27 Co 58.933

Кобальт

Переходный металл Cobaltum твёрдое

[Ar] 3d⁷ 4s² · 2 · 8 · 15 · 2

← Fe Железо Ni Никель →

Ферромагнитный металл с самой высокой точкой Кюри среди всех элементов — 1394 K. Кобальт тысячелетиями давал стеклу и керамике насыщенный синий цвет, а сегодня он в катодах почти каждого литий-ионного аккумулятора.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 27
Атомная масса: 58.933 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Ar] 3d⁷ 4s²
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 15 · 2
Блок: d-блок
Группа: Подгруппа кобальта
Период: 4
Электроотрицательность (Полинг): 1.88
Электроотрицательность (Аллен): 1.84
Атомный радиус: 152 pm
Ковалентный радиус: 126 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 192 pm
1-я энергия ионизации: 760.4 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 648 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 3 232 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 4 950 kJ/mol
5-я энергия ионизации: 7 670 kJ/mol
Сродство к электрону: 63.7 kJ/mol
Характерные степени окисления: +2, +3
Степени окисления: -3, -1, +1, +2, +3, +4, +5

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 8.9 g/cm³
Температура плавления: 1 768 K · 1 494.9 °C
Температура кипения: 3 200 K · 2 926.9 °C
Скорость звука: 4 720 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 16.06 kJ/mol
Теплота испарения: 377 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.421 J/(g·K)
Теплопроводность: 100 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 209 GPa
Модуль сдвига: 75 GPa
Модуль объёмного сжатия: 180 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.31
Твёрдость по Моосу: 5
Твёрдость по Бринеллю: 700 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 62.4 nΩ·m
Магнитный тип: ферромагнетик
Точка Кюри: 1 394 K
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Параметры решётки: a = 250.71 pm · c = 406.95 pm

Распространённость

В земной коре: 25 mg/kg
В океане: 2·10⁻⁵ mg/L
Во Вселенной: 3 000 mg/kg
В теле человека: 0.02 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
⁵⁹Co	100 %	стабилен	—
⁶⁰Co	—	5.27 лет	β−

Кобальт-60 с периодом 5,27 года — один из самых распространённых промышленных источников гамма-излучения, применяемый в медицине, дефектоскопии и стерилизации.

Открытие

Год открытия: 1735
Кто открыл: Георг Брандт
Где: Швеция
Происхождение названия: от немецкого «кобольд» — злой горный дух, которого винили в бесполезной руде

История

Название происходит от немецкого «кобольд» — горного духа, которого саксонские рудокопы винили в рудах, не дающих меди и отравляющих плавильщиков мышьяковистыми парами. Георг Брандт в 1735 году показал, что синий цвет даёт новый элемент, а не висмут.

Где встречается

25 мг/кг коры. Собственных руд почти нет: кобальт извлекают попутно с медью и никелем. Больше половины мировой добычи — в Демократической Республике Конго.

Как получают

Из медных и никелевых концентратов гидрометаллургическим путём. Значительная часть конголезской добычи — кустарная, что и создаёт известную этическую проблему отрасли.

Роль в живой природе

Единственный металл, входящий в витамин B₁₂: атом кобальта в центре корринового кольца. Без B₁₂ невозможен синтез ДНК и миелина, а синтезировать его умеют только бактерии.

Безопасность

Пыль кобальта вызывает астму и фиброз лёгких; металлические имплантаты с кобальтом иногда дают системную токсичность при износе.

Применение

Катоды литий-ионных аккумуляторов — крупнейшее современное применение
Жаропрочные суперсплавы для лопаток газовых турбин
Твёрдые сплавы: кобальт связывает зёрна карбида вольфрама
Кобальтовая синь в стекле, глазури и красках
Кобальт-60 в лучевой терапии и стерилизации

Любопытные факты

Кобальтовое стекло — тот самый глубокий синий, известный ещё по египетским и месопотамским изделиям.
Точка Кюри кобальта выше, чем у железа и никеля, — он остаётся магнитным до 1121 °C.
Название буквально означает «злой дух шахты».
Витамин B₁₂ — единственная биомолекула с металл-углеродной связью.