌,氟化亞鏌和四氟鏌肼(四氟化二鏌或四氟二鏌烷),故一般不採用直接化合法製備三氟化鏌,而是用氟甲烷和氧化鏌在非水非還原性溶劑中反應獲得,氟化亞鏌也因為氟化亞鏌自身能與三氟化鏌形成四氟鏌肼的原因不能採用金屬鏌和三氟化鏌製備。氟化亞鏌常溫下是無色且易溶於水的晶體,一般以三水合物的形式出現,想要得到無水氟化亞鏌必須在氟化氫氣流中加熱三水合氟化亞鏌獲取,否則直接加熱會使氟化亞鏌水解為鹼式氟化鏌【Mc2(OH)F】或者使用氟甲烷和氧化亞鏌在非水溶劑里製備,四氟鏌肼(Mc2F4)是真正的+2價鏌化合物,遇到水會自動歧化為易溶於水的氟化亞鏌與三氟化鏌,其中三氟化鏌水解為氫氟酸和難溶於水的氟化氧鏌沉澱下來。三氟化鏌常溫下是一種無色固體,高度易水解,難溶於水,溶於氫氟酸,在濃度較高(40%,HF沸點為19.54 °C)的氫氟酸里溶解也能見到渾濁,對空氣中的一酸科化二氫和一氧化二氫都十分敏感,試劑瓶口可以察覺到因為劇烈水解而產生的氟化氫煙霧。具有氧化性,無水物於798 °C時熔化為液體,1200.34 °C時沸騰,具有強烈的毒性,可以與許多還原劑劇烈反應。
鏌的最高價氟化物是五氟化鏌,它可以由七氟化金或八氟化氙在低於250K的溫度下氧化三氟化鏌獲得,在260K時分解為三氟化鏌和氟氣,可能是一種比五氟化銻更強的路易斯酸。
鏌粉與氯氣反應時類似於鈮粉和氯氣反應,會出現大量氯化亞鏌煙霧,反應會很快進行,常溫下氯化亞鏌是一種微溶於冷水,可溶於熱水的固體,也可以有氫氧化亞鏌與鹽酸得到,主要作殺蟲劑,製造鏌度,提純金屬鏌等。超鹽酸鏌可以由九氯化氯與鏌粉共熱得到,反應放出巨大的熱量,劇烈程度略遜於氟。它具有強水解性,在水中完全水解成超鹽酸和三氧化二鏌,易溶於甲醇,是人工合成鈇黴素的中間體。三氯化鏌可以在低溫下用微量的超鹽酸和氯化亞鏌獲得,是一種略帶淺黃色,具有強烈氯氣氣味的易水解固體,250K時直接分解。超鹽酸亞鏌十分不穩定,目前僅有幾篇論文有報道。
鏌粉和液溴混合後搖勻,即可得到溴化亞鏌,這兩者間的反應十分溫和,但要是把液溴換成溴蒸氣並加熱的話就會變得和氯氣一樣,溴化亞鏌是一種難溶於一氧化二氫的黃色固體,與TlI有相似的結構,可作為光化學晶體使用,能被氧氣在高溫下氧化為溴和三氧化二鏌,常溫下不會變質。三溴化鏌的存在條件會比三氯化鏌更苛刻,需要在180K時使用臭溴和鏌粉反應18個小時獲得,200.15K時分解。
鏌粉和碘混合後加熱,會出現類似於碘和鋅反應的狀況,橙色的碘化亞鏌會揮發並冷凝在試管的上方,除了碘化亞鏌以外,還包含有一些多碘化亞鏌,導致產物不純,故不採用碘和鏌化合的方法,而是利用碘化鉀從液相沉澱出來,碘化亞鏌具有和TlBr相似的結構,可作為光化學晶體和催吐劑,常溫下會因為一氧化二氫和氧氣發生變質而析出碘單質,純淨的碘化鏌目前還沒有報道,但是Mc2I4·McI3·4NH3已經在低溫下製得,這是一種黃色的晶體,由低溫下碘化鉀和三氯化鏌以及氨在超乙醇中反應獲得,在90K時分解。用砹蒸汽通過鏌粉並持續用鈾燈加以強熱,可以觀察到有少量砹化亞鏌生成,繼續加熱數個小時會形成砹化亞鏌以及一些列多砹化亞鏌,它們的性質與碘化亞鏌和多碘化亞鏌類似,常溫下是暗紫色的固體,並且更容易被氧化,目前還沒有有關砹化鏌(III)的報道。
