4族元素(又稱鈦族元素)是指元素週期表上第4族(ⅣB族)的元素,位于3族元素与5族元素之间。4族元素包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鑪(Rf),均為過渡金屬元素,其中鑪為人造元素,具極高的放射性。
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鈍氧化物保護膜,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
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钛
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锆
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铪
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鑪
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熔点
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1941 K (1668 °C) |
2130 K (1857 °C) |
2506 K (2233 °C) |
2400 K (2100 °C)(推測)[1][2]
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沸点
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3560 K (3287 °C) |
4682 K (4409 °C) |
4876 K (4603 °C) |
5800 K (5500 °C)(推測)[1][2]
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密度
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4.507 g·cm−3 |
6.511 g·cm−3 |
13.31 g·cm−3 |
23 g·cm−3(推測)[1][2]
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外观
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金属银色 |
银白色 |
银灰色 |
银色 (推測)[1][2]
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原子半径
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140 pm |
155 pm |
155 pm |
150 pm (推測)[2]
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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。
參考文獻[编辑]