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金属通论 金属的物理性质 金属的提炼 合金 合金 基本要求 作　　业 * 概述 金属的物理性质 金属的提炼 合金 作业 本章要求 金属的化学性质 艾林汉图 　　金属通常可分为黑色金属和有色金属两大类 　　1、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)。 　　2、有色金属是指除去铁、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： 　　(1)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、钙、锶、钡。 　　(2)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、钴、锡、汞、锡等。 概述 　　(3)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。 　　(4)准金属：半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼。 　　(5)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、铷、铯、钨、锗、稀土元素和人造超铀元素等。 概述 全属与非金属的比较 蒸气（或气体）分子大多是双原子或多原子的 7．蒸气分子大多是单原子的 固体大多属分子型晶体 6．固体金属大多属金属晶体 大多不具有展性和延性 5．大多具有展性和延性 大多不是热和电的良导体，电阻通常随温度的增高而减小 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 大多没有金属光泽 3．有金属光泽 一般密度比较小 2．一般密度比较大 常温时，除了溴是液体外，有些是气体，有些是固体 1．常温时，除了汞是液体外，其它金属都是固体 非金属 金属 金属的物理性质 　　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。如： 　　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。 　　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)。 金属的物理性质 　　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 　　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。 金属的物理性质 　　超导材料大致可分为纯金属、合金和化合物三类。 　　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。 　　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。 　　5、金属的密度：锂、钠、钾比水轻，锇、铁等比水重。 　　6、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。 金属钠 金属的物理性质 　　7、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。 　　8、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。 　　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。 金属的物理性质 　　9、金属的内聚力: 所谓内聚力就是物质内部质点间的相互作用力,也就是金属键的强度，即核和自由电子间的引力。金属的内聚力可以用它的升华热衡量。 　　金属键的强度（用升华热度量）主要决定于(1)原子的大小，随原子半径增大升华热减小；(2)价电子数增加，升华热随之增加。 　　由于金属是含有原子、离子和电子的不能分立的原子集团，所以金属在普通溶剂中不溶解。但可溶于具有金属性的溶剂中(如汞)。此外熔融状态的锌也是许多金属的重要溶剂。 　　许多过渡元素具有很高的升华热，因为它们有较多可供金属原子成键的d电子