金属的定义是什么?
(l)从原子结构来看,金属元素的最外层电子数较少,一般小于4;然而,非金属元素在原子的最外层有更多的电子,一般大于4。
(2)从化学性质看,金属元素的原子在化学反应中容易失去电子,表现出还原性,常用作还原剂。非金属元素的原子在化学反应中容易获得电子,表现为氧化,常用作氧化剂。
(3)从物理性质上看,金属和非金属有许多不同之处,主要是:
①一般来说,金属单质具有金属光泽,大部分金属呈银白色;非金属单质一般没有金属光泽,颜色也多种多样。
(2)金属除了汞在室温下是液体,其他金属在室温下都是固体;非金属单质在常温下大多是气态,也有一些是液态或固态。
一般来说,金属的密度和熔点较高;另一方面,非金属的密度和熔点较低。
(4)大部分金属具有延展性,能导热、导电;另一方面,非金属没有延展性,不能导热和导电。
必须明确的是,上述差异是“一般情况”或“大多数情况”,不是绝对的。事实上,金属和非金属之间没有绝对的界限,它们的性质也没有完全分离。一些非金属具有一些金属的特性。例如,石墨是非金属,但它具有灰黑色的金属光泽。它是电的良导体,可以在化学反应中用作还原剂。再比如硅是非金属,但也有金属光泽。硅既不是导体也不是绝缘体,而是半导体。还有一些金属具有一些非金属的性质,比如锑,虽然是金属,但是性质很脆,灰锑熔点低,易挥发等。,都是非金属属性。金属元素的原子结构特点是最外层电子数少,一般为1-3,在化学反应中容易流失,从而使第二外层成为最外层,通常达到8个电子的稳定结构。原子结构的这一特征决定了金属的性质。
物理性能:金属有金属光泽,不透明,易传热,导电,可拉成细丝,摊成薄片,模压成各种形状。当许多金属(自由态及其结合态)在火焰上燃烧时,火焰会呈现出一种特殊的颜色,根据这种颜色可以判断某种金属或金属离子的存在。比如钠是黄色,钾是浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察),钙是砖红色,铜是绿色。金属也有不同的密度、熔点、硬度等。比如锂Li的密度最低(只有0.534 g/cm3,20℃),汞Hg的熔点最低为-38.87℃,钨的熔点高达3370℃。
化学性质:当金属与氧化结合时,形成金属氧化物。当活性金属(如K、Ca、Na)与活性非金属(如F、O、Cl等)结合时。),金属原子失去电子变成阳离子,非金属原子获得电子变成阴离子,阴离子和阳离子通过静电作用形成离子化合物。如NaCl、MgO等。金属与酸和盐溶液的置换反应遵循金属活性的顺序。即金属活性序列氢之前的金属与非氧化性酸如盐酸、稀硫酸和磷酸反应产生氢。在反应中,金属原子失去电子成为阳离子,酸中的氢离子H+获得电子成为氢原子,氢原子结合形成H2并释放。在金属与盐溶液的置换反应中,金属活度序前面的金属可以从其盐溶液中置换出后面的金属。在反应中,前面金属的原子失去电子成为阳离子,后面金属的离子获得电子成为原子,几个原子聚集成金属沉淀。比如:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
铁+硫酸铜=硫酸亚铁+铜
目前发现的金属元素有80多种。金属被广泛使用,并用不同的方法分类。按密度分为轻金属和重金属,密度小于4.5 g/cm 3的称为轻金属,如KCa、Na、Mg、Al等。密度大于4.5g/cm3的称为重金属,如铜、镍和铅。金属根据其活性可分为活性金属和非活性金属。铁、铁、铬、锰在冶金工业中常称为黑色金属,其余称为有色金属。另外,金属又分为铁、铝等常见金属和锆、铪、铌、钼、钼等稀有金属。
在迄今发现的109种非金属元素中,非金属元素占16种。非金属元素的原子结构特点是最外层有4-7个电子(氢为1,硼B为3),所以在化学反应中很容易结合电子,达到相对稳定的8电子结构。由非金属元素组成的简单物质叫做非金属。非金属一般没有金属光泽,不易导热导电(石墨除外)。在室温下,它们是固体(如C、S、P、B、Si)、液体(如溴Br2)或气体(如H2、O2、N2、F2、Cl2),一般易碎(指固体),密度低。非金属的化学性质是:易与氧反应生成非金属氧化物。大多数非金属氧化物是酸性氧化物,其对应的水合物是酸,如S-SO2-H2SO4。非金属元素结合形成价化合物,如HCl和CO2。活性非金属与活性金属结合形成离子化合物,如氯化钙。非金属与氢反应生成气态氢化物,如氯化氢、氯化氢气体、水蒸气等。
非金属和金属之间没有绝对的界限。例如,硅具有金属和非金属属性。