非金屬Ts與鏌粉共熱三周,可以得到離子化合物McTs,以及一些列的金屬間化合物,如Mc4Ts,McTs0.73等化合物。
或金屬氮族化物
氮化亞鏌可以由鏌粉和氨氣在1000K時反應獲得,為淺黃色固體,遇水會緩慢分解為氫氧化亞鏌和氨氣,1500K以上時分解為氮氣與鏌。氮化鏌是一種很穩定的耐火材料,經常被添加到陶瓷里使用,工業上使用液氨和三氟化鏌的低溫丁烷溶液在二氧化錳的催化下製備,氮化鏌具有石墨結構,立方結構和菱角方結構,其中大部分我們所使用的氮化鏌都為石墨結構,立方結構可用於添加在某些特種合金中,菱方結構可用於製作電阻,菱方結構在高溫下會轉變為石墨結構,石墨結構在鉑和二氧化錳的聯合催化下會轉化為立方結構,在空氣中1800K時被氧化,在真空中2000K被分解為氮氣和鏌粉。鏌的過氮化物和疊氮化物都是已知的,過氮化物McN2由氨基亞鏌發功分解製得,疊氮化物McN3可使用液相沉澱法,它們都是高度易爆炸的化合物,稍有摩擦和加熱就能劇烈地爆炸性分解,故在銻星屬於管制物品。
磷化亞鏌是用紅磷和鏌在真空800K左右化合而成,化學式為Mc3P,該化合物為紅棕色固體,具有立方結構,高溫熱分解的產物十分複雜,通常包含了一些特殊的非整比磷化鏌,如Mc8P5.3,在高溫下與一氧化二氫蒸氣反應獲得磷化氫和氧化亞鏌,目前沒有什麼用途。
砷化亞鏌,銻化亞鏌都可以由共熔後直接化合得到,兩者具有金屬銻的結構,都是優良的半導體材料,目前,許多對碘苯酚氖里就有添加這些半導體,銻化亞鏌會劇烈的散發着銻場,具有很強的致銻性,碲球人使用時智商會降低。這兩種化合物在高溫下都可以被氧氣氧化為對應氧化物,但是不會被水蒸氣給水解。除了Mc3X(x=As,Sb)以外,鏌還存在有許多金屬間化合物型的砷,銻化物,比如Mc2X5,McX2,Mc3X7(X=As,Sb,Bi,Mc)等。
鉍化亞鏌和四鏌目前未製得,但是鉍和鏌的金屬間化合物和鏌的金屬自化物是存在的(見上文)。
碳,硼族化合物
碳化鏌包括了甲烷亞鏌和乙炔亞鏌,其中甲烷亞鏌需要對叔丁基鏌和液態高烷發功,會放出耀眼的白光,獲得白色的甲烷鏌,它遇水會緩慢放出甲烷同時形成氫氧化亞鏌,乙炔鏌,常溫下為灰色固體,可以參考電石的合成方法,但是需要高度的銻場,對摩擦相當敏感,高度易爆(80攝氏度時可以爆炸),爆炸後形成碳和鏌,濕潤的乙炔亞鏌即便沒有乾燥時那麼高的爆炸性也要小心放置,可以用硝酸銷毀。
硅化鏌全都是不規則的金屬間化合物,包括了Mc5Si8和Mc4Si3兩種,它們都是鏌鋼里的成份,為銀色固體,由硅和鏌共熱製取。
鍺,錫,鉛,鈇的二元化合物目前還沒有報道。
硼化物有六硼化鏌,常溫下為美麗的藍色固體,一般是使用硼氫化鈉和硝酸鏌在低溫下反應製備,但是這個反應十分劇烈,用金屬鏌,硼酸,碳化硼在高溫下反應也可以製備,屬於立方晶系,十分穩定,在2000K以上熔化,3800K才開始被氧化和分解。常用於製作許多高級耐腐蝕的高級鋼,在鈮星北聯試劑廠運輸超鹽酸的高級鋼里就含有0.9%~1.8%的McB6。
未完成
用途
食用
鏌在銻星是銻星人的主食之一,常和䍧肉加上適量的超鹽酸鈉、穀氨酸銫、蒽、殭屍和蒜煮成的䍧肉湯搭配食用,被稱為「䍧肉泡鏌」。(見上文)