草稿:重金属

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定义[编辑]

重金属在元素周期表上的位置
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H He
2  Li Be B C N O F Ne
3  Na Mg Al Si P S Cl Ar
4  K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6  Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7  Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
满足的标准个数:
元素数量:
  
10  
3
  
9
5
  
8
14
  
6–7
56
  
4–5
14
  
1–3
4
  
0
3
  
非金属
19
各个金属元素所满足的不同“重金属判定标准”数量。本节内罗列的10个标准中,有2个基于密度,3个基于原子质量,2个基于原子序数,3个基于化学性质[注 1]这说明除了外,其他金属是否属于“重金属”还存在争议。
一般而言被视为非金属,而在此处也计入金属[14][注 2]Og在此处属于非金属。虚线内的元素单质密度(对于从砹至Ts的元素为预测值)大于5 g/cm3

对于重金属一词的定义,并无广泛接受的共识,因此在不同语境下可能有不同的含义。例如在冶金行业中,一种金属是否为重金属通常由其密度决定[15],物理学可能使用原子序数来定义[16],化学中可能根据其化学性质决定[8]

基于密度的界定标准从大于3.5 g/cm3到大于7 g/cm3不等[1]。基于原子质量的则有大于的22.98au、大于40(即从开始,除去s区元素f区元素[2]以及大于200(自开始)等若干种不同的标准[3]原子序数标准一般是大于20(),[1]有時以92()為上限。[4]基于原子序数的标准可能会将一些密度较低的金属也认定为重金属。例如属于碱金属,其原子序数为37,而密度仅为1.532 g/cm3,低于绝大多数基于密度的标准[17]。基于原子质量的标准也有类似的情况[18]

美国药典》提出一个辨识重金属的测试方法,involves precipitating metallic impurities as their coloured sulfides[5][注 3]。化学家斯蒂芬·霍克斯(Stephen Hawkes)在1997年提出,“重金属”一词应适用于“硫化物不溶于水、氢氧化物不溶于水、溶于水并生成有色溶液、配合物通常有色的金属”。在这个基础上,霍克斯提出把“重金属”定义为“所有在元素周期表里位于3族16族、同时位于第4周期或以下的金属”,即是过渡金属貧金屬[8][注 4]镧系元素都满足霍克斯的表述,而锕系元素则尚未确定。 The lanthanides satisfy Hawkes' three-part description; the status of the actinides is not completely settled.[注 5][注 6]

生物化学领域,重金属的定义有时建基于酸碱电子理论,以某一金属元素的离子在水溶液的路易斯酸行为(接收电子对)来区分。这个准则把较倾向接收氧原子电子对的金属离子称为“A类”,较倾向接收氮原子或硫原子电子对的金属离子称为“B类”;有些金属离子在不同情况下分别展示出A类和B类的特性,模棱两可,处于临界位置。由此,这个准则把“重金属”一词定义为上述的B类金属或临界金属。[39][注 7]A类金属包括碱金属、碱土金属3族元素、镧系元素和锕系元素,它们倾向有较低的电负性,并倾向形成离子键成分较大化学键[注 8] Class B metals, which tend to have higher electronegativity and form bonds with considerable covalent character, are mainly the heavier transition and post-transition metals. Borderline metals largely comprise the lighter transition and post-transition metals (plus arsenic and antimony). The distinction between the class A metals and the other two categories is sharp.[43] A frequently cited proposal[注 9] to use these classification categories instead of the more evocative[9] name heavy metal has not been widely adopted.[45]

以密度界定的重金属列表[编辑]

密度是否大于5 g/cm3有时被视为界定一个金属元素是否重金属的通用指标[46]。由于学术界对重金属尚没有一致定义,下方列表、以至本条目余下内容(除非另有注明)将会建基于上述标准。符合这个标准的类金属(例如砷和锑)有时候也会视作重金属(尤其是在环境化学领域)[47],本条目亦然。的密度为4.8 g/cm3[48],稍微低于上述标准,但仍会收录在下方列表之内。它较少被视为类金属[14]但它的某些waterborne chemistry性质与砷和锑相近[49]。有些密度低于上述标准的金属有时候也会当成“重金属”看待,例如[50](密度为1.8 g/cm3[51]、铝[50](2.7 g/cm3[52]、钙[53](1.55 g/cm3[54]、钡[53](3.6 g/cm3[55]。本条目把这些金属一概视为轻金属,不会进一步讨论。

主要通过商业开采生产 (下表以经济重要性分类,非正式分类方法)
战略性元素(30个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
被认为对多国战略利益举足轻重[56]
(右方列出其中22个,其余8个列于下方)
贵金属(8个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
稀有又昂贵[57]
战略性:
非战略性:
商品金属(9个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
公噸为单位在伦敦金属交易所交易
战略性:
非战略性:
其他(14个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
既非战略性元素,也非贵金属,亦非商品金属
主要通过核嬗变生产(下表以稳定性分类,非正式分类方法)
长寿命(15个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
半衰期长于一天
短寿命(16个)
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)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
半衰期短于一天
锑、砷、锗、碲通常被视作类金属,硒较少被这样看待。[14]
砈被推算为金属元素。[58]
放射性金属 这34个元素的所有同位素都不稳定,因此具放射性。虽然铋亦如此,但它的半衰期为年,是宇宙的年龄(138亿年)乘上超过十亿倍,因此不列为放射性金属。[59][60]
这8个元素也存在于自然环境中,但存量太少,不足以作经济上可行的开采。[61]

