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📜  d和f块元素的一些应用

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:11.698000             🧑  作者: Mango

d和f块元素的一些应用

过渡金属通常被表征为具有或能够形成部分填充的“d”轨道的元素。过渡元素是 3 到 11 组中的 d 区元素。内部过渡金属，包括镧系元素和锕系元素，是 f 嵌段元素的另一个名称。这一要求也得到满足，因为 d 轨道在 f 轨道之前仅被部分占据。

D块元素

D区元素是现代元素周期表中第三至第十二族的元素。这些元素的价电子在 d 轨道上。过渡元素或过渡金属是 d 区元素的其他名称。 D 块元素在倒数第二个能级的 d 轨道和最外层轨道 (1-2) 中具有电子 (1-10)。尽管电子不填充第 12 族金属中的“d”轨道，但它们的化学性质与前几组非常相似，因此它们被归类为 d 嵌段元素。

d块元素的应用

d-block 有一些主要元素，例如铁和锌。铁和锌的应用将分开讨论，然后，我们一般讨论其他元素的应用。

  • 铁
  1. 铁及其合金、钢广泛用于建筑行业。
  2. 铁是最常用的金属，占全球金属产量的 90% 以上。
  3. 由于其成本低、强度高，在机械和机床、火车、车辆、船体、混凝土钢筋、建筑物的承重框架等构造中常用于承受应力或传递压力。
  4. 因为纯铁相当软，它通常与合金金属混合形成钢。
  5. 它们被用来制造桥梁、电力塔、自行车链条、切割工具和步枪枪管。
  6. 碳存在于 3-5% 的铸铁中。它用于制造管道、阀门和泵。
  7. 在 Haber 工艺中，铁催化剂用于生产氨。
  8. 磁铁可以由这种金属及其合金和化合物制成。
  • 锌
  1. 在固定式干电池中，锌用作负极。
  2. 大多数锌用于镀锌其他金属，例如铁，以防止它们生锈。
  3. 镀锌钢用于制造汽车车身、路灯柱、安全屏障和悬索桥。
  4. 锌大量用于制造压铸件，用于汽车、电气和硬件行业。锌也存在于合金中，包括黄铜、镍银和铝焊料。
  5. 许多物品，包括油漆、橡胶、化妆品、药品、塑料、墨水、肥皂、电池、纺织品和电气设备，都含有氧化锌。硫化锌是一种化学物质，用于制造发光涂料、荧光灯和 X 射线屏幕。

其他 d-block 元素的应用

  1. 钛用于制造飞机和航天器。
  2. 由于钛金属能有效地与骨骼结合，因此它已被用于关节置换（尤其是髋关节）和牙科植入物等外科手术中。
  3. 钛 (IV) 氧化物是最常用的钛类型。它是室内油漆、艺术家油漆、塑料、搪瓷和纸张中的常见颜料。
  4. 金属钨用于制造电纤维。
  5. 二氧化锰在干电池中用作组件。
  6. 飞行马达从铌复合材料中受益匪浅。
  7. 钽是一种用于制作说明性砝码的金属。
  8. 摄影使用溴化银。
  9. 许多 d 区或过渡金属及其化合物在化学过程中用作催化剂。
  10. 氯化钯用于将乙烷转化为乙醇的 Wacker 方法。

F 块元素

具有被电子填充的 af 轨道的元素称为 f 块元素。这些元素在 f 轨道中具有电子（1 到 14），在倒数第二能级的 d 轨道中具有电子（0 到 1），在最外层轨道中具有（0 到 1）电子。 f 块包含两个系列，对应于 4f 和 5f 轨道的填充。元素在从 Ce 到 Lu 的 4f 系列和从 Th 到 Lw 的 5f 系列中。每个系列有 14 个元素占据“f”轨道。

f块元件的应用

  1. 镧系合金用于制造工具钢和耐热材料。
  2. 铈是用于此目的的主要镧系元素，还有痕量的镧、钕和镨。
  3. 这些金属也经常用于石油工业，用于将原油提炼成汽油产品。
  4. 镧系碳化物、硼化物和氮化物用作耐火材料。
  5. 镧系元素氧化物用作玻璃清洁中的研磨剂。
  6. 钍用于癌症治疗以及照明气罩。
  7. 氧化钍在工业中用作催化剂。
  8. 钍可用于产生核能。它的含量几乎是铀的三倍，大约是铅的含量，而且钍的能量很可能比铀和化石燃料都多。
  9. 铀被用作原子燃料。
  10. 铀还用于为产生能量的商业核反应堆提供燃料，以及制造用于世界各地医疗、工业和国防应用的同位素。
  11. 钚用于核反应堆和核武器。

示例问题

问题一：为什么纯态镧系元素难以分离？

解决方案：

问题2：镧系元素中氢氧化物的碱性强度有什么影响？

解决方案：

问题3：什么是锕系收缩？

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问题4：锕系元素的化学反应性有哪些趋势？

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问题 5：内部过渡金属是否具有反应性？

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