元素的基本信息
元素符号:Co
原子序数:27
中文名称及拼音:钴 gǔ
英文名称:Cobalt
相对原子质量:58.933
原子核外电子排布式:[Ar]3d74s2
重要的同位素及其天然丰度:59Co 100%
常见的同素异形体:α-Co,β-Co
地壳中的含量(mg·kg-1):2.5×101
海洋中的含量(mg·L-1):2×10–5
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):1.5×10–3
人体中含量占体重百分数(%):2×10–6
常见氧化态:0,+2,+3
元素电负性:1.88
原子半径(pm):125 (CN=12)
离子半径(pm):38(Co2+,CN=4),65(Co2+,CN=6,LS),
74.5(Co2+,CN=6,HS),90(Co2+,CN=8),54.5(Co3+,CN=6,LS),
61(Co3+,CN=6,HS),40(Co2+,CN=4),53(Co2+,CN=6,HS)
元素第一电离能(kJ·mol-1):760.40
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):63.873
单质的基本物理量
化学式:Co
熔点(°C):1495
沸点(°C):2927
密度(g·cm-3):7.75
比热容298.15K(mol-1·K-1):24.8
熔化热(kJ·mol-1):16.2
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):426.7
单质的热力学数据
化学式:Co
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),424.7(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
—(s),380.3(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
30.0(s),179.5(g)


元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:辉砷钴矿、钴华。
常见存在形式的化学式:CoAsS,CoAs2,Co3(AsO4)2·8H2O
主要存在地:刚果(金沙萨)、澳大利亚、赞比亚、俄罗斯、加拿大、太平洋中北部海域的海底矿床。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
Co2+ + 2e- ⇌ Co -0.28
Co3+ + e- ⇌ Co2+
1.92
[Co(NH3)6]3+ + e- ⇌ [Co(NH3)6]2+
0.108
Co(OH)2 + 2e- ⇌ Co + 2OH
-0.73
Co(OH)3 + e- ⇌ Co(OH)2 + OH
0.17

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
AsO3-4 6.80×10-29
CO2-3 1.4×10-13
HPO2-4 2×10-7
OH-(新生成) 5.92×10-15
Co2+ IO-3 1.0×10-4
SeO2-3 1.6×10-7
S2- 4.0×10-21
S2- 2.0×10-25
PO3-4 2.05×10-35
Co3+ OH- 1.6×10-44


某些配位化合物沉淀K:
金属离子 配体 log K1 log K2 log K3 log K4 log K5 log K6
NH3 2.11 3.74 4.79 5.55 5.73 5.11
SCN- -0.04 -0.70 0 3.00
Co2+ en 5.91 10.64 13.94
EDTA 16.31
C2O2-4 4.79 6.7 9.7
phen 7.25 13.95 19.90
NH3 6.7 14.0 20.1 25.7 30.8 35.2
Co3+ en 18.7 34.9 48.69
edta 36
C2O2-4 ~20

元素发现简史
发现时间、发现者:

1735年 瑞典化学家Georg Brandt

命名时间、命名者:

1735年 瑞典化学家Georg Brandt

命名的意思:

源于德语kobald,kobald又源于希腊语cobalos,意为矿山。其德文词汇意思是一个顽皮的丑小鬼(gnomes),在Saxony当地的德国矿工把这个词语用于称谓某些能伤害矿工手足的矿石,此术语曾在欧洲广为使用。这类矿物后来被发现为辉砷钴矿。

发现简史:

早在公元前1450年的埃及人和巴比伦人制造的陶器中已经用到钴颜料。钴盐可使陶瓷釉染上蓝色,与镍、铬或锰化合物混合可以调配出由蓝至绿的所有色调。我国在元朝(公元13世纪)也已懂得使用钴土矿做颜料烧制釉下彩青花瓷器的技艺。

1735年,瑞典化学家Georg Brandt将辉砷钴矿焙烧,除去砷获得了一种黑色粉末,然后将此粉末与碳粉混合放置在锻铁炉中强热,获得灰色稍带玫瑰色金属,其与铁一样具有磁性。Georg Brandt决定先为新元素取名。经过慎重考虑,他决定从德语kobald入手,把这种人见人怕的元素称为Cobalt。1780年,Torbern Bergman用实验方法制得纯钴,并确定钴是一种金属元素。

参考文献
[1] [2019-07-03]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] [2019-07-03]. http://education.jlab.org/itselemental.
[3] [2019-07-03]. https://www.webelements.com/hydrogen/history.html.
[4] 凌永乐. 化学元素的发现. 3版. 北京:商务印书馆,2009.