兴趣谈趣谈金属——你不知道的“金” _金属

金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属延展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。相对原子质量较大的被称为重金属。

文章插图
金属
基本信息
中文名：金属
英文名：Metal
熔点：一般较高
沸点：一般较高
水溶性：一般不溶或难溶于水
密度：一般较大
外观：有金属光泽，大部分呈银白色
导热性：一般优良
导电性：一般优良
标准物态：除汞是液体以外，其余均为固体
名词解释
延展性(ductility and malleability) ，是物质的一种机械性质，表示材料在受力而产生破裂(fracture)之前，其塑性变形的能力。
密度是单位体积的质量。国际单位为千克每立方米（kg/m3），此外还常用克每立方厘米（g/cm3）。对于液体或气体还用千克每升（kg/L）、克每毫升(g/mL) 。但g/L一般不用。
物质的熔点(melting point) ，即在一定压力下，纯物质的固态和液态呈平衡时的温度，也就是说在该压力和熔点温度下，纯物质呈固态的化学势和呈液态的化学势相等，而对于分散度极大的纯物质固态体系(纳米体系)来说，表面部分不能忽视，其化学势则不仅是温度和压力的函数，而且还与固体颗粒的粒径有关，属于热力学一级相变过程。
导热性是物质传导热量的性能。一般说导电性好的材料，其导热性也好。若某些零件在使用中需要大量吸热或散热时，则要用导热性好的材料。如凝汽器中的冷却水管常用导热性好的铜合金制造，以提高冷却效果。
沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。沸点是液体沸腾时候的温度，也就是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度。液体浓度越高，沸点越高。不同液体的沸点是不同的。沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。
物体传导电流的能力叫做导电性。各种金属的导电性各不相同，通常银的导电性最好，其次是铜和金。固体的导电是指固体中的电子或离子在电场作用下的远程迁移，通常以一种类型的电荷载体为主，如:电子导体，以电子载流子为主体的导电;离子导电，以离子载流子为主体的导电;混合型导体，其载流子电子和离子兼而有之。除此以外，有些电现象并不是由于载流子迁移所引起的，而是电场作用下诱发固体极化所引起的，例如介电现象和介电材料等。
物体导电的能力:一般来说金属、半导体、电解质溶液或熔融态电解质和一些非金属都可以导电。非电解质物体导电的能力是由其原子外层自由电子数以及其晶体结构决定的，如金属含有大量的自由电子，就容易导电，而大多数非金属由于自由电子数很少，故不容易导电。石墨导电，金刚石不导电，这是由于它们的晶体结构不同造成的。电解质导电是因为离子化合物溶解或熔融时产生阴阳离子从而具有了导电性。
水溶性（water solubility）狭义地讲指物质在水中的溶解性质，广义地讲指物质在极性溶剂中的溶解性质。

文章插图
常见的金属
构成
由于金属的电子倾向脱离，因此具有良好的导电性，常见的金属且金属元素在化合物中通常带正价电，但当温度越高时，因为受到了原子核的热震荡阻碍，电阻将会变大。金属分子之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。
在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、银、铂、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物，其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。
属于金属的物质有金、银、铜、铁、锰、锌等。在一大气压及25摄氏度的常温下，除汞(液态)外，其他金属都是固体。大部分的纯金属是银白(灰)色，只有少数不是，如金为黄赤色，铜为紫红色。金属大多带"钅"旁。
通常将具有正的温度电阻系数的物质定义为金属。使用的含112金属在元素周期表中种元素的元素周期表中，金属元素共90种。位于"硼-砹分界线"的左下方，在s区、p区、d区、f区等5个区域都有金属元素，过渡元素全部是金属元素。
在固态金属导体内，有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚於任何特定原子，但都束缚於金属的晶格内;甚至于在没有外电场作用下，因为热能，这些电子仍旧会随机地移动。但是，在导体内，平均净电流是零。挑选导线内部任意截面，在任意时间间隔内，从截面一边移到另一边的电子数目，等于反方向移过截面的数目。

文章插图
金属在元素周期表中
分类
黑色金属:铁、铬、锰三种。
有色金属:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钍。
常见金属:如铁、铝、铜、锌等。
稀有金属:如锆、铪、铌、钽等。
轻金属:密度小于4500千克/立方米，如钛、铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
重金属:密度大于4500千克/立方米，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
贵金属:价格比一般常用金属昂贵，地壳丰度低(又称克拉克值(CLARKE value) ，一种表示地壳中化学元素平均含量的数值) ，提纯困难，如金、银及铂族金属。
准金属元素:性质价于金属和非金属之间，如硅、硒、碲、砷、硼等。
稀有金属:包括稀有轻金属，如锂、铷、铯等;
稀有难熔金属:如锆、钼、钨等;
稀有分散金属:如镓、铟、锗、铊等;
稀土金属:如钪、钇、镧系金属;
放射性金属:如镭、钫、钋及锕系元素中的铀、钍等。
金属之最
地壳中含量最高的金属元素:铝(含量为7.73%)
人体中含量最高的金属元素:钙(含量为1.5%)
【兴趣谈趣谈金属——你不知道的“金”】目前世界年产量最高的金属:铁
密度最小的金属:锂(0.53×103㎏/m3)
密度最大的金属:锇(22.48×103㎏/m3)
最硬的金属:铬(莫氏硬度约为9)
最软的金属:铯(莫氏硬度约0.5)
导电性最强的金属:银
导热性最强的金属:银
制造新型高速飞机最重要的金属:钛(被科学家称为"二十一世纪的金属"或"未来的钢铁")
海水中储量最大的放射性元素:铀(陆地铀矿的总储量约200万吨，海洋里含铀的总量高达40万万吨)
含同位素最多的元素:锡(有10种稳定的同位素)
含同位素最少的元素:钠(只有Na-23稳定)
展性最强的金属:金(最薄的金厚度只有1/10000mm)
延性最好的金属:铂(最细的铂丝直径只有1/5000mm)
熔点最高的金属:钨(熔点:3410±20℃)
熔点最低的金属:汞(熔点-38.8℃)
熔沸点相差最大的元素是镓(熔点30℃ ，沸点2403℃)
地壳中含量最少的金属是钫(即使是在含量最高的矿石中，每吨也只有37×10负13次方克;地壳中的含量约为1×10^-21 %)
光照下最易产生电流的金属元素:铯(当其表面受到光线照射时，电子便能获得能量从表面逸出，产生光电流)
金属性最强的金属:铯
世界上最贵的金属:锎(每克1千万美元，比金贵50多万倍)
世界上最便宜的金属:铁
最易应用的超导元素:铌(把它冷却到-263.9℃的超低温时，会变成一个几乎没有电阻的超导体)
最能吸收气体的金属元素:钯(1体积胶状钯能吸收氢气1200体积)

兴趣谈 趣谈金属——你不知道的“金”

兴趣谈趣谈金属——你不知道的“金”