金属有什么性质?金属有什么用途科学三年级思维导图 金属有什么性质? 金属具有什么
金属的性质综合解析
一、物理性质
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导电性与导热性
金属因内部存在自在电子,能快速传递电流和热量。例如,银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)是导电性最好的金属,广泛用于电线、散热器等。 -
延展性与可塑性
金属原子通过金属键连接,可在外力影响下滑动而不断裂,表现为延展性(可拉成丝)和可塑性(可压成薄片)。例如,金(Au)可制成厚度仅1/10000毫米的金箔。 -
密度与硬度
多数金属密度较高(如铁7.87 g/cm3),但锂(Li)、钠(Na)等轻金属可浮于水。硬度差异显著,铬(Cr)硬度最高,钠、钾则可用小刀切割。 -
熔点与沸点
金属通常具有高熔点(如钨3410℃)和高沸点,但汞(Hg)是常温下唯一的液态金属(熔点-38.8℃)。 -
光泽与反射性
金属表面因自在电子反射光线呈现特有光泽,如银白色(铁、铝)、紫红色(铜)、黄色(金)。粉末状金属因光散射常呈暗灰色。
二、化学性质
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与氧气反应
活泼金属(如钠、镁)常温下即可氧化,生成氧化物(如*、氧化镁),而金(Au)高温下仍稳定。铝(Al)表面形成致密氧化铝膜,阻止进一步腐蚀。 -
与酸反应
氢前金属(如锌、铁)与稀酸反应生成盐和氢气,例如:
\[\textFe} + 2\textHCl} \rightarrow \textFeCl}_2 + \textH}_2↑\]
强氧化性酸(如浓硫酸、硝酸)反应不产生氢气。 -
与盐溶液反应
活动性强的金属可置换弱金属盐中的金属离子,如铜与*反应:
\[\textCu} + 2\textAgNO}_3 \rightarrow \textCu(NO}_3\text)}_2 + 2\textAg}\] 。 -
金属活动性顺序
按活动性强弱排序:
\[\textK > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Au}\]
该顺序决定金属在天然界的存在形式及反应能力。 -
腐蚀与防护
金属易被氧化(如铁生锈)、酸腐蚀或电化学腐蚀。防护技巧包括电镀、涂漆、合金化(如不锈钢含铬)。
三、分类与合金特性
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金属分类
- 黑色金属:铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)。
- 有色金属:铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)等。
- 稀有金属:钛(Ti)、钨(W)、锂(Li)等。
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合金特性
合金(如钢、黄铜)通过混合金属或非金属改善性能:- 强度、硬度高于纯金属。
- 熔点低于纯金属,如焊锡(锡铅合金)。
- 抗腐蚀性增强,如不锈钢(铁铬合金)。
四、应用示例
- 导电性:铜用于电线,银用于精密电子元件。
- 轻质高强:铝合金用于飞机机身,钛合金用于航天器。
- 耐高温:钨丝用于白炽灯,镍基合金用于燃气轮机叶片。
金属的性质由其原子结构和金属键决定,物理特性(导电、延展)与化学特性(氧化、腐蚀)共同支撑其在工业、科技领域的广泛应用
