12族元素(常称锌族元素)是指元素周期表上第12族(ⅡB族)的元素,位于11族元素和硼族元素之间。12族元素包含锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、鿔(Cn),均为过渡金属元素,其中鿔为人造元素,具极高的放射性。
与其它族的过渡金属相比,本族元素的熔点和沸点相对较低,而且随着原子序数的增加,其熔点和沸点也愈来愈低,例如汞在室温下是液态的金属,而据推测鿔在常温下应亦以液态存在。
本族元素的低熔点在于其电子排布及相对论效应[1]。例如汞的电子排布是[Xe] 4f14 5d10 6s2。最外的球状的电子层6s已经满了,而且由于相对论的效应造成此层离原子核的距离比较近。其原因在于汞本身的原子序数已经比较高了,因此其原子核的正电荷比较高,这使得汞的电子层中电子的运动速度非常快,快到在计算其运动时必须顾及到狭义相对论的现象,其质量增高,导致s轨道的大小和能量降低。这两个效应的结果是汞的外电子层被束缚得比较紧,因此汞原子间无法形成非常强的金属键,使汞成为一种在室温下以液态存在的金属。由于汞的外层电子的惰性,汞蒸汽具有惰性气体的特征。而根据分析数据表明,鿔的挥发性比汞高,在常温下亦是以液态存在,且似乎也具有惰性气体的属性,完全具有12族中的最重元素的应有属性。[2]
特性对比
元素名称 |
主要化合价 |
单质沸点(℃) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
锌 | Zn | 0.125 | 0,+2 | 固体 | 419.4 | 907 |
镉 | Cd | 0.148 | 0,+2 | 固体 | 320.9 | 763.3 |
汞 | Hg | 0.126 | 0,+1,+2 | 液体 | -38.89 | 357 |
鿔 | Cn | 0.122(推测)[3][4] | 0,+1,+2,+4(推测)[2][3][4] | 液体(推测)[5] | 不详 | 不详 |
左方一族: | 12族元素 第12族 |
右方一族: |
11族元素 | 硼族元素 |
参考资料
- ↑ World Records in Chemistry Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger (Editor), Rüdiger Faust, Günter Knaus, Ulrich Siemeling 1999 ISBN 3-527-29574-7
- ↑ 2.0 2.1 H. W. Gäggeler. Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements (PDF). Paul Scherrer Institute: 26–28. 2007 [2019-10-07].
- ↑ 3.0 3.1 Hoffman, Darleane C.; Lee, Diana M.; Pershina, Valeria. 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.
- ↑ 4.0 4.1 Fricke, Burkhard. Superheavy elements: a prediction of their chemical and physical properties. Recent Impact of Physics on Inorganic Chemistry. 1975, 21: 89–144 [4 October 2013]. doi:10.1007/BFb0116498.
- ↑ Soverna S 2004, 'Indication for a gaseous element 112,' in U Grundinger (ed.), GSI Scientific Report 2003, GSI Report 2004-1, p. 187, ISSN 0174-0814