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*注:因为目前部分汉字未被收录,本文档大部分内容使用元素符号和Unicode扩展字符。
元素名称与发现过程
洛发现在一次偶然的浸取实验中。L正在用DpLes2浸取《数学分析原理》(Walter Rudin著,原书第三版)时,经过泡水、沉淀、分离等多重操作, 去除掉了大多数钅数族元素后减压蒸发溶液,得到了一种银灰色带有金属光泽的粉末(今天我们知道这就是LoBi·2Lo2Ds3,被称为洛铋𫟼合金)。对其初步分析认定这是一种含有铋、𫟼和某种未知金属的类似于合金的金属互化物。 L认定既然这种金属可以把电子塞给铋、𫟼这种极不活泼的金属,则其单质还原性必然很强。于是L分别尝试用Li,Cs,Ba 去热置换这种金属单质。但是出乎L的意料,这种金属总是无法被置换出来。
气急败坏的L用稀盐酸溶解了这种粉末,在反复进行沉淀——过滤的操作后,去除了铋和𫟼。接下来L在高压HCl中蒸发结晶, 得到了一种我们今天知道其为三氯化洛(LoCl3)的粉末。L在充氩环境中用磁场加热锌(因为锌的4s2已经饱和,所以锌无法夺取电子)制的盛有LoCl3的特制坩埚,并用汞作阴极,第一次获得了洛的汞齐。而纯净的洛分离出来则是在洛铱矿工业化开采后的事了。
基础理化性质
中文名 外文名 Lolum 符号 452.3190Lo
常压熔点 -77°C 常压沸点 655°C 周期、分类 第九周期洛系元素
单质外观 银白色有金属光泽的液体(███) 粉末外观 --------
活泼性 极为活泼 20°C常压密度 14.7g/cm3 生物毒性 弱(成人口经TDLo: 按Lo3+计,1450mg/kg)
化合价 +2,+3,+4,+6,+7 取悦性 3B1.2,3C3.2(有一定取悦性)
外层电子排布 2 8 18 32 50 41 28 9 2 最长半衰期 稳定(450Lo,452Lo,453Lo)

详细性质介绍
洛的单质具有强还原性。这使得其常温下无法保存在玻璃容器中:11Lo+6SiO2===常温===3LoSi2+4Lo2O3低温下这个反应会有所减缓,但也不是可以忽略不计的。洛在汞中形成的洛汞齐的还原性明显减弱,可以短时间内保存于玻璃容器中。 若实验室要存储纯净的洛,通常采取的方法是保存在特制的锌制容器中,开口处用汞作液封,并需保存于惰性气体中。理论上这里也可以使用镁(电子亲合能为负)作容器,但考虑到镁易被氧化的特性,如果容器暴露在空气中,氧化镁会立刻和洛发生反应,加上镁制容器不便宜,所以几乎没有应用。
洛暴露在空气中即开始迅速氧化。若是洛滴足够大,则很可能在脱离惰性气氛后5s左右即开始自燃:4Lo+3O2===自燃===2Lo2O3; 2Lo+N2===自燃===2LoN。这些反应使得实验室通常使用洛汞齐而非纯洛,同时也使得洛成为了危险化学品(尽管其纯品价格高出天际)。
洛是典型的变价金属。其化合价主要为+2,+3,+4,+6,+7。其中+2价的洛极为不稳定,其还原性甚至可以还原CO21Lo2++6CO======3LoC2+2Lo2O3+14Lo3+ 目前制得的Lo2+化合物寥寥无几,其中洛和玻璃反应生成的LoSi2是其中之一。
+3价才是洛的常见化合价,其中最重要的莫过于Lo2O3。这种氧化物是典型的碱性氧化物,遇水发生化合反应变为Lo(OH)3,一种极其少见的三元强碱。这种强碱理论上可以直接用洛和水化合制备,但这个方法成本爆表,所以往往使用液相化合法。不过这种强碱在和不太强的酸反应时生成的往往是碱式盐:Lo(OH)3+HNO3(dil.)======[Lo(OH)2]NO3+H2O。产物中的[Lo(OH)2]+OH-的极性而极易溶于水,并可逆地电离出OH-Lo3+
因为洛单质还原性过强,所以制取大部分可溶/难溶的洛III的非金属化物往往使用水相反应。其中最经典的莫过于氟化洛的制取。因为氟和洛在接触的一瞬间就会剧烈反应,大量放热使得洛汽化为蒸汽并充分和氟混合,在一声巨响后,冥界的彼岸花就向你招手。所以制取氟化洛往往是将浓HFLo(OH)3溶液反应:3HF+Lo(OH)3======LoF3↓+3H2O
与稀土元素类似,洛也可以和碳酸形成络合物:Lo3++4CO32-======[Lo(CO3)4]5-从而重新溶解于水中。但与稀土不同(也与大部分金属不同)的是,由于洛易形成可溶的碱式盐,直接往可溶性洛盐里加入少量草酸无法得到沉淀。但是,若草酸过量后会形成[Lo(OH)(C2O4)2]2-的络合物,也无法沉淀。因此,可以预测,如果用于生产洛的矿物主要为稀土矿石,则其分离会更困难,且消耗大量本应用于沉淀稀土离子的草酸。
