人類掌握了火的利用後,才開始将礦石冶煉成金屬。在中國,銅器最早出現于 氏族公社末期,鐵器最早出現于春秋後期。金屬的出現使人類有了高效的生産工 具,從而使農業、工業的發展出現了第一次飛躍。 金屬具有金屬光澤,大多數金屬具有延展性,有較大的密度和較高的強度,是 熱和電的良導體。因此金屬具有廣泛的用途,如壓制成各種器物、拉制成絲、用作 導熱管和導電線材等。 由于金屬的化學性質一般比較活潑,因此自然界除極少數不大活潑的金屬元素 (如金等)是以單質形式存在外,絕大多數金屬元素都以化合物的形式隐身在岩石、 土壤和海水中。
地殼裡各種金屬元素的質量分數約占全部 元素的 1/4,見圖 1。含量排在前六位的依 次是鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂,它們存在于土 壤、岩石和海水中。 鋁 元 素 主 要 以 3價 的 形 式 與 其 他 元 素 結合,如鋁土礦(見圖 2)的主要成分是 Al2O3。鐵元素主要以 3價和 2價的形式與其 他元素結合,如赤鐵礦(見圖 3)的主要 成分是 Fe2O3。鈣元素常以 2價的形式與其他 元素結合,如石灰石的主要成分是CaCO3。鈉 元素都以 1價的形式與其他元素結合,主要存在于海水中,如 NaCl。
銅元素多以 2價的形式與其他元素結合,如孔雀石(見圖 19-4)的主要成分是堿式碳酸銅 [Cu2(OH)2CO3]。
有些金屬礦物還是非常美麗的寶石。如紅寶石(見圖 19-5)的主要成分就是 Al2O3,因其中含有少量鉻(Cr)等元素而呈現漂亮的紅色。
我們可以通過冶煉從金屬礦物中獲得金屬。一般是用有較強還原性的物質将金 屬從它們的化合物中還原出來。例如:
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