汤尼威尔官方旗舰店:金属的定义是什么

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/30 11:52:53
怎样区分金属与非金属

一般说来金属单质具有金属光泽,大多数金属为银白色;非金属单质一般不具有金属光泽,颜色也是多种多样。

金属除汞在常温时为液态外,其他金属单质常温时都呈固态;非金属单质在常温时多为气态,也有的呈液态或固态。

一般说来,金属的密度较大,熔点较高;而非金属的密度较小,熔点较低。

金属大都具有延展性,能够传热、导电;而非金属没有延展性,不能够传热、导电。

现在人们已经发现了109种元素,按照这些元素的原子结构和性质,把它们分为金属和非金属两大类。金属与非金属的不同点主要表现在以下几方面:

(l)从原子结构来看,金属元素的原子最外层电子数较少,一般小于4;而非金属元素的原子最外层电子数较多,一般大于4。

(2)从化学性质来看,在化学反应中金属元素的原子易失电子,表现出还原性,常做还原剂。非金属元素的原子在化学反应中易得电子,表现出氧化性,常做氧化剂。

(3)从物理性质来看,金属与非金属有着较多的差别,主要是:

①一般说来金属单质具有金属光泽,大多数金属为银白色;非金属单质一般不具有金属光泽,颜色也是多种多样。

②金属除汞在常温时为液态外,其他金属单质常温时都呈固态;非金属单质在常温时多为气态,也有的呈液态或固态。

③一般说来,金属的密度较大,熔点较高;而非金属的密度较小,熔点较低。

④金属大都具有延展性,能够传热、导电;而非金属没有延展性,不能够传热、导电。

必须明确上述各点不同,都是“一般情况”或“大多数情况”,而不是绝对的。实际上金属与非金属之间没有绝对的界限,它们的性质也不是截然分开的。有些非金属具有一些金属的性质,如石墨是非金属,但具有灰黑色的金属光泽,是电的良导体,在化学反应中可做还原剂;又如硅是非金属,但也具有金属光泽,硅既不是导体也不是绝缘体,而是半导体。也有某些金属具有一些非金属的性质,如锑虽然是金属,但它的性质非常脆,灰锑的熔点低、易挥发等,这些都属于非金属的性质。

对现代人来说,“金属”是一个多么普通的概念。制作炊具的铝,制造罐头的锌,打制首饰的金,还有制做各种工具的铁……不都是金属吗?

《辞海》中的“金属”条目曰:“具特有光泽而不透明(对可见光强烈反射的结果),富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。”

在门捷列夫的元素周期表中,左下角绝大部分是金属的领域,仅右上角才是非金属的地盘。在人类至今认识的109种化学元素中,非金属只有22种,而金属占了近80%。这些金属在常温常压下,都是具有光泽而不透明的固体(除汞外),与上述的金属定义相符合,它们与非金属之间存在着一条泾渭分明的界限。可是,在非常温、常压下,金属与非金属之间,是否仍然是“鸡犬之声相闻,老死不相往来”呢?

科学家发现,金属元素的许多特点,如坚硬、有光泽、致密、敲击时铿锵作声等,也是当代许多陶瓷所共有的特性,它们已不是金属的“专利”了。可是至今为止,金属的定义中还保留着一个“避难所”——电的良导体。

如今,这唯一的“避难所”也巳摇摇欲坠。科学家们已合成了许多种称作“分子金属”的物质,这些“分子金属”具有长长的链式分子,能象金属那样导电。不过,目前这些“分子金属”还只能在一个方向上导电,而不能象金属那样在三个方向上导电。但是,科学家们正致力于合成具有三维导电能力的“分子金属”。一旦研制成功,金属的最后“避难所”也将彻底崩溃。

金属与非金属之间的那条“楚河汉界”正在日益消失。在一定的条件下(主要指温度和压力),金属和非金属是能够互相转化的。在临界密度之下,电子属于特定的原子,并不显示金属性;而在临界密度以上,电子便自由了,出现了金属所具有的自由电子的“海洋”。例如,在硅中掺入少量的磷,尽管是两种非金属,但只要在外界温度低于0.003K,电流照样能在其中通行无阻。又如,在固体物理学界身价倍增的超导材料——铱钡铜氧化物,它的真实面目却是一种陶瓷,而并非人们想象中的金属,这正是金属与非金属界线消失的一大明证!

除了外界环境能够改变物质的属性外,物质数量上的变化也会戏剧性地改变物质的属性。

我们不妨做一个有趣的数字游戏:银可算是一种典型的金属了吧,但是,一个银原子算不算金属呢?不能算。两个、三个银原子呢?也不行。因为它们都不能形成一个自由电子所需要的化学环境。那么,究竟几个银原子才能满足这一要求呢?

科学家们用高分辨的电子显微镜拍摄了具有1500个银原子组成的一簇。发现它呈多面体的结构,具有五重对称性,这下可称它为金属了吧?还是不能,因为这些原子的电子还各有其主,并未形成自由电子的“海洋”。

那么,10000个银原子组成的簇又怎样呢?科学家们发现,由10000个银原子组成的簇,它的整个结构经过了一次重整,已变成了名副其实的金属,而不再是高度对称的高能态晶格了,它已是呈线状方式排列的低能态金属。

可见,在1500~10000之间,必定存在一个数,在这一点上,银原子簇突然从“非金属”向“金属”过渡了。量变引起了质变,这情形有些类似搭积木,不太高时,积木呈规则堆积,达到一定高度后,它就会崩塌下来。对银原子来说,1500~10000之间这一神秘数字究竟是多少呢?科学家们还不能明确地告诉我们。

“金属”的定义正在日趋过时,终有一天,人们会感叹地说:“这种关于‘金属’的定义”只是上一世纪的事了,它早已进了科学历史的博物馆了。

金属一般是原子与原子相结合而成的,有自由电子的活动,是导体,有特殊的金属光泽,常温下为固体(Hg除外)。而非金属结构间是由离子键(H键等)连结的,多数不导电,形态各异。

金属只有正化合价
非金属一般都有
惰性气体一般只有0价
在元素周期表尚未与金属和非金属分界线两边的元素一般都有两性