到了洛(IV)时,事情开始变得棘手了起来。这是因为这个价态的洛氧化性彪悍。LoO2是其最重要的化合物。这种深蓝色的粉末可以通过在纯氧中灼烧三氧化二洛得到,也可以通过溶液KMnO4氧化法制备。它理论上是两性氧化物,但无论是和酸还是碱几乎都不能发生反应。不过它可以和二氧化铱形成酸性极强的杂多酸:10LoO2+8IrO2+2H2O========H++H3Lo10Ir8O40-。实验室中其常见用途为一个强氧化剂。其氧化性强到酸性条件下可以把氯离子变成氯气:2LoO2+2Cl-+8H+======Cl2↑+2Lo3++4H2O,酸性条件下该反应发生得更快、更彻底。碱性(比如浓KOH)条件下其氧化性则没有这么彪悍,甚至可以被次溴酸氧化:LoO2+BrO-+2OH-=======LoO42-+Br-+H2O。生成的K2LoO4被称为洛酸钾。类似于锰酸钾,其在酸性条件下会歧化,比如60% H2SO4中可以发生如下反应:3LoO42-+4H+========2LoO4-+LoO2↓+2H2O,产物除了二氧化洛之外,还有洛的最高价化合物高洛酸(HLoO4)。
高洛酸是经典的无机强酸,其pKa和高氯酸相近,并且有一个最值得表扬的优点:只要溶液足够稀,就不表现氧化性。这比动辄冒氮氧化物的硝酸和生成二氧化硒的硒酸相比进步了不止一点两点。但是因为这种酸过于昂贵,实验室往往倾向于使用高氯酸,而实验室中高洛酸的常见盐类只有一个:高洛酸钾。
这种和KMnO4类似的蓝紫色物质是一个强氧化剂。在许多反应中其表现与KMnO4相近,但其氧化性不止强了一个档次。 首先,KLoO4可以碱性条件下制备PbO2:2LoO4-+Pb2++6OH-========2LoO42-+PbO32-+3H2O,这在KMnO4身上是想都不要想的。酸性条件下其氧化性更是爆表,例如把碘离子变成高碘酸三氢根。不过和KMnO4不同的是,产物是LoO2
目前有研究认为,洛和铬类似,是人体必需的微量元素。同样地,洛的更高(+IV及以上)化合价和Cr(VI)类似,对人体也是有毒的。
生产方式、用途、前景
目前洛主要通过洛铱矿提取。这种具有淡蓝色外观的矿石主要成分为LoIr,Lo2O3,Ir,IrO2·H2O,LoIrO4(铱(V)酸洛)等物质。往往会共生有VO2,Ca3(LoI6)2,AlOI2D等非洛系化合物和YhO2,Yl2O3等洛系元素氧化物。经过研究,这些物质不仅起到了稳定剂的作用,减缓了矿石的进一步氧化,还和LoIr,LoIrO4,MkO3等都具有显著的电声效应(注:即在饱和电解质溶液(一般采用85%~98%的H3PO4中溶解的磷酸二氢盐作电解质)中通以一定频率和一定电压的交流电时,可以发出特定的声音,音色随组成的改变而改变)。
(电声化合物组分:LoIrO4(74.4%)+LoYlO3(25.1%)+其他组分(0.5%),介质:Co(H2PO4)2)
在另一种被称为天铱矿的含铱陨石里,也可以检测出少量共生的洛。例如在白垩纪末期的岩层里发现了洛含量的反常升高。这可能是一块直径约20~40km的天铱矿撞击地球所致。但是这种陨石的保存需要消耗大量(C6H10O5)n(n在几百到几千不等,即淀粉.目前其来源往往使用以笼计的包子(而非纯净的淀粉)),消耗的速度约为34g·kg-1·min-1,折合为RMB即4800RMB·kg-1·d(即day)-1。而这类陨石平均质量为50~60kg,所以即使是实验室也难以长久保存。换作矿石收藏爱好者则往往只能保存1~2天。因此,尽管其具有4A3.2,4B4.4,4C5的恐怖的取悦性标度,其在收藏界并不很常见,而是直接作为拥有良好电声效应的化合物得到应用。一个值得说明的是,无论使用何种放射性测年法,其测出的年龄永远在15.0yrs左右波动,原因至今未知。此外,如果这种矿物形成过程中络合了水分子,则取悦性标度会进一步上升。目前实验室会使用錂的化合物作稳定剂,此时Yl的消耗速度显著减慢。
目前,洛的应用主要是制作LoIr,LoIrO4这些兼有良好电声效应和高取悦性标度的化合物。 一部分洛被用于冶炼极为活泼的金属。洛的高价氧化物则被用来制造一些彪悍的氧化剂。 摆在洛的面前可谓是一条康庄大道。但是单质洛的高价,注定是阻止其走向工业化应用的最大的门槛。