“重金属”一词的由来和用法[编辑]

史前时代的人类已经注意到铁(以自然鐵英语Telluric iron的形式存在)、金、银等天然金属英语Native metal很重。由于这些金属具有优良展性,它们被制成饰物、工具和武器,此为人类首次尝试用金属制造这些物品。[62]从史前时代至1809年前发现的金属之密度一概相对较高,这被视为金属的唯一判断标准。[63]自1809年起,科学家开始成功提取轻金属(例如等),这些金属密度低,冲击了当时科学家认为金属密度都高的传统想法,因此有科学家提议把这些金属成为“类金属”(意指它们的形态或外观类近于其他金属)[64][65]。但是,科学界最终没有采用这个说法,而是把轻金属承认为金属元素,“类金属”一词则用作指称非金属元素(其后改用作指称难以归类为金属或非金属的元素)[66]

“重金属”一词的早期使用可以追溯到1817年:当时,德国化学家利奧波德·格梅林英语Leopold Gmelin把化学元素分类为非金属、轻金属、重金属三种[67],他把轻金属界定为密度介于0.860 g/cm3至5.0 g/cm3的金属元素,重金属则界定为密度介于5.308 g/cm3至22.000 g/cm3的金属元素[68][注 10]“重金属”一词后来用作指称高原子量或高原子序的化学元素[17],有时与“重元素”一词交替使用,例如:in discussing the history of nuclear chemistry, Magee[69] notes that the 曾經有紀錄將錒系元素視為新的重元素過渡系,whereas Seaborg and co-workers "favoured ... a heavy metal rare-earth like series ..."。不过,在天文学领域,重元素所指的是任何比重的元素[70]

质疑[编辑]

苏格兰毒理学家约翰·达弗斯(John Duffus)在2002年审视了过往60年“重金属”一词在学术界的定义,发现各个定义迥然不同,因而批评这个术语无意义可言[71]。学术界也经常质疑一些金属是否属于重金属,理由包括它们太轻、它们涉及到生物过程英语Biological process当中、它们甚少构成环境危害英语Environmental hazard等,例如:钪(太轻)[17][72];钒、锌(涉及到生物过程)[73];铑、铟、锇(太稀有)[74]

广泛性[编辑]

虽然“重金属”一词的含义没有定论,但这个术语仍旧经常在科学文献里出现。2010年,有研究显示这个术语的使用量日益增加,似乎已经成为科学语言的一部分[75]。由于“重金属”一词既方便又为人熟悉,所以只要附上严谨定义,这个术语也会被视为可以接受的[39]。与重金属相对应的术语是“轻金属”,美国矿物、金属与材料学会英语The Minerals, Metals & Materials Society建议用这个名词指称铝、、铍、钛、锂以及其他高活性金属[76],它们的密度介乎0.534 g/cm3至4.54 g/cm3

生物角色[编辑]

一个体重70公斤的人
体内通常的重金属含量
元素 毫克[77]
4000 4000
 
2500 2500
 
[注 11] 120 120
 
70 70
 
[注 12] 30 30
 
20 20
 
20 20
 
[注 13] 15 15
 
14 14
 
12 12
 
其他[注 14] 200 200
 
总计 7000

一些生物程序需要微量重金属(多数是第4周期元素)方能进行。这些重金属包括:铁和铜(氧气运输電子傳遞)、钴(复合物合成与细胞新陈代谢)、锌(羥基化)、钒和锰(酶的调节和运作)、铬(葡萄糖利用)、镍(细胞生长英语Cell growth)、砷(一些动物的代谢生长,可能包括人类)、硒(抗氧化功能和激素制造)。[82][83]第5和第6周期有较少属于必要元素的重金属,符合“元素越重就越稀有,元素越稀有就越不常是必要营养”的一般规律[84]。生物需要钼(第5周期元素)来催化体内的氧化还原反应,一些海洋矽藻则是用镉来达到这个目的。有些矽藻物种需要同属第5周期的锡来生长。[85]一些古菌细菌需要钨(第6周期元素)来进行新陈代谢程序[86]。如果生物缺乏上述任何一种属于必要元素的第4和第6周期重金属,就可能会更容易出现重金属中毒[87](倒过来说,如果体内有过剩的重金属,同样可能造成负面生物影响)。一个体重70公斤的人体内英语Composition of the human body通常有大概0.01%的重金属(约等于7克,重量相当于两颗晒干的豌豆,其中铁(4克)、锌(2.5克)、铅(0.12克)是三大主要成分)、2%的轻金属(约等于1.4公斤,重量相当于一瓶红酒)、约98%的非金属(其中大部分是[88][注 15]

有好几个不属于必要元素的重金属也被认为有生物影响。锗(类金属)、镓、铟以及大多数镧系元素可以刺激代谢,而钛(有时不被视为重金属)能够促进植物生长。[89]

毒性[编辑]

这章节集中讲述重金属较为严重的毒性,包括癌症腦損傷和死亡,而非它们可能对皮肤肺部胃部肾脏肝脏心脏造成伤害。关于更具体的毒性资讯,参见金属毒性英语Metal toxicity有毒重金属,或者参看个别元素和化合物的条目。

重金属经常被认定为剧毒或者会破坏环境[90]。有些重金属的确如此,不过有些重金属只是在摄取过量时才有毒,或者只在特定形式才有毒性。

污染环境的重金属[编辑]

