无机化学 专题二.ppt

专题二 金属通论;Z2．1 概述;Z2．1 概述;金属; 金属在自然界中分布很广，通常把各元素在地壳中含量的百分比称为“克拉克值”，如以质量百分数表示，就称为“质量克拉克值”或简称“克拉克值”；如以原子百分数表示，则称为“原子克拉克值”。 ;元 素;Z2．2 金属的物理性质; 由于自由电子的存在和紧密堆积的结构使金属具有许多共同的性质。 绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽，因为当光线投射到金属表面时，自由电子吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光。 大多数金属具有良好的导电性和导热性，这与金属存在自由电子有关。善于导电的金属也善于导热，常见的几种金属排列如下：; 金属的硬度一般较大，但它们之间有很大差别。有的坚硬如铬、钨等；有些柔软如钠、钾等，可用小刀切割。金属的熔点一般较高，但高低差别较大。最难熔的是钨，最易熔的是汞、铯和镓。;Z2．3．1 金属的价电子层结构; 多数金属原子的最外层只有3个以下的电子，IA、IIA族金属（碱金属和碱土金属）是化学活泼性最大的金属，某些金属（如Sn、Pb、Sb、Bi等）原子的最外层虽然有4个或5个电子，但它们的电子层数较多，原子半径较大。因此，在反应时它们的价电子较易失去或向非金属元素的原子偏移。 ; 金属最主要的共同化学性质是易失去最外层的电子变成金属阳离子，因而表现出较强的还原性。 ;金属活动顺序;金属与水的作用;金属与酸的反应; 金属与盐的反应; 由于配合物的形成，改变金属或金属化合物的溶解度，改变了金属的?θ值，从而影响元素的性质。例如： ;Z2．4 金属的提炼;工业上提炼金属的一般方法 ;（2） 用氢气作还原剂 ;热分解法;电解法;; 运用吉布斯自由能?rGmθ来判断某一金属从其化合物中还原出来的难易及还原剂的选择等问题。 如果金属氧化物的生成吉布斯自由能越负，则该氧化物越稳定，金属就越难被还原。 ; 从图中可以看出，凡?rGθ为负值区域内的所有金属都能自动被氧气氧化，凡在这个区域以上的金属则不能。 ?rGθ≥0，这意味着超过这个反应温度时，氧化不能自发进行 ，这个区域内氧化物是不稳定的，会自发分解。;;983K; 二种以上的金属在熔化状态时可以相互溶解或相互混合，形成合金。金属与某些非金属也可以形成合金。所以合金是具有金属特性的多种元素的混合物。“齐”也是合金的意思。含汞的合金常叫做汞齐。 ;低共熔混合物; 固溶体;置换固溶体; 溶质原子分布在溶剂原子晶格的间隙中。只有当溶质原子半径很小时(如C、B、N、H等)才能形成。间隙固溶体具有如下特点：一般具有与原金属相似的导电性和金属光泽，但它们的熔点和硬度比纯金属高。 ;缺位固溶体;金属化合物;形状记忆合金;储氢合金; 将某些金属熔融后，以极快的速度淬冷。由于冷却速度极快，高温时金属原子的无序状态被“冻结”，不能形成密堆积结构，得到与玻璃类似结构的物质，故称为金属玻璃。金属玻璃同时具有高强度和高韧性、优良的耐腐蚀性和良好的磁学性能，因此它有许多重要的用途。例如金属玻璃可作为电力变压器、发动机零件和高尔夫球棍等理想材料。 ;能自燃的铁粉;