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高中化学58个考点精讲

36、镁和铝

1．复习重点

1．镁和铝单质的化学性质；

2。镁和铝的重要化合物的化学性质。

3．重点是Al2O3、Al(OH)3的两性。

2．难点聚焦

一、金属的通性

工程

内容

周期表中的分布

位于从硼到砹的左下方，在的109种元素中有87种是金属元素

原子结构的特征〔最外层电子〕

最外层电子数一般少于4个〔ⅣA～ⅥA的某些金属元素有4～5个，但核外电子层数较多，原子半径较大〕

组成微粒

及通常状态

金属离子和自由电子

通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态

分类

冶金工业

黑色金属：铁、铬、锰

有色金属：除铁、铬、锰以外的金属

密度

轻金属：密度小于4.5g/cm3

重金属：密度大于4.5g/cm3

从与人的接触分

常见金属：如铁、铜、铝等

稀有金属：如锆、铪、铌等

物理性质〔通性〕

有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性

1．金属的晶体结构：

金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。金属的价电子较少，容易失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”。换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。

但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。一般来说，价电子数越多，原子半径越小，“作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。

例如：同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。如：碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。

同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如：按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。

2.金属的物理特性及解释

〔1〕金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规那么的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。

〔2〕在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属到达了同样的温度，这是金属导热的原因。

大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善于导电的金属也善于导热。常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：

Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。

〔3〕金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在，也就金属虽发生变形而不致破碎。

金属的延性，是指金属可以抽成丝。例如：最细的白金丝直径不过1/5000mm；金属又有展性，指的是可以压成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。延展性最好的金属是金。但也有少数金属，如锑、铋、锰等，性质较脆，没有延展性。

3.金属晶体与其它常见晶体的比拟

晶体类型

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

实例

NaCl晶体

金刚石

干冰

镁

构成晶体的微粒

阴、阳离子

原子

分子

金属离子、自由电子

微粒间的相互作用

离子键

共价键

范得华力

金属键

物理性质

硬度

较大

很大

很小

较小

熔沸点

较高

很高

低、很低

多数较高

导电性

晶体不导电〔熔化时或水溶液中导电〕

一般为非导体

非导体〔有的水溶液能导电〕

良导体

4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？

由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的外表时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。

在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规那么，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。

二、镁和铝的性质

金属

工程

镁〔Mg〕

铝〔Al〕

原子结构

原子半径

1.60×10－10

1.43×10－10

化合价

+2

+3

晶体结构

金属晶体

金属晶体

单质

物理

性质

镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比拟，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高

活泼性

较活泼：Mg－2e=Mg2+

较活泼：Al－3e=A