铬、砷、镉、汞、铅是最具潜在危害的重金属,这是因为它们被人类广泛使用,而且在环境里广泛分布,但是它们的单质或化合物有毒[91]。例如六价铬(铬的一种形式)具有剧毒,毒性与气态汞相若、与多种汞化合物相若[92]。这五个重金属元素对有强大的亲和力,因此它们在人体里经常与巰基官能團(-SH)上的硫原子键合,从而结合到控制代谢反应速度的之上。硫原子与重金属原子之间的化学键抑制了酶的正常运作,令人体健康受损害,有时更可能死亡。[93]铬(六价铬)和砷是致癌物,镉会导致痛痛病(骨骼变异),汞和铅会损害中樞神經系統

铅是最常见的重金属污染物[94]。在工业化地区,水生环境里的铅浓度估计为非工业化地区的两至三倍[95]。在1930至1970年代,四乙基铅(CH3CH2)4Pb)被广泛用作汽油添加剂[96]。虽然北美洲国家在1996年前大规模淘汰了含铅汽油,但此前兴建的行车道旁边的土壤已经留下了高浓度铅[97]。后来的研究发现,美国的含铅汽油使用率和暴力罪案率之间存在关连,这种关连在统计学上是可观的:考虑两者之间有22年(暴力罪犯平均作案年龄)的时间延迟,暴力罪案率与铅暴露的统计曲线几乎完全相合[98]

其他具有潜在危害、通常是有毒环境污染物的重金属包括:锰(损害中央神经系统[99];钴和镍(致癌)[100];铜[101]、锌[102]、硒[103]、银[104](对鱼类、植物、鸟类和其他水生动物造成內分泌扰乱、先天性障碍或一般毒害);锡(有機錫化合物损害中央神经系统)[105];锑(怀疑致癌)[106](损害中央神经系统)[101][注 16][注 17]

属于必要营养素的重金属[编辑]

如果摄取过量,属于必要营养素的重金属也可能会变得有毒,一些元素已知存在一些有毒的形态。五氧化二钒(V2O5)对动物是致癌物,吸入可以引致DNA损伤[101]高锰酸根离子(MnO
4
)对肝脏肾脏有毒[110]。摄入0.5克以上的铁能够导致心脏衰竭,这种过量摄取通常发生在儿童身上,可能在24小时内引致死亡[101]。30百万分率浓度的四羰基镍(Ni2(CO)4)可以引致呼吸衰竭、脑损害、以至死亡[101]。吸入一克或以上的硫酸铜(CuSO4)可以致命,即使存活下来也可能遭受主要器官损伤[111]。硒的建议摄取量是0.45毫克,一旦摄取多于5毫克就具有剧毒,这个分量是建议摄取量的十倍左右[112];长期硒中毒还能够致瘫[101][注 18]

其他重金属[编辑]

一些非必需的重金属元素具有一种或多种有毒化合物形态。曾出现过由于过量摄入导致肾衰竭甚至致命的记录[101]。暴露于四氧化锇则可能导致永久性眼损伤、呼吸衰竭[114]及死亡[115]。对于,如果摄入超过几毫克,会使肾脏肝脏心脏受到影响[116]。重要的化疗药物顺铂对肾脏及神经具有毒性[101]。过量摄入化合物可导致肝损伤。不可溶的铀化合物以及它们产生的电离辐射则可导致永久性肾损伤[117]

暴露源[编辑]

工业活动带来的重金属富集能降低空气、水及土壤的质量,并因此导致动植物健康状况下降[118]。可能导致重金属富集的来源包括工业垃圾、汽车尾气、铅酸蓄电池、肥料、染料、经过处理的木材[119]、老化的管道[120]以及海中漂浮的塑胶颗粒[121]。1950年代发生于日本的水俣病事件,正是由于含汞废水被排放入海,被水中生物摄入后转化为有机汞化合物,人食用这些海产品后有机汞进入人体所致[122]。而巴西的班托羅德里格斯水壩災難[123]、美国的弗林特饮用水危机英语Flint water crisis[124]等都是由于不当工业活动而使得普通民众暴露于过量重金属的例子。[125]

形成、丰度、分布及提取[编辑]

 
地壳中的重金属
丰度及主要来源和分布情况[注 19]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H He
2  Li Be B C N O F Ne
3  Na Mg Al Si P S Cl Ar
4  K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr Y Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te  I  Xe
6  Cs Ba La 1 asterisk Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi
7  1 asterisk
1 asterisk Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
1 asterisk Th U
 
   Most abundant (56,300 ppm by weight)
   Rare (0.01–0.99 ppm)
   Abundant (100–999 ppm)
   Very rare (0.0001–0.0099 ppm)
   Uncommon (1–99 ppm)
 
 
Heavy metals left of the dividing line occur (or are sourced) mainly as lithophiles英语Goldschmidt classification#Lithophile elements; those to the right, as chalcophiles英语Goldschmidt classification#Chalcophile elements except gold (a siderophile英语Goldschmidt classification#Siderophile elements) and tin (a lithophile).

