元素的基本信息
元素符号:K
原子序数:19
中文名称及拼音:钾 jiǎ
英文名称:Potassium
相对原子质量:39.098
原子核外电子排布式:[Ar]4s1
重要的同位素及其天然丰度:39K 93.2581(44)%,40K 0.0117(1)%,
41K 6.7302(44)%
常见的同素异形体:
地壳中的含量(mg·kg-1):2.09×104
海洋中的含量(mg·L-1):3.99×102
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):140
人体中含量占体重百分数(%):0.20
常见氧化态:0,+1
元素电负性:0.82
原子半径(pm):232 (CN=12)
离子半径(pm):137(K+,CN=4),138(K+,CN=6),
151(K+,CN=8),164(K+,CN=12)
元素第一电离能(kJ·mol-1):418.81
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):48.385
单质的基本物理量
化学式:K
熔点(°C):63.5
沸点(°C):759
密度(g·cm-3):0.89
比热容298.15K(mol-1·K-1):29.6
熔化热(kJ·mol-1):2.335
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):89.0±0.8
单质的热力学数据
化学式:K
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),89.0(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(s),60.5(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
64.7(s),160.3(g)


元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、钾长石。
常见存在形式的化学式:KCl,KCl·MgCl2·6H2O,KMg(SO4)Cl·3H2O,K[AlSi3O8]
主要存在地:钾石盐主要分布在俄罗斯乌拉尔、白俄罗斯、加拿大萨斯喀彻温省、德国马格德堡和汉诺威、美国新墨西哥州特拉华盆地、中国青海省察尔汗盐湖;光卤石矿床主要有德国施塔斯福特、俄罗斯索利卡姆斯克、中国青海省察尔汗盐湖等。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
K+ + e- ⇌ K -2.931

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
[PtBr6]2- 6.3×10-5
[PdCl6]2- 6.0×10-6
[PtCl6]2- 7.48×10-6
[PtF6]2- 2.9×10-5
[SiF6]2- 8.7×10-7
K+ [ZrF6]2- 5×10-4
IO-4 3.74×10-4
ClO-4 1.05×10-2
[Co(NO2)6]3- 2.2×10-11
[B(C6H5)4]- 2.2×10-8
[UO2AsO4]- 2.5×10-23
[UO2(CO3)3]4- 6.3×10-5



元素发现简史
发现时间、发现者:

1807年 英国化学家戴维(Humphry Davy)

命名时间、命名者:

1807年 英国化学家戴维(Humphry Davy)

命名的意思:

源于钾的来源——potash(草木灰)。元素符号源于拉丁语kalium,即草木灰。

发现简史:

19世纪以前的科学家们普遍认为草木灰中的钾草碱(碳酸钾)非常稳定,难以将其中的金属还原出来。然而,法国科学家拉瓦锡(Antoine Lavoisier)却并未将钾草碱、苏打等物质列为“不能被分解的化合物”。

1800年,意大利物理学家伏特(Alessandro Volta)发明出“电堆”,这是一种早期电池。稳定的电源使得化学家们可以拓展各种氧化还原反应,开辟了研究元素和化合物的新路径。

这两件事情启发了英国化学家戴维(Humphry Davy),他相信借助电解这一新方法应该会有新的发现,并决定从“稳定的”钾草碱入手研究。

新领域的探索之路布满荆棘。戴维采用250对金属板,设计并研制了当时最大的电堆,以获得强大的电流和极高的电压。他选择先电解苛性钾(氢氧化钾)饱和溶液。然而电源一接通,电极上产生的只是一堆气泡。显然,电流只是分解了水。

戴维改进实验方案,他将电极上连一个勺子,勺中放入熔融的苛性钾,但一通电,出现了剧烈燃烧的淡紫色火苗,再无他物。难道是反应温度太高,导致产物一生成便燃烧了?

于是,戴维与助手们优化实验条件,小心翼翼地将吸潮的苛性钾置于铂制器皿中,用导线将其与电堆相连。通电后,苛性钾慢慢熔化, 戴维发现,阴极上出现了具有金属光泽的、酷似水银的微粒,有的颗粒一旦生成便上浮,接触了空气便燃烧了起来,产生淡紫色的火焰;有的颗粒表面慢慢覆盖了一层白膜。后来,戴维将潮湿的苛性钾置于密闭的容器中,终于得到了银白色的金属。这种金属颗粒若投入水中,会在水面上急速转动,发出咝咝声,并燃烧发出紫色火焰。戴维将这一新发现的元素命名为Potassium,源于草木灰的英文单词potash。

钾是第一个通过电解的方式分离出来的元素。

参考文献
[1] [2019-08-02]. https://www.sciencehistory.org/historical-profile/humphry-davy.
[2] [2019-08-02]. http://story.kedo.gov.cn/c/2017-07-26/891221.shtml.
[3] [2019-08-02]. http://www.rsc.org/periodic-table/element/19/potassium#history.