3.2.3金屬鍵和金屬材料

元素周期表118種元素，24種非金屬，94種金屬。（備注：有些元素沒有明顯的金屬性或者非金屬性，所以不同的教材劃分的金屬元素與非金屬元素數目略有差别）

除了p區的部分元素和稀有氣體外，都是金屬。

有些元素，介于金屬和非金屬之間，金屬元素與非金屬元素，并沒有明顯的界限，在元素周期表上，有個大概的“對角線”來劃分。比如我們前面講到過氯化鋁，它的分子式為AlCl3,而事實上它的分子式為Al2Cl6，具有一定的共價鍵性質（見前面工科化學（一 一）中所述）。

一般認為，對角線右上為非金屬，其他為金屬

地殼中元素含量前十名分别是：O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H，其中7個是金屬，這裡注意地殼中含量排名第一的金屬是Al,而不是産量極高的Fe。而整個地球的重量，60%的重量都是鐵提供的，地球的地幔和地核幾乎都是鐵和鐵的化合物。

地殼中的各種元素含量

3.2.3.1金屬鍵和金屬通性

§2.2中，我們介紹過金屬晶體，金屬晶體通過金屬鍵結合在一起。

金屬元素其原子電離能較小，價電子很容易脫離原子，且不固定在某一離子周圍，而是在整個晶格中自由運動，這種把金屬離子和自由電子結合在一起的作用力叫做金屬鍵。通過金屬鍵形成的晶體叫做金屬晶體。

金屬鍵沒有方向性也沒有飽和性。它是金屬正離子與帶負電的電子組成的化學鍵，在這個化學鍵裡，最易于接受的理論是“電子海模型”。電子海模型：認為電子像大海中的海水，金屬正離子像是大海中的其他溶解物，可以自由移動。這個理論可以很好解釋金屬易導電、高延展性等性質。

金屬單質和合金，都是以金屬鍵結合，因此金屬晶體有很多相似的物理性質，如良好的導電性、導熱性、金屬光澤、延展性、不透明等

3.2.3.2金屬材料

金屬材料分三種

1)金屬固溶體：一種金屬（或非金屬）溶解到另一種金屬中，形成單相固态溶液，凝固後仍舊為單相物質（均勻性很好）。分兩類：

(1)置換固溶體：溶劑取代了溶劑原子位置

(2)間隙固溶體，r溶質/r溶劑＜0.59時，溶質原子存在于溶劑原子的間隙中（降低導電性和延展性）

2)金屬間化合物：又名金屬互化物、金屬化合物

溶質過多，産生過飽和，生成金屬化合物，可以是金屬/金屬，也可以是金屬/非金屬

若為非金屬大電負性元素，則形成高強度、高熔點、高穩定性化合物

3)混合物合金：非均相合金。在特定條件下可能均相，但穩定狀态下為均相，為機械混合物。性質為組分金屬的平均性質

3.2.3.3合金材料

金屬材料大多根據其使用特性來分類

兩種或者兩種以上金屬形成合金，合金是單相物質（合金是一個均勻的混合物）。性質：合金的熔點一般會比形成合金的多種金屬的沸點都低。合金的硬度比形成合金的多種金屬硬度都大。

3.2.3.4人體中各種元素的分布情況

人體自我調節，自己選擇元素，約有90種穩定元素，其種類與含量與地殼元素相似

分類：

1）宏量元素和微量元素（質量分數1*10-4）

2）必需元素和非必需元素（必需元素：影響生理功能，不能被取代，缺失導緻人體病變）

宏量元素(12種，必需元素）：C,O,H,N,P,Ca,S,K,Na,Cl,Mg,Si，占人體質量的99.98%

微量元素(14種，必需元素）:Fe,F,Zn,Cu,Sn,V,Mn,Cr,I,Se,Mo,Ni,As,Co,占人體質量的0.02%

對人體來說，元素過量或者不足都會導緻人體病變

例：

碘元素（I）不足時：地方性甲狀腺腫（大脖子病）

碘元素（I）過量時：甲亢

下一節我們講化學鍵的相關知識

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