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4族元素(又稱鈦族元素)是指元素週期表上第4ⅣB族)的元素,位于3族元素5族元素之间。4族元素包含(Ti)、(Zr)、(Hf)、(Rf),均為過渡金屬元素,其中鑪為人造元素,具極高的放射性

4族元素在週期表中的位置
氫(非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(非金屬)
氮(非金屬)
氧(非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(非金屬)
硫(非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
鈮(過渡金屬)
鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
釕(過渡金屬)
銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鎦(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砈(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(預測為過渡金屬)
鐽(預測為過渡金屬)
錀(預測為過渡金屬)
鎶(過渡金屬)
鉨(預測為貧金屬)
鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
鿬(預測為鹵素)
鿫(預測為惰性氣體)
3族  5族
IUPAC族編號 4
以元素的命名 鈦族元素
CAS族編號
(US, pattern A-B-A)
IVB
舊IUPAC族編號
(Europe, pattern A-B)
IVA

↓ 周期
4
Image: Titanium crystal bar
(Ti)
22 過渡金屬
5
Image: Zirconium crystal bar
(Zr)
40 過渡金屬
6
Image: Hafnium crystal bar
(Hf)
72 過渡金屬
7 (Rf)
104 過渡金屬

圖例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序顏色:

固體液體氣體

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
熔点 1941 K (1668 °C) 2130 K (1857 °C) 2506 K (2233 °C) 2400 K (2100 °C)(推測)[1][2]
沸点 3560 K (3287 °C) 4682 K (4409 °C) 4876 K (4603 °C) 5800 K (5500 °C)(推測)[1][2]
密度 4.507 g·cm−3 6.511 g·cm−3 13.31  g·cm−3 23  g·cm−3(推測)[1][2]
外观 金属银色 银白色 银灰色 银色 (推測)[1][2]
原子半径 140 pm 155 pm 155 pm 150 pm (推測)[2]

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。

左方一族: 4族元素
第4族
右方一族:
3族元素 5族元素

參考文獻编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Chemical Data. Rutherfordium - Rf, Royal Chemical Society
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. (编) Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1.