铁峰顶前的重金属元素大部分是通过恒星核合成产生的。在恒星内,从氢至硅的元素在恒星内部参与连续的核聚变反应,释放光和热,并生成较原子序数较大的元素。[129]

由于通过核聚变生成原子序数大于铁的元素的过程中,吸收的能量大于放出的能量,原子序数大于铁的重金属通常并不经由核聚变产生[130],它们主要由原子序数较小的元素发生中子俘获而来。中子俘获由两种主要的形式——R-过程S-过程。在S-过程中,两次俘获事件之间可能间隔数年或数十年,这使得不稳定的原子核有充分时间发生β衰变[131]。而在R-过程中,俘获速率比衰变速率快。因此,S-过程的反应路径较为清晰,例如-110在恒星内被足够的中子轰击后变为镉-115,然后通过β衰变生成半衰期长达宇宙年龄30000倍的-115。铟-115可继续俘获中子变成铟-116,然后衰变为-116。[129][132][注 20]由于的半衰期很短,他们会快速衰变为铋和铅,使得S-过程终止于。而在R-过程中则没有这样的反应路径。R-过程的俘获速率太快,以至于可以跳过一些不稳定的核素,从而产生更重的元素,例如[134]

关于这些过程所需的较轻元素及中子的来源,则与恒星的演化有关。恒星可能会在他们生命周期的末期会将一部分质量抛出,而中子星碰撞事件则抛出大量中子[135][注 21],产生了上述的中子俘获过程的发生条件,因而得以在星际空间中产生更重的元素。在引力的作用下,这些物质逐渐坍缩形成新的恒星和行星[137] 。Heavy metals condense in planets as a result of stellar evolution and destruction processes. Stars lose much of their mass when it is ejected late in their lifetimes, and sometimes thereafter as a result of a neutron star merger,[138][注 22] thereby increasing the abundance of elements heavier than helium in the interstellar medium. When gravitational attraction causes this matter to coalesce and collapse new stars and planets are formed.[140]

按质量计算,地壳中大约含有5%的重金属,其中铁占95%;轻金属占约20%,非金属占约75%。[126]虽然总体含量较少,但由于造山运动侵蚀作用及其他[[地貌学|地质过程}],重金属元素常常集中出现,从而在经济上有提取的价值。Despite their overall scarcity, heavy metals can become concentrated in economically extractable quantities as a result of mountain building英语mountain formation, erosion, or other geological processes.[141]

Heavy metals are primarily found as lithophiles英语Goldschmidt classification#Lithophile elements (rock-loving) or chalcophiles英语Goldschmidt classification#Chalcophile elements (ore-loving). Lithophile heavy metals are mainly f-block elements and the more reactive of the d-block elements. They have a strong affinity for oxygen and mostly exist as relatively low density silicate minerals.[142] Chalcophile heavy metals are mainly the less reactive d-block elements, and period 4–6 p-block metals and metalloids. They are usually found in (insoluble) sulfide minerals英语sulfide minerals. Being denser than the lithophiles, hence sinking lower into the crust at the time of its solidification, the chalcophiles tend to be less abundant than the lithophiles.[143]

On the other hand, gold is a siderophile英语Goldschmidt classification#Siderophile elements, or iron-loving element. It does not readily form compounds with either oxygen or sulfur.[144] At the time of the Earth's formation, and as the most noble (inert) of metals, gold sank into the core due to its tendency to form high-density metallic alloys. Consequently, it is a relatively rare metal.[145] Some other (less) noble heavy metals—molybdenum, rhenium, the platinum group metals (ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum), germanium, and tin—can be counted as siderophiles but only in terms of their primary occurrence in the Earth (core, mantle and crust), rather the crust. These metals otherwise occur in the crust, in small quantities, chiefly as chalcophiles (less so in their native form英语native metal).[146][注 23]

Concentrations of heavy metals below the crust are generally higher, with most being found in the largely iron-silicon-nickel core. Platinum, for example, comprises approximately 1 part per billion of the crust whereas its concentration in the core is thought to be nearly 6,000 times higher.[147][148] Recent speculation suggests that uranium (and thorium) in the core may generate a substantial amount of the heat that drives plate tectonics and (ultimately) sustains the Earth's magnetic field.[149][注 24]

The winning of heavy metals from their ores is a complex function of ore type, the chemical properties of the metals involved, and the economics of various extraction methods. Different countries and refineries may use different processes, including those that differ from the brief outlines listed here.

Broadly speaking, and with some exceptions, lithophile heavy metals can be extracted from their ores by electrical英语electrowinning or chemical treatments, while chalcophile heavy metals are obtained by roasting英语roasting (metallurgy) their sulphide ores to yield the corresponding oxides, and then heating these to obtain the raw metals.[151][注 25] Radium occurs in quantities too small to be economically mined and is instead obtained from spent nuclear fuels.[154] The chalcophile platinum group metals (PGM) mainly occur in small (mixed) quantities with other chalcophile ores. The ores involved need to be smelted英语smelting, roasted, and then leached英语leaching (metallurgy) with sulfuric acid to produce a residue of PGM. This is chemically refined to obtain the individual metals in their pure forms.[155] Compared to other metals, PGM are expensive due to their scarcity[156] and high production costs.[157]

Gold, a siderophile, is most commonly recovered by dissolving the ores in which it is found in a cyanide solution.[158] The gold forms a dicyanoaurate(I), for example: 2 Au + H2O +½ O2 + KCN → 2 K[Au(CN)2] + 2 KOH. Zinc is added to the mix and, being more reactive than gold, displaces the gold: 2[Au(CN)2] + Zn → K2[Zn(CN)4] + 2 Au. The gold precipitates out of solution as a sludge, and is filtered off and melted.[159]

