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化學金屬全部知識點

圖文 更新时间:2024-07-26 13:17:55

化學金屬全部知識點?結束了量子化學的講解,我們回歸宏觀世界,開始逐個講解我們身邊常見的物質,本期從金屬開始,接下來我們就來聊聊關于化學金屬全部知識點?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

化學金屬全部知識點(化學通俗講十)1

化學金屬全部知識點

結束了量子化學的講解,我們回歸宏觀世界,開始逐個講解我們身邊常見的物質,本期從金屬開始。

首先說兩個概念,遊離态和化合态。遊離态是元素的一種狀态,指單一元素構成物質;化合态是指多種元素共同組成某種物質的狀态。

司母戊大方鼎,圖片源自百度百科

金屬在今天是人們再熟悉不過的物質了,可是在古代,金屬也是種稀罕物。這是因為自然界中大部分金屬元素是以化合态存在的,遊離态金屬僅僅是少量的金銀等貴金屬。所以說金屬冶煉也是人類文明的标志之一。人類從最開始直接利用自然界現有的木棍石塊,到燒制陶器,再到冶煉金屬,利用和改造自然的能力是越來越強了。

人類最早大規模使用的金屬器物是青銅,人們也把那個時代稱為青銅時代,但是青銅器物無論從硬度還是韌性上來看都不夠出色。後來人類文明又邁入了鐵器時代。最早的鐵是人們無意間從隕鐵中得到的,由于鐵的化學性質更加活潑,人們也是經過更多嘗試才掌握冶鐵技術。鐵器的廣泛使用一來發展了農業文明,二來也為日後的工業文明奠定了物質基礎。而進入工業時代以來,人類對金屬開發利用的進程大大加快,從開始對金屬鋁的應用,到後來對金屬钛的使用,時至今日,對金屬材料(包括合金)的利用充斥着世界的每個角落。

通過回顧人類對金屬利用的發展史,結合我們日常觀察到的金屬,我們可以總結出金屬的一些特點。

金屬常溫下通常為固體,但也有液體,即我們熟知的汞(水銀)。金屬通常具有金屬光澤,較高的熔點,具有良好的導電性、導熱性和延展性。金屬的種類很多,有密度大的,如鉛、金,也有密度小的,如鋁、钛,甚至有比水還輕的鈉、锂。

宏觀的表象源自于微觀的結構,金屬這一大類物質從化學結構上自然有其獨特之處,這與金屬的核外電子有關。

各種金屬元素化學性質差異不小,按照與氫的活潑性比較,分為活性金屬和鈍性金屬。我們知道,氫可以失去一個電子成為氫離子,一些金屬的部分核外電子較氫原子更容易失去,即活潑金屬,更難失去則為鈍性金屬。按照活潑順序給金屬活潑性由強到弱排序:

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

這個順序很重要,請務必牢記。比氫活潑的金屬都能和酸反應,把酸中的氫離子置換出來生成氫氣,但當酸具有氧化性時可能發生其他氧化還原反應。更加活潑的金屬甚至能直接和水反應,置換出水中的氫元素。同樣的,更活潑的金屬也能把活潑性弱的金屬陽離子從鹽溶液中置換出來(這屬于制備某些金屬的方法):A BX→AX B(A比B更活潑)

我們把上述反應類型稱為置換反應,這也屬于氧化還原反應的一種。

現在來說說金屬中的核外電子:

聚集在一起的金屬原子形成一整塊金屬晶體,每個金屬原子的價電子通通都貢獻出來,成為整個體系的公用電子,它們也被稱為自由電子。自由電子均勻分布在原子之間,形成金屬鍵。于是整個金屬晶體就是由所有金屬原子構建成的大晶格和裡面數不盡的自由電子組成。金屬的各種特性也就是由此決定。

首先說導電性,毫無疑問自由移動的自由電子當然具有導電性。

再說導熱性,熱量通過自由電子的流動迅速導出。

再說延展性,金屬鍵沒有特别的方向性,使得金屬外觀的形變變得容易。

金屬光澤相對特殊一些。這個原自能量的概念,以後還會講。大體說一下,就是外界光線照到金屬表面,自由電子吸收能量發生震蕩,震蕩會向外釋放能量,這個能量以光的形式放出,即我們看到的金屬光澤。

除此之外,金屬還可以形成合金,即由一種以上金屬或金屬與非金屬元素混合而成的材料。合金往往具有更加優異的性能,被廣泛應用到各個領域。

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