金屬通論ppt課件(留存版)

　　

【正文】 素決定的典型金屬間化合物外 ， 還有許多金屬間化合物 ， 其結構由兩個或多個因素決定 ， 稱之為復雜化合物 。 三 、 金屬玻璃： 將某些金屬熔融 ， 以極快的速度驟冷 ， 如冷卻速度大于105K／ S， 則得到一種新的金屬材料 ， 無序狀態被凍結類似于 “ 玻璃 ” 。不同類型固溶體中原子排列情況示于 圖 。 最重的為：鋨 Os() Ir（ ） Pt（ ） W（ ） Au（ ） 最輕的為 Li （ ） 無機化學 金屬的化學性質 金屬最主要的共同性質都易失去最外層的電子變成金屬離子 ， 因而表現出較強的還原性 。 金屬熔化時各金屬原子間的金屬鍵沒有被破壞 ， 只是原子間的距離略有增大 （ 指典型金屬 ） ， 原子可以遠距離相對移動而已 ， 液態金屬變為氣態時 ， 金屬鍵完全被破壞 ， 分離成單個原子 （ 堿金屬中有少量 M2分子 ） ， 因此金屬的蒸發熱一般比熔化熱大得多 ， 往往相差幾十倍 ， 例如 Na熔化熱 kJ 個別特殊：Au黃色 Cu：赤紅色 Bi：淡紅色 Cs淡黃色 Pb灰藍色 晶體中外層 d電子能吸收藍紫色的短波長的光 光電效應：光照射放出電子 熱電現象：加熱高溫放出電子 影響因素：溫度 、 密度 、 表面光潔程度 半導體金屬 大多為灰色 。 根據這個原則 ,從艾林罕姆圖可以排列出常見還原劑在1073K的相對強弱次序： Ca＞ Mg＞ A1＞ Ti＞ Si＞ Mn＞ Na…… 同理 , 常見氧化劑在 1073K的強弱次序 : HgO＞ Ag2O＞ Fe2O3＞ Cu2O＞ NiO＞ Fe3O4＞ CoO 無機化學 根據艾林罕姆圖可以選擇金屬氧化物還原方法，亦即在本章開始時介紹的金屬提取的一般方法的依據。 由圖可知約在773K以上 Hg就不被氧所氧化 ， 而 HgO只需稍微加熱 ，超過 773K就可以分解得到金屬 。 而具很大生成熱的氧化物 ， 例如 ， 氧化鋁 、 氧化鎂等 ， 基本上不能被氫還原成金屬 。如以原子百分數表示，則稱為“ 原子克拉克值 ” 。 無機化學 輕有色金屬：一般密度在 選礦的方法 ：根據礦石的顏色、光澤、形狀等不同的特征可進行簡單的手選，利用礦石中有用成分與脈石的密度、磁性、粘度、熔點等性質的不同，可以采用不同的方法選礦， 常用的選礦法有水選法、磁選法和浮選法 等。 Ellingham(艾林罕姆 )在 1944年首先將 氧化物的標準生成自由能 對 溫度 作圖 (以后又對硫化物 、 氯化物 、 氟化物等作類似的圖形 )， 用以幫助人們： ① 判斷哪種氧化物更穩定 ② 比較還原劑的強弱 ③ 估計還原反應進行的溫度條件 ④ 選擇還原方法 ,選擇合適的還原劑 以消耗 1molO2生成氧化物的過程的自由能變作為標準來進行比較 由于 Δ G＝ ΔH － TΔS ΔH 、 ΔS 隨 T變化不大 ,假定ΔH 、 ΔS 為定值 ， 則 ΔG 對個作圖便可得到一條直線 ,P637圖就為氧化物的自由能圖 ,圖中 ΔH 是截距 ,ΔS 為斜率 , 此圖是 1944年 Ellingham第一次將此作出 ,∴ 亦稱 Ellingham圖 。 再如： C還原 SiO2的溫度范圍 。 只有少數幾種氧化物如 Cu2O、CoO、 NiO等可被 H2還原 。 在 25℃ 時常見金屬的導電率為： 導熱性同導電性 超導性：臨界溫度 p642 Ag Cu Au Al Mg Na Zn Ni K Co Fe 49 40 25 23 16 15 電導率／ Ω 用它的升華熱衡量 。 溶質原子在固溶體中的分布可以是隨機的 ， 即呈統計分布；也可以是部分有序或完全有序 ， 在完全有序固溶體中 ， 異類原子趨于相鄰 ， 這種結構亦稱為超點陣或超結構 。 在此轉變溫度以上將其軋制成欲記憶的材料 ， 然后將其冷卻到溫度以下 ， 改變形狀 到使用時 ， 只要溫度恢復形狀也恢復 。 這種現象為 “ 形狀記憶效應 。 例：鋰合金 鈹合金 （ 核時代金屬 、 宇宙時代金屬 ） … 合金比純金屬更具有實際意義 ∵ 性能更優良 類型： 低共熔混合物： 熔點低 P區金屬 兩種金屬非均勻混合物 例焊錫 63％ Sn 37%Pb熔點 456 無機化學 金屬固熔體： 當金屬的晶體結構保持溶劑組元的晶體結構時 ， 這種合金稱為一次固溶體或端際固溶體 ， 簡稱為 固溶體 。 同族 S、P區金屬元素自上主下熔點升高故高熔點金屬 W、 Re等集中第三過渡系 。 純金屬的導電性較好 ， 溫度上升離子振動加快 ， 排到有序度減小 。 CO也是一種還原劑 (CO→ CO2)， 由艾林罕姆圖可見 ， 與 C相比 ， 在大約 1000K以下CO還原能力比 C強 ， 大于 1000K則是 C的還原能力比 CO強 。高于此溫度 , 2C+O2 =2CO的反應傾向大，低于此溫度， 2CO+O2=2CO2的反應傾向更大。 三 、 金屬還原過程的熱力學 從 熱力學的角度 ， 應用自由能變 △ Gθ 可以判斷某一金屬從其化合物中還原出來的難易 ， 以及如何選擇還原劑等問題 。6SiO2） 礦石俗名 ? 工業上能用來提煉金屬的礦物稱為 礦石 。 學習重點 : Ellinghan圖的原理、分析和應用 學習難點 : Ellinghan圖的原理、分析和應用 第 19章 金屬通論 無機化學 191 概 述 一 、 元素分類： ,集中存在分散 ,發現遲早 ,提取難易 ,應用情況 分為普通元素和稀有元素； 按金屬性 分為 金屬和非金屬 。6H2O） 含氧酸鹽 菱鎂礦 MgCO3 方解石 CaCO3 硫酸鹽 重晶石 BaSO4 石膏 CaSO4 ? 鈣、鎂一般 不和各種金屬生成合金 ，因此可用作鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭等氧化物的還原劑。 氧化物角度 ? 3． 圖中 C+O2=CO2的 Δ rS? ≈0, 反應 2C+O2= 2CO的 Δ rS ? 0。所以對這些 不活潑的金屬氧化物就可以采用氧化物的熱分解法來獲得金屬 。 過渡金屬導電率較弱 。 但可以肯定金屬晶體內自由電子數目增多 ,其熔點 ， 沸點升高 . 無機化學 d區元素有