重金属性质与轻金属的比较[编辑]

下表笼统地总结了重金属和轻金属(及其化合物)的一些物理性质和化学性质。“轻金属”和“重金属”这两个术语并没有恒定的定义,因此对二者进行总体对比时应小心谨慎。而且,金属的硬度强度随纯度、晶粒大小、预处理工序而异,差异可以很大。[160]

重金属和轻金属的性质
物理性质 轻金属 重金属
密度 通常较低 通常较高
硬度[161] 倾向柔软,容易切开或弯曲 多数颇硬
热膨胀程度[162] 通常较高 通常较低
熔点 通常较低[163] 低至极高[164]
强度[165] 通常较低 通常较高
化学性质 轻金属 重金属
在周期表的位置 常见于1族2族[166] 几乎全部见于3族16族
活性[76][167] 活性较高 活性较低
地球化学性质 轻金属 重金属
在地壳的丰度[126][167] 丰度较高 丰度较低
戈尔德施密特元素分类英语Goldschmidt classification 亲石元素[128] 亲石元素、亲铜元素(金是亲铁元素)
生物学角色 轻金属 重金属
营养作用[168] 部分为宏量营养素(钠、钾、镁、钙) 部分为微量营养素(钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钼)
重金属化合物和轻金属化合物的物理性质
物理性质 化合物 轻金属 重金属
水溶性 硫化物 可溶至不溶[注 26] 极易溶[注 27][173]
氢氧化物 可溶至不溶[注 28] 通常不可溶[177]
水溶液颜色 [170] 通常无色 通常有色
络合物 通常无色[178] 通常有色[179]

这些性质帮助人们较易分辨重金属(例如钨)和轻金属(例如钠),但两者之间的差异到了临界情况就变得模糊不清。钡、钪、钛等 light structural metals 具有一些重金属的性质,例如熔点较高[注 29];锌、镉、铅等重金属(同时为贫金属)具有一些轻金属的性质,例如相对较柔软[注 30]、熔点较低[注 31] 、主要生成无色配合物。[19][21][22]

注释[编辑]

