4族元素

4族元素(又稱鈦族元素)是指元素週期表上第4ⅣB族)的元素,位于3族元素5族元素之间。4族元素包含(Ti)、(Zr)、(Hf)、(Rf),均為過渡金屬元素,其中鑪為人造元素,具極高的放射性

4族元素在週期表中的位置
氫(非金屬)氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)鈹(鹼土金屬)硼(類金屬)碳(非金屬)氮(非金屬)氧(非金屬)氟(鹵素)氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)鎂(鹼土金屬)鋁(貧金屬)矽(類金屬)磷(非金屬)硫(非金屬)氯(鹵素)氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)鈣(鹼土金屬)鈧(過渡金屬)鈦(過渡金屬)釩(過渡金屬)鉻(過渡金屬)錳(過渡金屬)鐵(過渡金屬)鈷(過渡金屬)鎳(過渡金屬)銅(過渡金屬)鋅(過渡金屬)鎵(貧金屬)鍺(類金屬)砷(類金屬)硒(非金屬)溴(鹵素)氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)鍶(鹼土金屬)釔(過渡金屬)鋯(過渡金屬)鈮(過渡金屬)鉬(過渡金屬)鎝(過渡金屬)釕(過渡金屬)銠(過渡金屬)鈀(過渡金屬)銀(過渡金屬)鎘(過渡金屬)銦(貧金屬)錫(貧金屬)銻(類金屬)碲(類金屬)碘(鹵素)氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)鋇(鹼土金屬)鑭(鑭系元素)鈰(鑭系元素)鐠(鑭系元素)釹(鑭系元素)鉕(鑭系元素)釤(鑭系元素)銪(鑭系元素)釓(鑭系元素)鋱(鑭系元素)鏑(鑭系元素)鈥(鑭系元素)鉺(鑭系元素)銩(鑭系元素)鐿(鑭系元素)鎦(鑭系元素)鉿(過渡金屬)鉭(過渡金屬)鎢(過渡金屬)錸(過渡金屬)鋨(過渡金屬)銥(過渡金屬)鉑(過渡金屬)金(過渡金屬)汞(過渡金屬)鉈(貧金屬)鉛(貧金屬)鉍(貧金屬)釙(貧金屬)砈(類金屬)氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)鐳(鹼土金屬)錒(錒系元素)釷(錒系元素)鏷(錒系元素)鈾(錒系元素)錼(錒系元素)鈽(錒系元素)鋂(錒系元素)鋦(錒系元素)鉳(錒系元素)鉲(錒系元素)鑀(錒系元素)鐨(錒系元素)鍆(錒系元素)鍩(錒系元素)鐒(錒系元素)鑪(過渡金屬)𨧀(過渡金屬)𨭎(過渡金屬)𨨏(過渡金屬)𨭆(過渡金屬)䥑(預測為過渡金屬)鐽(預測為過渡金屬)錀(預測為過渡金屬)鎶(過渡金屬)鉨(預測為貧金屬)鈇(貧金屬)鏌(預測為貧金屬)鉝(預測為貧金屬)鿬(預測為鹵素)鿫(預測為惰性氣體)
3族  5族
IUPAC族編號4
以元素命名鈦族元素
CAS族編號
(美國,pattern A-B-A)
IVB
舊IUPAC族編號
(歐洲,pattern A-B)
IVA

↓ 周期
4
Image: Titanium crystal bar
(Ti)
22 過渡金屬
5
Image: Zirconium crystal bar
(Zr)
40 過渡金屬
6
Image: Hafnium crystal bar
(Hf)
72 過渡金屬
7 (Rf)
104 過渡金屬

圖例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序顏色:

固體液體氣體

本族的元素皆為堅硬且耐腐蝕的難熔金屬,能夠在表面形成堅固的氧化物保護膜,阻止氧化持續,因此反應性不高。

特性对比编辑

4族元素特性
名称
熔点1941 K (1668 °C)2130 K (1857 °C)2506 K (2233 °C)2400 K (2100 °C)(推測)[1][2]
沸点3560 K (3287 °C)4682 K (4409 °C)4876 K (4603 °C)5800 K (5500 °C)(推測)[1][2]
密度4.507 g·cm−36.511 g·cm−313.31  g·cm−323  g·cm−3(推測)[1][2]
外观金属银色银白色银灰色银色 (推測)[1][2]
原子半径140 pm155 pm155 pm150 pm (推測)[2]

由於受到第6週期鑭系收縮的影響,鉿的原子半徑幾乎與鋯相等,造成鉿與鋯的化學性質極為相似,因此難以用化學方法將兩者分離,但偏偏自然界中的鉿總是與鋯共生,而鋯的含量往往要比鉿高得多,因此鉿元素一直到西元1923年才被發現,比鋯晚了134年。

左方一族:4族元素
第4族
右方一族:
3族元素5族元素

參考文獻编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Chemical Data. Rutherfordium - Rf页面存档备份,存于互联网档案馆), Royal Chemical Society
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
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