第13章.碱金属和碱土金属探讨.pptVIP

第十三章 碱金属和碱土金属;13.1.1 概述1. 金属的分类  自然界存在和人工合成的金属已达90多种，按不同的标准分类。;黑色金属：包括铁、锰和铬以及它们的合金，主要是铁碳合金(钢铁)。 有色金属：指除去铁、铬、锰之外的所有金属。有色金属大致上按其密度、价格、在地壳中的储量和分布情况、被人们发现以及使用的早晚等分为五大类： 轻有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金属，如：铝、镁、钠、钾。 重有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金属，其中有铜、镍、铅、锌等。; 贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素，由于它们稳定、含量少、开采和提取困难、价格贵，因而得名贵金属。 准金属：半导体，一般指锗等。 稀有金属：自然界中含量很少，分布稀散、发现较晚，难以从原料中提取的或在工业上制备和应用较晚的金属。如：锂、铯??钨、锗、稀土元素（钪、钇、镧系金属）和人造超铀元素等。;2. 全属的物理性质;　　 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。 　　（1）金属光泽：当光线投射到金属表面上时，自由电子吸收所有频率的光,然后很快放出各种频率的光(全反射),绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。 　　 此外，金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅是灰蓝色，这是因为它们较易吸收某一些频率的光之故。 　　 金属光泽只有在其为晶体时才能表现出来，粉末状金属一般都呈暗灰色或黑色(漫散射)。 　　 许多金属在光的照射下能放出电子(光电效应)。另一些在加热到高温时能放出电子(热电现象)。;　　（2）金属的导电性和导热性：大多数金属有良好的导电性和导热性。常见金属的导电和导热能力由大到小的顺序排列如下： Ag，Cu，Au，Al，Zn，Pt，Sn，Fe，Pb，Hg 　　（3）超导电性：金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。1911年H.K.Onnes发现汞冷到低于4.2K时，其电阻突然消失,导电性差不多是无限大,这种性质称为超导电性。具有超导性质的物体称为超导体。 　　 超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度(T0)。超导体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。超导材料大致可分为纯金属、合金和化合物三类。 ; 超导材料可以制成大功率超导发电机、磁流发电机、超 导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等。;（4）金属的延展性：金属有延性，可以抽成细丝。例如最细的白金丝直径为1/5000mm。金属又有展性，可以压成薄片，例如最薄的金箔，可达1/10000mm厚。 （5）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；有些软,可用小刀切割如钠、钾等。 （6）金属的熔点：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。汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。 ;　（7）金属玻璃(非晶态金属)：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。 　　 典型的金属玻璃有两大类：一类是过渡金属与某些非金属形成的合金；另一类是过渡金属间组成的合金。;3. 金属的化学性质;　　　钠、钾与水剧烈反应。钙与水的作用比较缓和，镁只能与沸水起反应，铁则须在炽热的状态下与水蒸气发生反应。如镁等与水反应生成的氢氧化物不溶于水,覆盖在金属表面,在常温时使反应难于继续进行。 E? 0的金属一般都可以与非氧化性酸反应放出氢气，有一些金属“钝化”。如铅与硫酸反应生成难溶物。 E? 0的金属一般不容易被酸中的氢离子氧化，只能被氧化性的酸氧化，或在氧化剂的存在下，与非氧化性酸反应。如铜不和稀盐酸反应，而能与硝酸反应。;　（3）金属与碱反应 金属一般都不与碱起作用，除了少数两性金属外。锌、铝与强碱反应，生成氢和锌酸盐或铝酸盐，反应如下： Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2? 2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2? 　　 铍、镓、铟、锡等也能与强碱反应。;　（4）金属与配位剂的作用 由于配合物的形成，改变了金属的E?值，从而影响元素的性质，使通常情况下不能发生的反应发生。如有氧参加，这类反应更易进行。 4M+2H2O+8CN-+O2= 4[M(CN)2]-+4OH- (M=Cu、Ag、Au) 如铜不能从水中置换出氢气