  1. ^ (1)密度高于3.5 g/cm3[1];(2)密度高于7 g/cm3[1];(3)原子质量大于22.98[1];(4)原子质量大于40(除s区元素f区元素[2];(5)原子质量大于200[3];(6)原子序数大于20;(7)原子序数介于21与92[4];(8)依据美国药典[5][6][7];(9)基于Hawkes元素周期表的定义(除镧系锕系[8];(10)Nieboer与Richardson生物化学分类[9]。元素的密度数据主要来自于约翰·埃姆斯利的著作《Nature's Building Blocks》[10]。其中缺字图片的密度为预测值[11]的密度基于其原子质量与晶格结构进行推算[12][13]
  2. ^ Metalloids were, however, excluded from Hawkes' periodic table-based definition given he noted it was "not necessary to decide whether semimetals [i.e. metalloids] should be included as heavy metals."[8]
  3. ^ 这个测试方法不是专门为某些特定金属而设,但最低限度能够检测到钼、铜、銀、镉、汞、锡、铅、砷、锑、铋[6]。不过,如果以硫化氫作为试剂的话,这个测试就无法检测钍、钛、锆、铌、钽和铬[7]
  4. ^ 通常不形成有色配合物的过渡金属或貧金屬包括:钪、钇(3族元素[19];銀(11族元素[20];锌、镉(12族元素[19][21];以及位于元素周期表13族至16族的金属[22]
  5. ^ Lanthanide (Ln) sulfides and hydroxides are insoluble;[23] the latter can be obtained from aqueous solutions of Ln salts as coloured gelatinous precipitates;[24] and Ln complexes have much the same colour as their aqua ions (the majority of which are coloured).[25] Actinide (An) sulfides may or may not be insoluble, depending on the author. Divalent uranium monosulfide英语uranium monosulfide is not attacked by boiling water.[26] Trivalent actinide ions behave similarly to the trivalent lanthanide ions hence the sulfides in question may be insoluble but this is not explicitly stated.[27] Tervalent An sulfides decompose[28] but Edelstein et al. say they are soluble[29] whereas Haynes says thorium(IV) sulfide英语thorium(IV) sulfide is insoluble.[30] Early in the history of nuclear fission it had been noted that precipitation with hydrogen sulfide was a "remarkably" effective way of isolating and detecting transuranium elements in solution.[31] In a similar vein, Deschlag writes that the elements after uranium were expected to have insoluble sulfides by analogy with third row transition metals. But he goes on to note that the elements after actinium were found to have properties different from those of the transition metals and claims they do not form insoluble sulfides.[32] The An hydroxides are, however, insoluble[29] and can be precipitated from aqueous solutions of their salts.[33] Finally, many An complexes have "deep and vivid" colours.[34]
  6. ^ The heavier elements commonly to less commonly recognised as metalloidsGe; As, Sb; Se, Te, Po; At—satisfy some of the three parts of Hawkes' definition. All of them have insoluble sulfides[33][35] but only Ge, Te, and Po apparently have effectively insoluble hydroxides.[36] All bar At can be obtained as coloured (sulfide) precipitates from aqueous solutions of their salts;[33] astatine is likewise precipitated from solution by hydrogen sulfide but, since visible quantities of At have never been synthesised, the colour of the precipitate is not known.[35][37] As p-block elements, their complexes are usually colourless.[38]
  7. ^ The class A and class B terminology is analogous to the "hard acid" and "soft base" terminology sometimes used to refer to the behaviour of metal ions in inorganic systems.[40]
  8. ^ 铍和铝是这个整体趋势的例外,它们的电负性相对较高[41]铍离子铝离子体积相对小,因此电荷密度较大,能够 polarising 附近的电子云,这使铍化合物和铝化合物具有可观的共价性质[42]
  9. ^ Google Scholar has recorded more than 900 citations for the paper in question.[44]
  10. ^ 如果格梅林当时用的是英制单位,他可能会把300 lb/ft3定为轻金属与重金属的密度分界点,这样的话硒(密度为300.27 lb/ft3)就足以列入重金属。但是如果以5 g/cm3(相等于312.14lb/ft3)为分界点的话,硒就不是重金属了。
  11. ^ 铅是个累積毒物,以前曾经被人类广泛使用,又被人为排放到自然环境,因此在人体内的含量较高[78]
  12. ^ 学者海恩斯的数据为17毫克以下[79]
  13. ^ 学者艾揚格的数据为5毫克[80],海恩斯的数据则为10毫克[79]
  14. ^ 这里共有45种重金属,含量各小于10毫克,包括砷(7毫克)、钼(5毫克)、钴(1.5毫克)、铬(1.4毫克)等[81]
  15. ^ 这里的数据把类金属硼和矽看作非金属,把类金属锗、砷、锑、碲看作重金属。
  16. ^ 镍、铜、锌、硒、银、锑被美国政府列入有毒污染物名录[107];锰、钴、锡被澳洲政府列入国家污染物清单[108]
  17. ^ 钨可能也是这种有毒重金属[109]
  18. ^ 在对于哺乳类动物属必要营养素的重金属当中,硒是毒性最高的[113]
  19. ^ 丰度低于万亿分之1的痕量元素Tc, Pm, Po, At, Ra, Ac, Pa, Np, and Pu)未予显示。丰度数据来自《CRC物理化学手册》第85版[126]及《构建自然的基础》[127],分布信息来自《Regolith地球化学》[128]
  20. ^ 在某些情况下,例如处于高能γ射线高温富氢环境中,原子核可能会丢失中子或增加质子,产生中子少于质子的原子核英语p-nuclei[133]
  21. ^ 两个中子星碰撞时抛出物质可归因于他们之间潮汐力的作用][136]
  22. ^ The ejection of matter when two neutron stars collide is attributed to the interaction of their tidal forces, possible crustal disruption, and shock heating (which is what happens if you floor the accelerator in car when the engine is cold).[139]
  23. ^ Iron, cobalt, nickel, germanium and tin are also siderophiles from a whole of Earth perspective.[128]
  24. ^ Heat escaping from the inner solid core is believed to generate motion in the outer core, which is made of liquid iron alloys. The motion of this liquid generates electrical currents which give rise to a magnetic field.[150]
  25. ^ Heavy metals that occur naturally in quantities too small to be economically mined (Tc, Pm, Po, At, Ac, Np and Pu) are instead produced by artificial transmutation.[152] The latter method is also used to produce heavy metals from americium onwards.[153]
  26. ^ 碱金属、碱土金属和铝的硫化物遇水分解[169];钪[170]、钇[171]、钛[172]的硫化物不溶于水。
  27. ^ 硫化镓硫化铬遇水分解。
  28. ^ 比方说,氢氧化钾氢氧化铷氢氧化铯的水溶性超过100克每100克水[174]氢氧化铝(水溶性为0.0001克每100克水)[175]、氢氧化钪(水溶性小于0.00000015克每100克水)[176]被视为不溶于水。
  29. ^ 钡的熔点为摄氏1287度,被认为较高。钪和钛的熔点分别为摄氏1541度和摄氏1668度。[180]
  30. ^ 锌的莫氏硬度为2.5,是柔软的金属[181];钙和铅的莫氏硬度就更低,分别为2.0和1.5[182]
  31. ^ 锌的熔点为摄氏420度,被认为较低。镉和铅的熔点分别为摄氏322度和摄氏328度。[183]

来源[编辑]

