一、物理性质
钴是具有钢灰色和金属光泽的硬质金属,属于元素周期表第八族,原于量为58.93,原子序数为27,原子内的电于分布为:1s2、2s2、2p6、3s2,3p6、3d7、4s2。钴有多种同位素,而只有59Co为自然界存在的同位素。
钴至少有两种同素异形体:即在低温下稳定的、具有密集六方品格的α-Co和在较高温度下稳定的、具有面心立方晶格的β-Co。α-Co转变β-Co的相变热为60卡∕克,相转变温度约为430℃(也有测定为417℃),体积约增加0.36%。
钴的熔点为1495℃,沸点为3520℃,熔化热为62卡/克,蒸发热为1540卡/克。
比热与温度有关:0~100℃内为0.103卡/克,500℃时为0.146卡/克,800℃时为0.185卡/克,1000℃时为0.204卡/克,热膨胀系数为12.3×10-6~18.1×10-6。
比重为8. 8~8.9,莫氏硬度5.6,布氏硬度124,相对伸长率5%,弹性模数为21530公斤/毫米2。抗张强度:铸造品为24.2公斤/毫米2,线材为70公斤/毫米2。抗压强度:铸造品为85.8公斤/毫米2,线材为82.5公斤/毫米2。
与铁、镍一样,钴能吸收氢,在细粉状态和高温时能吸附的氢为钴体积的50~150倍。电解钴能吸附的氢为钴体积的35倍。常温下钴也能吸附CO。
钴的导电率约为铜的27.6%,纯度为99.95%的特,20℃时的比电阻为6.248×10-6欧姆·厘米,钴的电阻温度系数在0~100℃时可取0.006∕℃。钴具有延展性及很强的磁性,居里点1121℃。
二、化学性质
钴是中等活性的金属,位于铁族元素铁镍的中间。钴的抗腐蚀性能好,常温时,水、湿空气、碱及有机酸均对钴不起作用。钴在稀酸中比铁更难溶解,但在加热时,特别是当钴呈粉末状态加热时,能与氧、硫、氯、溴激烈反应,还能与硅、磷、砷、锑、铝形成一系列的化合物,与碳形成类似Fe3C的碳化物(Co3C)。不同温度下钴与石墨生成Co3C的△G°=-8580-5.76TlgT+8.75T。
钴能被硫酸、盐酸、硝酸溶解形成二价钴盐,能与稀醋酸缓慢作用。
当硫含量超过0.005%时,钴的延展性大大降低,含硫大于0.015%的锭材,由于形成晶粒间的裂缝而不能锻制。
钴的原子价为2或3。对于简单的钴离子,二价钴稳定,三价钴离子不稳定。但对于钴络合物,三价钴稳定。
钴电位序位于铁与镍之间。在稀酸中,钴较铁难溶,但较镍易溶。在某些情况下,钴在酸或碱溶被中变为钝态。
所报导的钴标准电极电位值或氧化还原电位值不大一致。通常对ECo2+∕Co取-0.277伏,对ECo3+∕Co2+取+1.808伏。在1N20℃的硫酸溶液中和时,氢在钴电极上析出的超电压为-0.22伏。