文档介绍：金属通论
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:,如:铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。
(2)重有色金属:,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
金属的物理性质
全属与非金属的比较
金属
非金属
,除了汞是液体外,其它金属都是固体
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
,电阻通常随着温度的增高而增大
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
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
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。,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。
多数金属元素的原子最外层只有3个