鉀元素

國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系
蘇  明  德  教  授

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根據科學家的估計,「鉀」是分布最廣的元素之一。「鉀」的〝氧化物〞與水作用後會生成強鹼,因此人們通常稱「鉀」是典型的〝鹼金屬元素〞之一。 

化學元素週期表的〝第1族元素〞就通稱為〝鹼金屬元素〞,這族的元素包括〝鋰〞(Li)、〝鈉〞(Na)、「鉀」(K)、〝銣〞(Rb)、〝銫〞(Cs)、〝鍅〞(Fr)。和它們一樣,「鉀」的反應活性很強,喜歡和其它元素結合在一起,因此在自然界至今從未發現「鉀」以純元素狀態存在。地殼裏以「鉀」為主的礦物高達一百多種,另外有好幾百種礦物裏也含有少量的「鉀」。 

〝鹼金屬元素〞的原子間吸力較小,結合較鬆散。因此,〝第1族元素〞有比重小、硬度低,沸點低、導電性強等特性。正因如此,「鉀」可以浮在水面上,與水作用時會放出〝氫氣〞,並具有銀白色的金屬光澤。正因為「鉀」的性質十分活潑,在常溫下就能與空氣中的〝氧氣〞結合而生成〝氧化物〞(圖2)。當「鉀」被切開後,銀白色的斷層面會很快發黑(圖3),這是因為表面上生成了一層薄薄的〝氧化物〞。也因為遇熱時「鉀」在空氣中會燃燒,因此必須保存在乾燥的煤油裏(圖4),且在取用「鉀」時動作必須迅速,以免「鉀」和空氣中的〝氧氣〞結合,導致「鉀」被氧化。 

「鉀」是熱和電的良好導體,本身質量很輕,放到水裏並不下沉,而是發出滋滋聲在水面上亂竄,金屬的「鉀」甚至會燃燒,爆發出淡紫色火焰,這是因為「鉀」與水發生了反應。當溫度升到攝氏63度時,「鉀」便會熔化成液體。「鉀」和金屬〝鈉〞製成的〝合金〞在常溫下是液體,且這種〝合金〞具有很好的導電性能,因此常用做原子反應爐的〝導熱劑〞。

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