脚注[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Duffus 2002,第798页
  2. ^ 2.0 2.1 Rand,Wells & McCarty(1995),第23页
  3. ^ 3.0 3.1 Baldwin & Marshall 1999,第267页
  4. ^ 4.0 4.1 Lyman 2003,第452页
  5. ^ 5.0 5.1 The United States Pharmacopeia 1985,第1189页
  6. ^ 6.0 6.1 Raghuram,Soma Raju & Sriramulu(2010),第15页
  7. ^ 7.0 7.1 Thorne & Roberts 1943,第534页
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Hawkes 1997
  9. ^ 9.0 9.1 Nieboer & Richardson 1980,第4页
  10. ^ Emsley 2011
  11. ^ Hoffman,Lee & Pershina(2011),第1691,1723页; Bonchev & Kamenska 1981,第1182页
  12. ^ Silva 2010,第1628, 1635, 1639, 1644页
  13. ^ Fournier 1976,第243页
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 Vernon 2013,第1703页
  15. ^ Morris 1992,第1001页
  16. ^ Gorbachev,Zamyatnin & Lbov(1980),第5页
  17. ^ 17.0 17.1 17.2 Duffus 2002,第797页
  18. ^ Liens 2010,第1415页
  19. ^ 19.0 19.1 19.2 Longo 1974,第683页
  20. ^ Tomasik & Ratajewicz 1985,第433页
  21. ^ 21.0 21.1 Herron 2000,第511页
  22. ^ 22.0 22.1 Nathans 1963,第265页
  23. ^ Topp 1965,第106页: Schweitzer & Pesterfield 2010,第284页
  24. ^ King 1995,第297页; Mellor 1924,第628页
  25. ^ Cotton 2006,第66页
  26. ^ Albutt & Dell 1963,第1796页
  27. ^ Wiberg 2001,第1722–1723页
  28. ^ Wiberg 2001,第1724页
  29. ^ 29.0 29.1 Edelstein et al. 2010,第1796页
  30. ^ Haynes 2015,第4–95页
  31. ^ Weart 1983,第94页
  32. ^ Deschlag 2011,第226页
  33. ^ 33.0 33.1 33.2 Wulfsberg 2000,第209–211页
  34. ^ Ahrland,Liljenzin & Rydberg(1973),第478页
  35. ^ 35.0 35.1 Korenman 1959,第1368页
  36. ^ Yang,Jolly & O'Keefe(1977),第2980页; Wiberg 2001,第592页; Kolthoff & Elving 1964,第529页
  37. ^ Close 2015,第78页
  38. ^ Parish 1977,第89页
  39. ^ 39.0 39.1 Rainbow 1991,第416页
  40. ^ Nieboer & Richardson 1980,第6–7页
  41. ^ Lee 1996,第332; 364页
  42. ^ Clugston & Flemming 2000,第294; 334, 336页
  43. ^ Nieboer & Richardson 1980,第7页
  44. ^ Nieboer & Richardson 1980
  45. ^ Hübner,Astin & Herbert(2010),第1511–1512页
  46. ^ Järup & 2003,第168页; Rasic-Milutinovic & Jovanovic 2013,第6页; Wijayawardena,Megharaj & Naidu(2016),第176页
  47. ^ Duffus 2002,第794–795; 800页
  48. ^ Emsley 2011,第480页
  49. ^ USEPA 1988,第1页; Uden 2005,第347–348页; DeZuane 1997,第93页; Dev 2008,第2–3页
  50. ^ 50.0 50.1 Ikehata et al. 2015,第143页
  51. ^ Emsley 2011,第71页
  52. ^ Emsley 2011,第30页
  53. ^ 53.0 53.1 Podsiki 2008,第1页
  54. ^ Emsley 2011,第106页
  55. ^ Emsley 2011,第62页
  56. ^ Chakhmouradian,Smith & Kynicky(2015),第456–457页
  57. ^ Cotton 1997,第ix页; Ryan 2012,第369页
  58. ^ Hermann,Hoffmann & Ashcroft(2013),第11604-1页
  59. ^ Emsley 2011,第75页
  60. ^ Gribbon 2016,第x页
  61. ^ Emsley 2011,第428–429; 414页; Wiberg 2001,第527页; Emsley 2011,第437; 21–22; 346–347; 408–409页
  62. ^ Raymond 1984,第8–9页
  63. ^ Chambers 1743: "That which distinguishes metals from all other bodies ... is their heaviness ..."
  64. ^ Oxford English Dictionary 1989
  65. ^ Gordh & Headrick 2003,第753页
  66. ^ Goldsmith 1982,第526页
  67. ^ Habashi 2009,第31页
  68. ^ Gmelin 1849,第2页
  69. ^ Magee 1969,第14页
  70. ^ Ridpath 2012,第208页
  71. ^ Duffus 2002,第794页
  72. ^ Leeper 1978,第ix页
  73. ^ Housecroft 2008,第802页
  74. ^ Shaw,Sahu & Mishra(1999),第89页; Martin & Coughtrey 1982,第2–3页
  75. ^ Hübner,Astin & Herbert(2010),第1513页
  76. ^ 76.0 76.1 The Minerals, Metals and Materials Society 2016
  77. ^ Emsley 2011,第35; passim页
  78. ^ Emsley 2011,第280, 286页; Baird & Cann 2012,第549, 551页
  79. ^ 79.0 79.1 Haynes 2015,第7–48页
  80. ^ Iyengar 1998,第553页
  81. ^ Emsley 2011,第47; 331; 138; 133; passim页
  82. ^ Nieboer & Richardson 1978,第2页
  83. ^ Emsley 2011,第604; 31; 133; 358; 47; 475页
  84. ^ Valkovic 1990,第214, 218页
  85. ^ Emsley 2011,第331; 89; 552页
  86. ^ Emsley 2011,第571页
  87. ^ Venugopal & Luckey 1978,第307页
  88. ^ Emsley 2011,第24; passim页
  89. ^ Emsley 2011,第192; 197; 240; 120, 166, 188, 224, 269, 299, 423, 464, 549, 614; 559页
