第一列過渡金屬(四) The First-Row Transition Metals(Ⅳ

化學原理啟迪480

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1.     雖然鈷很稀少，但有些礦藏裡確實含鈷，例如砷鈷礦smaltite（CoAs2）和輝砷鈷礦cobaltite（CoAsS），鈷含量夠高，能製造出具有經濟價值的產量。

2.     鈷是堅硬、白中帶藍的金屬，主要用於製造合金，例如不鏽鋼stainless steel和鎢鉻鈷合金／史泰勒合金stellite，史泰勒合金是鐵、銅和鎢與鈷混合鑄造的合金，是製造手術器材的材料。

3.     鈷的化性與它的氧化數為＋2和＋3有關。不過，已知的含鈷化合物也有鈷的氧化數是0、＋1或＋4。溶解鈷(Ⅱ)鹽類的溶液裡有Co(H2O)6²⁺離子，顏色是玫瑰色。

4.     鈷能形成許多配位化合物，主要的鈷化合物列舉如下：

鈷的氧化數：＋2

化合物的種類：CoSO4深藍色、[Co(H2O)6]Cl2粉紅色、[Co(H2O)6](NO3)2紅色、CoS黑色、CoO墨綠色

鈷的氧化數：＋3

化合物的種類：CoF3棕色、K3[Co(CN)6]黃色、[Co(NH3)6]Cl3黃色

5.     鎳是地殼含量第24高的元素，在含鎳的礦藏裡，鎳與砷arsenic、銻antimony和硫結合。鎳金屬是銀白色物質，具有高度導電性與導熱性。鎳非常抗腐蝕，鎳被電鍍在活性較大的金屬表面。鎳也常用來製作鋼之類的合金。

6.     鎳在化合物裡幾乎都是＋2氧化數，溶解鎳(Ⅱ)鹽類的溶液，含有Ni(H2O)6^2＋離子，Ni(H2O)6^2＋離子使溶液帶有翠綠色。鎳(Ⅱ)配為化合物，稍後將詳加解釋，茲舉例如下：

鎳的氧化數：＋2

化合物：NiCl2黃色、[Ni(H2O)6]Cl2綠色、NiO墨綠色、NiS黑色、[Ni(H2O) 6]SO4綠色、[Ni(NH3) 6](NO3) 2藍色

7.     銅廣泛分佈於自然界，銅產於含有硫化物、砷化物arsenides、氯化物、碳酸鹽的礦藏。銅十分有價值，具有高導電性和抗腐蝕性。

8.     銅常用來做管線，每年約有50%的銅用來製作電器用品，銅是許多合金的成分。下面為含銅合金：

合金：黃銅brass

組成成分（重量百分比%）：銅Cu（20~97）、鋅Zn（2~80）、錫Sn（0~14）

合金：青銅bronze

組成成分（重量百分比%）：銅Cu（50~98）、錫Sn（0~35）、鋅Zn（0~29）、鉛Pb（0~50）、磷P（0~3）

合金：英幣標準銀

組成成分（重量百分比%）：銅Cu（7.5）、銀Ag 92.5

合金：金（18k）

組成成分（重量百分比%）：銅（5~14）、金Au（75）、銀Ag（10~20）

合金：金（14k）

組成成分（重量百分比%）：銅（12~28）、金Au（58）、銀Ag（4~30）

9.     雖然銅不是非常容易起反應的物質，舉例來說，銅無法將H⁺還原成H2，不過，淡紅色的銅金屬確實會在空氣中緩慢腐蝕，產生綠鏽patina，綠鏽由鹼性、硫酸銅組成：

3Cu(s)＋2H2O(l)＋SO2(g)＋2O2(g)→Cu3(OH)4SO4(s)

Cu3(OH)4SO4(s)是鹼性硫酸銅

綠鏽當中也有其他類似的化合物。

10. 銅的化性與其＋2氧化數有關，但有許多已知化合物的銅(Ⅰ)氧化數是＋1。銅(Ⅱ) 鹽類在液態溶液裡是鮮藍色，因為裡面有Cu(H2O)6²⁺離子，下表列舉重要的銅化合物：

氧化數：＋1

化合物：Cu2O綠色、Cu2S黑色、CuCl白色

氧化數：＋2

化合物：CuO黑色、CuSO4‧5H2O藍色、CuCl2‧2H2O綠色、[Cu(H2O)6](NO3)2藍色

11. 雖然生命需要微量的銅，但如果銅的份量太大，對生命體是有害的。在實用功能上，銅可用來殺死細菌真菌和藻類。舉例來說，含銅的油漆，常用來塗抹船體，以防止海洋生物黏附。

12. 鋅在地殼分佈十分廣泛，鋅可從閃鋅礦(ZnFe)S提煉。閃鋅礦常與方鉛礦PbS並存於礦藏中。鋅是白色、貴重、高度活性的金屬，鋅是很好的還原劑。90%產量的鋅用於鍍鋼，鋅能生成無色的鹽類，鹽類裡面的鋅為Zn²⁺離子。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》