第4章常见金属单质及其化合物讲述.pptx

第4章 常见金属单质 及其化合物 4.1 金属的共性 常见金属单质 4.2 常见金属化合物 4.3 常见金属离子的检验 4.4 4.1 金属的共性 金属具有共性是因为在金属晶体内部存在一种特殊的化学键——金属键。金属元素原子结构的特点是最外层电子数较少（一般为1～3个，少数除外），容易失去电子，这样金属内部就交替排列着金属原子和金属阳离子。从金属原子上脱落的能够自由移动的电子在金属原子和金属阳离子之间来回移动，当遇到金属阳离子时会与其结合形成金属原子；而金属原子在外界能量和金属阳离子的作用下又会失去电子形成自由电子，这种过程不断循环，使金属原子和金属阳离子紧密结合在一起而形成金属晶体。我们把这种通过自由电子的移动，使金属原子和金属阳离子相互连接在一起的化学键，称为金属键。 4.1.1 金属的物理性质 常温下，除汞以外的其他金属都具有晶体结构。这种特殊的结构，决定了金属具有共同的物理性质，主要表现在以下几方面： 1．金属 光泽 除金（Au）、铜（Cu）和铋（Bi）等少数金属具有特殊颜色外，其余金属均为银白色或灰色。金属都是不透明的，以粉末状态存在时，呈现黑色或灰暗色（镁、铝除外）；以块状或片状存在时具有金属光泽。 2．延展性 一般来说，金属都具有不同程度的延展性，可以被锻打成型、压成薄片或抽成细丝等。金的延展性最好，最薄的金箔只有0.1 μm厚。也有少数金属如锑（Sb）、铋（Bi）、锰（Mn）等，性质较脆，敲打时易碎成小块。 大多数金属都具有良好的导电导热性。一般导电性好的金属，导热性也好。导电导热性排在前4位的金属是银（Ag）、铜（Cu）、金（Au）和铝（Al）。银的导电性最好，但其价格过高、产量也低，所以电气工业上常用的是铜和铝。铜和铝也是很好的导热材料，广泛应用于热交换器、散热材料及日用炊具等。 3．导电导热性 4．密度、硬度和熔点 大多数金属的密度和硬度较大，熔点较高。 4.1.2 金属的化学性质 金属最重要的化学性质就是易失去外层电子，变成金属阳离子而表现出还原性。例如，金属可以与非金属、氧气和酸等发生反应。 由于金属失去电子的难易程度不同，所以各种金属还原性的强弱也不同，化学活动性强弱自然也不同。对于金属的化学性质，后面将结合不同物质进行具体分析判断。 4.2 常见金属单质 钠是一种银白色的金属，熔沸点低，密度小（0.97 g/cm3），属于轻金属。钠质地柔软，可以用小刀切割，具有良好的导电、导热性。钠可以作为还原剂，用于冶炼稀有金属，也广泛应用于电光源上。例如，高压钠灯发出的黄光射程非常远，透雾能力强，用作路灯时，亮度比高压水银灯高好几倍。 4.2.1 钠 1．钠的物理性质 用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，然后用刀切去一端的外皮，观察钠断面的光泽和颜色。 实验 2．钠的化学性质 （1）与氧的反应 观察上页PPT的实验可以看到，新切开的光亮的金属钠的断面很快失去光泽并变暗，这主要是生成了一层薄氧化物的缘故。 过氧化钠可用于航空、航天器等呼吸面具中作为氧气的来源，这是因为过氧化钠能与人们呼出的二氧化碳反应生成氧气，这样可以减少因缺氧而引发的窒息。 （2）与水的反应 碱金属都能与水反应，锂与水的反应较为缓和，并且不熔化；钠与水反应较剧烈，反应放出的热使钠熔化成一个白色的小球（如下图为钠与水反应的情况）；钾与水的反应更剧烈，产生的氢气能燃烧。 实验 通过观察实验现象可以看出：钠的密度比水小（浮在水面上）；钠的化学性质比较活泼，能与水发生剧烈的反应，并放出热量，放出的热量使钠块熔成小球；反应后得到的溶液呈碱性（溶液显红色），并有气体生成。 将绿豆大小的金属钠投入滴有酚酞的水中（下图），观察反应现象和溶液颜色的变化。 实验室里一般将钠保存在密度较小的煤油中，以隔绝氧气和水。 单质铝是银白色金属，密度为2.7 g/cm3，较软，熔点为660℃，具有良好的导电、导热性，工业上常用铝代替铜做导线、热交换器和散热材料等。铝的延展性也非常好，可抽成细丝，也可压成薄片成为铝箔，用来包装糖果、烟等。铝还能跟许多元素形成合金，因铝合金轻而坚韧，常被用于汽车、飞机和火箭等制造业和日常生活中。 4.2.2 铝 1．铝的物理性质 2．铝的化学性质 （1）与氧气反应 （2）与酸反应 （3）与碱反应 （4）与金属氧化物的反应 铝热法 4.2.3 铁 1．铁的物理性质 铁是一种光亮的银白色金属，密度为7.86 g/cm3，相对原子质量55.847，熔点1 535℃，沸点2 750℃，有良好的延展性和导热性，也能导电。纯铁既能磁化，又可去磁，且均很迅速。铁是制造发电机和电动机必不可少的材料。铁也是生命过程所必需的元素，是红细胞（血红蛋白）的主要成分。 2．铁的化学性质 纯铁化学性质比较活泼，常见化合价为+2和+3