  90. ^ Duffus 2002,第794; 799页
  91. ^ Baird & Cann 2012,第519页
  92. ^ Kozin & Hansen 2013,第80页
  93. ^ Baird & Cann 2012,第519–520; 567页; Rusyniak et al. 2010,第387页
  94. ^ Di Maio 2001,第208页
  95. ^ Perry & Vanderklein 1996,第208页
  96. ^ Love 1998,第208页
  97. ^ Hendrickson 2016,第42页
  98. ^ Reyes 2007,第1, 20, 35–36页
  99. ^ Emsley 2011,第311页
  100. ^ Wiberg 2001,第1474, 1501页
  101. ^ 101.0 101.1 101.2 101.3 101.4 101.5 101.6 101.7 Tokar et al. 2013
  102. ^ Eisler 1993,第3, passim页
  103. ^ Lemony 1997,第259页; Ohlendorf 2003,第490页
  104. ^ State Water Control Resources Board 1987,第63页
  105. ^ Scott 1989,第107–108页
  106. ^ International Antimony Association 2016
  107. ^ United States Government 2014
  108. ^ Australian Government 2016
  109. ^ United States Environmental Protection Agency 2014
  110. ^ Ong,Tan & Cheung(1997),第44页
  111. ^ Emsley 2011,第146页
  112. ^ Emsley 2011,第476页
  113. ^ Selinger 1978,第369页
  114. ^ Cole & Stuart 2000,第315页
  115. ^ Clegg 2014
  116. ^ Emsley 2011,第240页
  117. ^ Emsley 2011,第595页
  118. ^ Stankovic & Stankovic 2013,第154–159页
  119. ^ Bradl 2005,第15, 17–20页
  120. ^ Harvey,Handley & Taylor(2015),第12276页
  121. ^ Howell et al. 2012; Cole et al. 2011,第2589–2590页; Cole et al. 2011,第2589–2590页
  122. ^ Amasawa et al. 2016,第95–101页
  123. ^ Massarani 2015
  124. ^ Torrice 2016
  125. ^ Torrice 2016
  126. ^ 126.0 126.1 126.2 Lide 2004,第14–17页
  127. ^ Emsley 2011,第29; passim页
  128. ^ 128.0 128.1 128.2 McQueen 2009,第74页
  129. ^ 129.0 129.1 Cox 1997,第73–89页
  130. ^ Cox 1997,第32, 63, 85页
  131. ^ Podosek 2011,第482页
  132. ^ Padmanabhan 2001,第234页
  133. ^ Rehder 2010,第32, 33页
  134. ^ Hofmann 2002,第23–24页
  135. ^ Hadhazy 2016
  136. ^ Choptuik,Lehner & Pretorias(2015),第383页
  137. ^ Cox 1997,第83, 91, 102–103页
  138. ^ Hadhazy 2016
  139. ^ Choptuik,Lehner & Pretorias(2015),第383页
  140. ^ Cox 1997,第83, 91, 102–103页
  141. ^ Berry & Mason 1959,第210–211页; Rankin 2011,第69页
  142. ^ Hartmann 2005,第197页
  143. ^ Yousif 2007,第11–12页
  144. ^ Berry & Mason 1959,第214页
  145. ^ Yousif 2007,第11页
  146. ^ Wiberg 2001,第1511页
  147. ^ Emsley 2011,第403页
  148. ^ Litasov & Shatskiy 2016,第27页
  149. ^ Sanders 2003; Preuss 2011
  150. ^ Natural Resources Canada 2015
  151. ^ MacKay,MacKay & Henderson(2002),第203–204页
  152. ^ Emsley 2011,第525–528; 428–429; 414; 57–58; 22; 346–347; 408–409页; Keller,Wolf & Shani(2012),第98页
  153. ^ Emsley 2011,第32 et seq.页
  154. ^ Emsley 2011,第437页
  155. ^ Chen & Huang 2006,第208页; Crundwell et al. 2011,第411–413页; Renner et al. 2012,第332页; Seymour & O'Farrelly 2012,第10–12页
  156. ^ Crundwell et al. 2011,第409页
  157. ^ International Platinum Group Metals Association n.d.,第3–4页
  158. ^ McLemore 2008,第44页
  159. ^ Wiberg 2001,第1277页
  160. ^ Russell & Lee 2005,第437页
  161. ^ McCurdy 1992,第186页
  162. ^ von Zeerleder 1949,第68页
  163. ^ Chawla & Chawla 2013,第55页
  164. ^ von Gleich 2006,第3页
  165. ^ Biddle & Bush 1949,第180页
  166. ^ Magill 1992,第1380页
  167. ^ 167.0 167.1 Gidding 1973,第335–336页
  168. ^ Nieboer & Richardson 1980,第10页
  169. ^ Wiberg 2001,第520页
  170. ^ 170.0 170.1 Schweitzer & Pesterfield 2010,第230页
  171. ^ Macintyre 1994,第334页
  172. ^ Booth 1957,第85页; Haynes 2015,第4–96页
  173. ^ Schweitzer & Pesterfield 2010,第230页. The authors note, however, that, "The sulfides of ... Ga(III) and Cr(III) tend to dissolve and/or decompose in water."
  174. ^ Sidgwick 1950,第96页
  175. ^ Ondreička ,Kortus & Ginter(1971),第294页
  176. ^ Gschneidner 1975,第195页
  177. ^ Hasan 1996,第251页
  178. ^ Brady & Holum 1995,第825页
  179. ^ Cotton 2006,第66页; Ahrland,Liljenzin & Rydberg(1973),第478页
  180. ^ Russell & Lee 2005,第158, 434, 180页
  181. ^ Schweitzer 2003,第603页
  182. ^ Samsonov 1968,第432页
  183. ^ Russell & Lee 2005,第338–339; 338; 411页

文献[编辑]