Lead
| Lead | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Pronunciation | /lɛd/ ⓘ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Appearance | metallic gray | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standard atomic weight Ar°(Pb) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Lead in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomic number (Z) | 82 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Group | group 14 (carbon group) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | period 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Block | p-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electron configuration | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrons per shell | 2, 8, 18, 32, 18, 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Melting point | 600.61 K (327.46 °C, 621.43 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Boiling point | 2022 K (1749 °C, 3180 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Density (at 20 °C) | 11.348 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| when liquid (at m.p.) | 10.66 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of fusion | 4.77 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of vaporization | 179.5 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar heat capacity | 26.650 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specific heat capacity | 128.62 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
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| Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidation states | common: +2, +4 −4, −2, −1, 0, +1, +3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegativity | Pauling scale: 2.33 (in +4), 1.87 (in +2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionization energies |
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| Atomic radius | empirical: 175 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Covalent radius | 146±5 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radius | 202 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spectral lines of lead | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | face-centered cubic (fcc) (cF4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lattice constant | a = 494.99 pm (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal expansion | 28.73×10−6/K (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal conductivity | 35.3 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrical resistivity | 208 nΩ⋅m (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetic ordering | diamagnetic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar magnetic susceptibility | −23.0×10−6 cm3/mol (at 298 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young's modulus | 16 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Shear modulus | 5.6 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulus | 46 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Speed of sound thin rod | 1190 m/s (at r.t.) (annealed) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson ratio | 0.44 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs hardness | 1.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell hardness | 38–50 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Number | 7439-92-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Naming | possibly from a PIE root meaning “to flow”, for its low melting point | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Discovery | Middle East (7000 BCE) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Symbol | "Pb": from Latin plumbum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes of lead | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopic abundances vary greatly by sample | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lead (/lɛd/ ⓘ) is a chemical element with the symbol Pb (from the Latin plumbum) and atomic number 82. It is a heavy metal, denser than most common materials. Lead is soft, malleable, and has a relatively low melting point. When freshly cut or melted, it appears shiny silvery with a bluish tint, but tarnishes to dull gray on exposure to air. Lead has the highest atomic number of any stable element, and three of its isotopes are endpoints of major nuclear decay chains of heavier elements.
Lead is a relatively unreactive post-transition metal. Its weak metallic character is shown by its amphoteric behavior: lead and lead oxides react with both acids and bases, and it tends to form covalent bonds. Lead compounds usually occur in the +2 oxidation state rather than the +4 state common in lighter members of the carbon group, with exceptions mostly limited to organolead compounds. Like the lighter members of the group, lead can bond with itself, forming chains and polyhedral structures.
Since lead is easily extracted from its ores, prehistoric people in the Near East were aware of it. Galena is a principal ore of lead which often bears silver. Interest in silver helped initiate widespread extraction and use of lead in ancient Rome. Lead production declined after the fall of Rome and did not reach comparable levels until the Industrial Revolution. Lead played a crucial role in the development of the printing press, as movable type could be relatively easily cast from lead alloys. In 2022, the annual global production of lead was about twelve million tonnes, about two thirds of which was from recycling. Lead's high density, low melting point, ductility and relative inertness to oxidation make it useful. These properties, combined with its relative abundance and low cost, resulted in its extensive use in construction, plumbing, batteries, bullets, shots (pellets), weights, solders, pewter, fusible alloys, lead paints, leaded gasoline, and radiation shielding.
Lead is a neurotoxin that accumulates in soft tissues and bones. It damages the nervous system, interferes with biological enzymes, and can cause neurological disorders ranging from behavioral problems to brain damage. It also affects cardiovascular and renal systems. Lead's toxicity was noted by ancient Greek and Roman writers, but became widely recognized in Europe in the late 19th century.