第13章碱金属和碱土金属PPT课件

2. 全属的物理性质
金属和非金属物理性质的比较
金属 1．常温时，除了汞是液体外，其它 金属都是固体 2．一般密度比较大 3．有金属光泽 4．大多是热及电的良导体,电阻通常 随着温度的增高而增大 5．大多具有展性和延性
6．固体金属大多属金属晶体
7源自文库蒸气分子大多是单原子的
非金属 常温时，除了溴是液体外，有些是气体， 有些是固体 一般密度比较小 大多没有金属光泽 大多不是热和电的良导体，电阻通常随 温度的增高而减小 大多不具有展性和延性
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
金属通常易失去电子，表现出较强的还原性。金属原子失去 电子的难易表征，在气相中用电离势数值大小来衡量，在水 溶液中就要用标准电极电势的数值来衡量。
性质：准金属和普通金属
储量及分布：稀有金属和 普通金属
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。
至此，高温超导体包括四大类：90K的稀土系，110K的铋 系，125K的铊系，和135K的汞系。它们都含有铜和氧，因此 也总称为铜氧基超导体。它们具有类似的层状结晶结构，铜氧 层是超导层。
（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。
固体大多属分子型晶体
蒸气（或气体）分子大多是双原子或多 原子的
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。
（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。
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。
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。
1986年柏诺兹和缪勒发现了35K 超导的镧钡铜氧体 系,1987年度诺贝尔物理学奖； 1987年初美国吴茂昆等和我国 物理所赵忠贤等发现了90K 钇钡铜氧超导体，第一次实现了液 氮温度（77 K）这个温度壁垒的突破。 1987年底，我国留美学 者盛正直等首先发现了第一个不含稀土的铊钡铜氧高温超导体； 1988 年初日本研制成临界温度达110K的铋锶钙铜氧超导体； 1988年2月盛正直等又进一步发现了125K 铊钡钙铜氧超导体； 1993年 法国科学家发现了 135K 的汞钡钙铜氧超导体.
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：
（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。
第十三章 碱金属和碱土金属
§13.1 (阅读) ——金属还原过程的热力学
§13.2 碱金属和碱土金属
§13.1 金属通论
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(Fe、Cr、Mn及其合金)
金属
有色 金属
密度：轻有色金属和重有色 金属 价格：贵金属和贱金属
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
（1）金属与非金属反应
（2）金属与水、酸的反应 E < - 0.41V的金属都可能与水反应。
（在常温下纯水的[H+]=10-7mol·L-1，其E H+/H2= - 0.41V）
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。