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  • 1 # 科技領航人

    “貴金屬是一組在暴露於空氣中時耐氧化和耐腐蝕的金屬。由於這些金屬表現出的相對效應,它們能夠在不同的條件下保持穩定。”

    在化學中,貴金屬被定義為耐腐蝕和耐氧化的金屬,而在原子物理學中,該定義涉及原子的電子結構(電子在原子的不同外殼中的分佈)。8種最常見的貴金屬包括金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥。如你所知,前2個通常用於製作珠寶或其他裝飾品。唯一的原因是它們暴露於空氣中時的惰性和對變化的抵抗力。為了理解什麼讓這些金屬"貴",讓我們從化學的基礎知識開始!

    貴金屬位於週期表的什麼位置?

    週期表由俄羅斯化學家迪米特里·門捷列夫於1869年建立。它是根據化學元素的原子數、電子配置和化學特性的相似性排列的化學元素的顯示。今天,週期表有 118 個已知元素。元素根據其化學行為按組和週期排列。貴金屬位於元素表的中心,屬於過渡金屬群。所有過渡金屬均具有金屬特性,是良好的導電體。

    貴金屬背後的化學成分是什麼?

    要理解為什麼貴金屬是一些反應性最小的金屬,瞭解其電子配置非常重要。元素的化學反應性受原子核周圍電子排列的影響,使原子保持穩定。當原子完全填充電子外殼時,就達到穩定性。

    在大學裡化學講座中,你也許聽說過尼爾斯·波爾這個名字,他是原子波爾模型創始人。他說,原子有一個包含中子和質子的原子核,而電子則在電子殼中在特定距離圍繞原子核旋轉。

    圖注:波爾模型的插圖

    電子在不同的外殼中旋轉,並擁有一定的能級;當電子遠離原子核時,能級會升高。這些能級編號為 1、2、3、4 等。此外,每個主要能級或電子外殼被指定為K、L、M和N包含2n^2電子,其中n對應於該能級的數量。

    第一級有2(1^2)電子=2電子,第二能級有2(2^2)電子= 8電子

    第三級和第四級有18和32個電子,以相同的方式計算。當電子離開原子核時,電子有更高能級。因此,第六能級中的電子能量將大於在第一級的電子的能量。電子首先填充較低的能量水平,然後向外移動。有時,電子不能完全填滿外殼,從而產生價電子;這些最外層的電子負責原子的反應。當我們談論電子能級時,這是重點考慮方面之一。

    這還不全是,因為在繼續回答主要問題之前,我們需要介紹一些更多的基礎知識。讓我們進一些有關電子外殼的細節。

    什麼是亞殼層和軌道?

    每個子殼(K、L、M 或 N)包含一個或多個亞外殼層,每個亞殼包含原子軌道。這幾乎感覺就像電影《盜夢空間》中的一個場景,我們從一個外殼到另一個外殼,直到我們最終理解貴金屬背後的化學成分。

    為了簡化這個過程,我們把電子想象成一場拔河遊戲中的參與者。每個電子都希望直線(原子核)的中心點靠近自己。離原子核最遠的電子產生大量的能量,以便更接近原子核,就像把最強的玩家放在遊戲中的繩子末端一樣。然而,拔河比賽中的玩家被定位在一條直線上,而不是像電子外殼那樣捲縮在繩子上亂轉。

    圖注:顯示各種能級的電子外殼層。

    同樣,電子不會過度擁擠的外殼!它們分佈在亞殼層中,被稱為s、p、d和f,其中含有2個或更多軌道。每個軌道只包含2個電子,在同一亞殼中產生許多軌道。兩個電子在同一軌道以相反的方向旋轉,產生能量差異。f亞殼軌道中的電子比s亞殼中的電子更有活力。由於沒有價電子,那些完全填充電子殼的元素比其他元素更穩定。

    為什麼貴金屬不愛發生反應?

    如上所述,價電子負責元素與其他元素相互作用和形成化合物的能力。為了更好地理解,讓我們縮小範圍,瞭解黃金的化學成分。當您仔細觀察金(79Au)電子構型,我們看到它的第6個電子殼層中有一個電子。因此,黃金屬於惰性金屬,不愛起化學反應。我們可以參照一下惰性氣體氙的電子構型:

    其中Xe代表氙氣最接近惰性氣體;4,5和6代表能級,上標描述每個子殼中存在的電子數量。

    圖注:金的電子配置,其單電子在最外層的外殼。

    金的原子序數為79,使其能夠表現出相對論效應。由於金的重核,電子運動速度非常快,所以s殼層電子比d和f殼電子束縛得更強烈。這些相對論電子獲得質量,導致6s軌道收縮。這種收縮導致電子更緊密地與原子核結合,從而變得無法反應。因此,儘管黃金在最外層的外殼上具有自由電子,但具有抗氧化的獨特特性。

    圖注:金牙冠

    總之,由於貴金屬的化學佈置和電子在各自外殼中的位置,其對氧化和腐蝕的反應性較低。這允許某些金屬用作牙科鑄件,也用於製作各種裝飾品,而不必擔心金屬變暗、腐蝕或以不需要的方式做出反應!

  • 2 # 令狐令狐令狐

    有這個印象那是你沒好好學化學,現在很多需要貴金屬參與的有機反應。而且必須是貴金屬才反應。我們所金屬有機化學國家重點實驗室的一個重要研究方向就是如何用便宜金屬替代貴金屬參與有機反應。

  • 3 # 牛小歪

    通俗點理解猜想,容易反應的,就容易到處都是,人們能去把他提出來。不容易反應的,鬼知道他藏哪兒,所以不容易得到?

  • 4 # 大偉140797056

    貴金屬是指金,銀,釕,銠,鈀,鋨,銥,鉑等金屬,色澤美麗,價值比較高,化學穩定性強,一般來說不容易參加其他化學物質的化學反應活動。

    貴金屬的原子核和各個層次的外層電子的形成結構聯絡緊密,貴金屬原孑和原子之間也構成緊密結合狀態,貴金屬原子核一般不會失去外層電子,也不會奪取其他元素的外層電子,貴金屬的這種特性用化學學術眼光就是不愛起化學反應。

  • 5 # niun

    貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)等8種金屬元素。這些金屬大多數擁有美麗的色澤,對化學藥品的抵抗力相當大,在一般條件下不易引起化學反應。

    你這問題就像是1+1為什麼等於2一樣

    如果這些金屬容易被腐蝕就不會被叫做貴金屬了

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