金屬中的「孿生兄弟」！鈮和鉭有何特性？

撰文/曲建翹

本文節選自《知識就是力量》雜誌

我們常用「焦不離孟」來形容兩個人的關係非常鐵，感情深厚。殊不知，自然界中也有這樣一對感情深厚的小兄弟，它們在元素周期表中屬於同族元素，物理和化學性質很相似，而且又共同生長在同一個礦體內，因而被人們稱為金屬中的「孿生兄弟」。它們是誰呢？

它們就是鈮和鉭！

在元素周期表中，鈮和鉭屬於同一族，物理、化學性質很相似，它們「形影不離」，在自然界中更是伴生在一起，故稱得上是一對「孿生兄弟」。事實上，當人們在19世紀初發現鈮和鉭的時候，還認為它們是一種元素，此後大約過了42年，人們才用化學分析方法第一次把它們分開，這才看清楚它們是兩種不同的金屬元素。

鈮的理化性質

鈮（niobium）的化學符號是「Nb」，原子序數為41，原子量是92.90638，屬周期系第Ⅴ類副族（釩族）元素。這是一種帶光澤的灰色金屬，具有順磁性。高純度鈮金屬的延展性較高，但會隨雜質含量的增加而變硬。鈮對於熱中子的捕獲截面很低，因此在核工業上有相當大的用處。

鈮金屬在常溫下穩定，在200℃時開始氧化生成緻密的氧化物薄膜，且能抵禦熔融鹼和各種酸的腐蝕，包括王水、氫氯酸、硫酸、硝酸和磷酸等。

鉭的理化性質

鉭（Tantalum）的化學符號是「Ta」，原子序數為73，原子量是180.9479，同屬周期系第V類副族（釩族）元素。它是銀白色金屬，主要化合價為 5，耐腐蝕性很好。在200℃以下，只與氟、氫氟酸、強鹼溶液、發煙硫酸作用。在室溫下，不受鹽酸、硝酸和硫酸的影響，不與王水作用，對酸有很大的穩定性。

鉭富有延展性，可以拉成細絲式制薄箔。其熱膨脹係數很小，每升高1℃只膨脹0.00066%。除此之外，它的韌性很強，比銅還要優異。

鉭在外科醫療上佔有重要地位，它不僅可以用來製造醫療器械，而且是很好的「生物適應性材料」。比如說，用鉭片可以彌補頭蓋骨的損傷，鉭絲可以用來縫合神經和肌腱，鉭條可以代替折斷了的骨頭和關節，鉭絲製成的鉭紗或鉭網，可以用來補償肌肉組織……

經研究發現，兩者都屬於高熔點金屬，化學性質穩定，具有抗壓、耐磨損的特性，同時也是卓越的超導材料，因此被廣泛用於各個領域，屬於重要的戰略資源。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！