那些關於化學元素的小知識

從週期表的第4族開始（過去的說法叫做IVB族，如今化學元素的分族就是按照元素週期表從左至右的順序，從第1族到第18族），是大家都比較熟悉的元素了。比如鈦，因為如今多數青少年都戴眼鏡，即使不知道鈦在工業上的用途，起碼也知道鈦鏡架很貴；比如鉻，硬度最大的金屬單質，不鏽鋼的成分之一；再比如錳，初中化學必背高錳酸鉀二氧化錳等等……

不過，過渡元素相關知識實在太多。比如之前提到的稀土元素們，光把它們的名字全部記住就要很費工夫。如果讓中學生就學這些，相信他們背誦元素的難度絕對不會比背李白的《蜀道難》要低。因此中學時代教材裡就撿了些好學的讓大家學，比如鐵、銅、鋅一類。到了大學，Pt老師當時接受的教育是大一上學期把兩本比較厚的《無機化學》都學完，需要記的東西確實太多，比較刺激，似乎大一一上來光無機化學這門課我們專業就掛了差不多30人。不過即便是這樣，《無機化學》裡所講的元素知識依然不算太多。如果想比較深入的瞭解一下元素化學的知識，有一本神級書籍——英國人Greenwood（綠木頭

）編著的《元素化學》，只有第一版翻譯成了中文，兩千多頁，比《無機化學》不知道恐怖到哪裡去了。似乎如今高中搞化學競賽的小孩們如果想取得好成績都得看看這本書，因為很可能會出書上的知識。不過功利一點的說，如果真的能把這本書啃透，拿到國內頂級高校的降線錄取還是不成問題的。只不過如果你偏科偏得厲害，到了大學會被虐得很慘。

扯遠了……下面說說第4族的非放射性元素們。

鈦（Titanium），得名於泰坦。密度小、強度大、耐腐蝕。是一種非常優良的工業金屬。鈦元素在地殼中含量較高，僅次於氫和鎂。不過在科技發展較為落後的時期，鈦元素在高溫下易被氧化的特點限制了它的冶煉和應用，也導致鈦製品價格較高。如今，獲得純度較高的鈦製品已經不是什麼困難的事情，只不過由於傳統思維的影響，導致大家都認為鈦很貴。

鈦元素的貴主要體現在眼鏡架上，因為我確實找不到什麼鈦比較昂貴的例子了。幾個月前Pt老師逛眼鏡店，號稱純鈦鏡架的產品要賣到八九百甚至更貴。如果按照900塊錢計算，Pt老師可以買60塊一立方厘米大小的純度達到99%的鈦塊，質量大約272克，大概可以做20副純鈦鏡架。鈦鏡架的另一個神奇之處在於它的含量，Pt老師曾經用能量色散X射線熒光光譜儀測過鈦鏡架們的表層鈦含量，哪怕含量最高的也都沒到90%，按照貴金屬的含量標準，這玩意根本沒資格標註為“純鈦”的，只可惜眼鏡行業的國家標準並沒有規定金屬鏡架材料的主元素含量要求。

受傳統思維影響，很多人認為鈦就是一種呈現灰色的金屬。其實未被氧化的鈦是銀白色的，而鈦可以透過厚度不同的氧化層呈現出多種顏色，如下圖所示。

透過陽極氧化，控制合適的電流大小可以得到多種顏色的鈦塊。如果以後鈦鏡架的色彩可以不靠漆而是靠陽極氧化的話，Pt老師會感到很高興的。當然，如果用打火機去燒純鈦，鈦的表面也會變得五顏六色，只不過顏色不大均勻罷了。

鈦最著名的化合物是二氧化鈦，當初似乎是學結構化學的時候還拿金紅石型二氧化鈦做例子。鈦白粉的主要成分就是二氧化鈦，可用作白色顏料或染料。不過在2017年10月27日世界衛生組織國際癌症研究機構公佈的致癌物清單中，二氧化鈦位列2B類致癌物清單，以後還是老實用氫氧化鈣刷牆吧。

鋯（Zirconium）

鋯石的名字古已有之。單質鋯莫名其妙上了易制爆名單，大概是因為其粉塵易燃？但是易燃的金屬粉末多了去了，畢竟鈰那種的你掰斷它都冒火星的東西都沒上名單

。其實易制爆名單可以劃分的細一些，比如工業用地，比如實驗室用的。

最知名的鋯化合物就是二氧化鋯，它的結晶可以做成下圖的模樣。

嗯，就是假鑽。合成立方氧化鋯。

現在市面上騙子比較多，會有部分不法分子用合成立方氧化鋯當成鑽石來騙人。因此，消費者應選擇正規質檢機構出具證書的產品。當然，騙子可能會採用調包的手段，比如用真鑽石出個證書，再用鋯石代替。因此買到鑽以後，再去質檢機構鑑定一下是很有必要滴

鑑定貴金屬、珠寶玉石，找Pt老師

鉿（Hafnium）

讀音為“哈”，得名源於哥本哈根，可以參考Pt老師過去的文章。鉿由於鑭系收縮的緣故，原子半徑與鋯非常接近。因此，自然界中鉿常與鋯共生，其分離也相對困難。

鉿主要用於工業，民用極少。一個冷僻的知識是鉿絲易燃，比如取一段極細的鉿絲，用酒精燈的火焰即可將其點燃。

鉿鉭碳合金（Ta4HfC5）是已知熔點最高的物質之一（約4215℃）。（資料來源百度百科）

希望化學家們可以開發出更多鉿元素的用途。

內容源自網路，版權歸原作者所有