我们的周围环境是由各种元素和化合物构成的。这些元素的组合形成了各种各样的物质。当我们深入研究这些构成物质的基础元素——即元素本身时,我们会发现它们被进一步分为金属和非金属两大类。对这些元素进行区分的主要依据是它们的物理性质和化学性质。例如,铝被归类为金属,因为它具有光泽、延展性、可锻性等特征;而木头则被归为非金属,因为它不具备这些性质。
金属是元素周期表中的一大类元素,它们具有特定的物理和化学性质,例如有光泽、可锻、导电、能与酸反应等。金属通常以矿石的形式存在于地表之下,属于无机物。大气中也存在少量以尘埃形式存在的金属颗粒。大多数金属主要用于制造钢铁、器皿、汽车等。
非金属是元素周期表中缺乏金属性质的另一类元素。非金属以固态、液态和气态三种形式存在。处于固态的非金属通常比较脆。因此,它们不具备可锻性和延展性。非金属在我们的日常生活活动中被广泛使用,例如用于燃料、医疗处理、炸药、肥料等领域。
- 状态: 金属在室温下通常呈固态,且质地坚硬。虽然汞是唯一一种在室温下呈液态的金属。
- 光泽: 金属具有光泽,这意味着它们表面光亮。具有金属光泽的金属常被用于制造珠宝和器皿。
- 高密度: 物质的密度是指单位体积的质量(m/v),而金属通常具有较高的密度。
- 熔点和沸点: 所有金属都有不同的熔点和沸点。但总体而言,金属的熔点和沸点都很高。
- 可锻性: 金属具有可锻性,这意味着它们可以被锤打成薄片。
- 延展性: 金属具有延展性,这意味着它们可以被拉成细丝。
- 有声性: 金属具有发声的特性。当金属被撞击在坚硬表面上时,会因振动而产生声音。
- 良导体: 金属是热和电的良导体。已知铜和银是最好的导体。而汞和铅则是较差的导体。
> ### 金属物理性质的例外情况
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> – 金属通常质地坚硬且呈固态。但是像钠和钾这样的金属质地很软,可以轻易切割。汞也是一个例外,因为它在室温下呈液态。
> – 金属具有高密度。但锂是一种碱金属,其密度很低,仅为 0.53。
> – 金、银、铂和铜等金属在与酸反应时不会释放氢气。
> – 除了汞之外,所有金属都具有有声性。这意味着汞在撞击坚硬表面时不会产生声音。
> – 除了汞之外,所有金属都具有可锻性。
> – 金属是不溶于水的固体物质,但钠和钾是能与水剧烈反应生成可溶性氢氧化物的金属。
- 状态: 大多数非金属以气态存在。虽然也有一些以固态或液态存在。
- 无光泽: 一般非金属不表现出任何光泽,即没有金属光泽。
- 熔点和沸点: 非金属的熔点和沸点较低。
- 密度: 大多数非金属的密度较低。
- 脆性: 非金属在本质上是脆的,这意味着它们可以被碎成片状。它们不具备可锻性或延展性。
- 不良导体: 非金属是热和电的不良导体。这意味着它们不允许热或电流通过它们。
> ### 非金属物理性质的例外情况
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> – 与其他非金属不同,石墨和碘具有金属光泽或光泽。
> – 碳虽然是非金属,但其熔点很高。
> – 正如汞一样,溴在室温下也呈液态。
> – 碘是一种密度为 4.9 的非金属。
> – 钻石是已知的最硬的材料,尽管它是一种非金属。
示例问题
问题 1:哪种元素的电负性更高,金属还是非金属?
回答:
> 电负性是原子吸引电子并形成化学键的能力。由于非金属的最外层价电子壳上有 4-8 个电子,因此它们在本质上具有更高的电负性。
问题 2:哪种金属在室温下呈液态?
回答:
> 汞是室温下呈液态的金属。
问题 3:当金属与氧气反应时会发生什么?
回答:
> 当金属与氧气反应时,它们会产生金属氧化物或碱性氧化物。