金屬
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金屬(Metal)
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金屬是一種具有光澤（即對可見光強烈反射）、富有延展性、容易導電、導熱等性質的物質。金屬的上述特質都跟金屬晶體內含有自由電子有關。在自然界中，絕大多數金屬以化合態存在，少數金屬例如金、鉑、銀、鉍以游離態存在。金屬礦物多數是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽。金屬之間的連結是金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬延展性良好的原因。金屬元素在化合物中通常只顯正價。相對分子質量較大的被稱為重金屬。
金屬的分類[1]
金屬通常可分為黑色金屬和有色金屬兩大類：
1.黑色金屬。包括鐵、錳和鉻以及它們的合金，主要是鐵碳合金(鋼鐵)。
2.有色金屬。是指除去鐵、鉻、錳之外的所有金屬。有色金屬大致上按其密度、價格、在地殼中的儲量和分佈情況、被人們發現以及使用的早晚等分為五大類：
(1)輕有色金屬：一般指密度在 4.5g/cm3以下的有色金屬，如：鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇。
(2)重有色金屬：一般指密度在 4.5g/cm3以上的有色金屬，其中有銅、鎳、鉛、鋅、鈷、錫、汞、錫等。
(3)貴金屬：這類金屬包括金、銀和鉑族元素(鉑、銥、俄、釕、鈀、銠)，由於它們對氧和其它試劑的穩定性，而且在地殼中含量少，開采和提取比較困難故價格比一般金屬貴，因而得名貴金屬。它們的特點是密度大(10.4～22.48 g/cm3)；熔點高(1189—3273K)；化學性質穩定。
(4)準金屬：一般指硅、銘、硒、砷、硼，其物理化學性質介於金屬與非金屬之間，如脆，是電和熱的不良導體。
(5)希有金屬：通常是指在自然界中含量很少，分佈稀散、發現較晚，難以從原料中提取的或在工業上製備及應用較晚的金屬。這類金屬包括：鋰、銣、銫、鈹、鎢、鉬、鉭、鈮、鈦、鉿、釩、錸、鎵、銦、鉈、鍺、希土元素及人造超鈾元素等。
金屬在自然界的存在[1]
1.游離態：Au, Ag, Bi, Re (稀少)
2.游離態及化合態：較活潑金屬：如鐵，有單質、氧化物
3.化合態：活潑金屬
（1）鹵化物：ⅠA.ⅡA
（2）難溶鹽礦石：ⅡA的
、
、
、硅鋁酸鹽
（3）氧化物及硫化物：過渡金屬
金屬的性質[1]
1.金屬光澤
由於金屬原子以最緊密堆積狀態排列，內部存在自由電子，所以當光線投射到它的錶面上時，自由電子吸收所有頻率的光，然後很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數金屬呈現鋼灰色以至銀白色光澤。此外金顯黃色，銅顯赤紅色，鉍為談紅色，銫為淡黃色以及鉛是灰藍色，這是因為它們較易吸收某一些頻率的光之故。金屬光澤只有在整塊時才能表現出來，在粉末狀時，一般金屬都呈暗灰色或黑色。這是因為在粉末狀時，金屬晶面取向雜亂，晶格排列得不規則，吸收可見光後輻射不出去，所以為黑色。
許多金屬在光的照射下能放出電子。有一些能在短波輻射照射下放出電氣這種現象稱為光電效應。另一些在加熱到高溫時能放出電子，這種現象稱為熱電現象。
2.金屬的導電性和導熱性
根據金屬鍵的概念，所有金屬中都有自由電子，在沒有外加電場作用時，自由電子沒有一定運動方向，因此沒有定向電流產生。當金屬導線接到電源的正、負兩極時，有了電勢差、自由電子便沿著導線由負極移向正極，形成電流。這就顯示出導電性。這與電解質的水溶液或熔融鹽的導電原因是不同的，離子導電在兩極上會發生化學反應。
3.金屬的延展性
金屬的延性，可以抽成絲。如最細的白金直徑不過1/5000mm。
金屬的展性，可以壓成薄片。如最薄的金箔，只有1/10000mm厚。
4.金屬的密度
鋰、鈉、鉀比水輕，大多數金屬密度較大。
5.金屬的硬度
金屬的硬度一般較低大，但它們之間有很大的差別較大。有的堅硬如鉻、鎢等。有些軟可用小刀切割如鈉、鉀。
6.金屬的熔點
金屬的熔點一般較高，但高低差別較大。最難熔的是鎢，最易熔的是汞，銫和鎵。汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。
(一)金屬與非金屬反應
位於金屬活動順序表前面的一些金屬很與氧化合形成氧化物，鈉、鉀的氧化很快，銣、銫會發生自燃。位於金屬活動順序表後面的一些金屬，如銅、汞等必須在加熱情況下才能與氧化合，而銀、金即使在熾熱的情況下也很難與氧等非金屬化合。如鋁、鉻形成緻密的氧化膜，防止金屬繼續被氧化，即鈍化。在空氣中鐵錶面生成的氧化物結構疏鬆，因此，鐵在空氣中易被腐蝕。
(二)金屬與水、酸的反應
在常溫下純水的[H + ] = 10 − 7mol·L − 1，其
=-0.41V。因此,φ0<-0.41V的金屬都可能與水反應。
鈉、鉀與水劇烈反應。鈣與水的作用比較緩和，鎂只能與沸水起反應，鐵則須在熾熱的狀態下與水蒸氣發生反應。如鎂等與水反應生成的氫氧化物不溶於水,覆蓋在金屬錶面,在常溫時使反應難於繼續進行。
一般φ0<0 的金屬都可以與非氧化性酸反應放出氫氣。有一些金屬“鈍化”。如鉛與硫酸反應生成難溶物。φ0>0 的金屬一般不容易被酸中的氫離子氧化，只能被氧化性的酸氧化，或在氧化劑的存在下，與非氧化性酸反應。如銅不和稀鹽酸反應，而能與硝酸反應。
(三)金屬與鹼反應
金屬除了少數顯兩性以外，一般都不與鹼起作用。鋅、鋁與強鹼反應，生成氫和鋅酸鹽或鋁酸鹽，反應如下：
Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4] + H2
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4] + 3H2
鈹、鎵、銦、錫等也能與強鹼反應。
(四)金屬與配位劑的作用
由於配合物的形成，改變了金屬的φ0值，從而影響元素的性質。如銅不能從水中置換出氫氣，但在適當配位劑存在時，反應就能夠進行：
2Cu+2H2O + 4CN − ===2[Cu(CN)2] − + 2OH − + H2
如有氧參加，這類反應更易進行。
4M+2H2O + 8CN − + O2 = 4[M(CN)2] − + 4OH − (M=Cu,Ag,Au)
這個反應是從礦石中提煉銀和金的基本反應。王水與金、鉑的反應都與形成配合物有關。
在這些反應中，金屬都是還原劑，但是也有例外。例如，除了鹵素以外，金的電子親和勢比任何其它元素都要高，故可以制得含Au − 的化合物，CsAu是一個含Au − 的離子化合物。
