金属在元素周期表中的位置及其性质

金属在元素周期表中的位置及其性质

元素周期表是化学领域最具标志性和最有用的工具之一。目前，已知有 118 种元素，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。这些元素根据这些性质进行分类，在元素周期表中通常被命名为金属、非金属和半金属。本文将探讨这些元素的性质、相似之处和不同之处以及其他重要方面。

什么是金属？

金属是可以失去电子并产生阳离子的导体。金属具有高导热性和导电性。它们具有延展性和可锻性，可用作工业金属。它们在室温下是固体。除钠和钾外，它们的熔点和沸点也很高。除这两种金属外，它们的密度也很高。金属的氧化态为正，因为它们具有反应性并且容易失去电子。金属形成离子化合物。

金属在元素周期表中的位置

它们位于元素周期表的左侧和中间。最左侧的金属具有最多的金属特性。

如何在元素周期表中识别金属？

左侧为元素周期表中的金属，右上方为非金属。它们被对角带中的半金属分开。

1至30种元素中的金属有哪些？

1-30元素中的金属如下：

前20种元素中哪些是半金属？

原子数 金属制品 符号
5 硼 B
14 硅 Si
32 锗 Ge
33 砷 As
51 锑 Sb
52 碲 Te
84 钋 Po
85 砹 At

元素周期表中的金属类型

根据化学性质和物理性质，金属进一步分为以下类型

碱金属（第 1 组）

碱金属位于第 1 至第 7 周期。这些是锂、钠、钾、铷、铯和钫。它们具有相应的 [惰性气体] ns1 电子结构。碱是指金属氢氧化物的碱性。当碱金属与水反应时，它们会形成碱，这是一种强碱，可以中和酸。

碱土金属（第 2 组）

这是 6 种化学元素。铍、镁、钙、锶、钡和镭。它们是热和电的良好导体。它们通常具有灰白色光泽外观。它们是族中最重的元素。它们的熔点和沸点高于碱金属。

过渡金属（3-12 组）

过渡金属的最外层有氧化态或价电子。这些电子可以很容易地与其他价电子或氧化态形成化学键，如氯化钠 (NaCl)。它们坚硬、坚固，外观有光泽。它们的熔点和沸点也很高。它们也是热和电的良好导体。

其他金属

铝和钛等过渡金属具有广泛的应用，是工业金属。它们可用作石油和聚合物工业中的催化剂。催化剂有两种类型：均相（溶解在溶液中）和非均相（不溶于溶液中）。

镧系元素：稀土金属

这些元素是 15 种元素的家族，原子序数从 57 到 71，仅次于镧元素。这些元素均发现于一种名为钆钇矿的矿石中。镧系元素是稀土金属，位于第 6 周期。

锕系元素：放射性金属

锕系元素是原子序数为14-89的103种元素族。它们放射性强，原子核不稳定。它们可以衰变成其他元素和其他粒子。

金属的性质

下面讨论金属的物理和化学性质

物理性能

金属的物理性质如下：

• 具有光泽和闪亮的外观
• 热和电的良好导体，用作工业金属
• 熔点、沸点高，密度
• 它们相对柔软、有延展性且易锻造
• 除汞外，这些物质在室温下都是固体
• 它们是致密的、固体的和不透明的

化学性质

金属的化学性质如下：

• 这些具有腐蚀性
• 容易失去电子
• 它们以离子键结合并形成离子化合物
• 通常含有碱性氧化物
• 具有低电负性
• 这些都是很好的还原剂

金属腐蚀的原因及预防方法

腐蚀通常发生在金属表面原子被氧化时。这会损坏整个表面。金属具有高反应性，很容易失去电子形成离子化合物。这就是它们具有腐蚀性的原因。它们将电子丢失给氧气、空气或水。氧气是一种还原剂，因此它会氧化金属。可以通过涂漆、涂油、镀锌、电镀、合金化和牺牲涂层来防止工业金属腐蚀。

金属的反应性

金属的反应性并不是都一样的，它随着元素周期表的走向而变化。

为什么反应性随着组数的增加而增加？

第 1 组的反应性最低，越往下反应性越高。这是因为原子的尺寸越大。最外层电子远离原子核，吸引力变弱。因此，元素中的电子很容易丢失，形成位于该组下方的离子化合物。

金属反应性系列

金属反应性序列是元素按其反应性从大到小的顺序排列。它也被称为金属活性序列。金属按反应性序列排列为 Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Ag > Au。

哪些金属的活性最低？

反应性最低的金属是金、铂、银、钯、锇和银。

金属化合物和离子键

金属具有离子键。它是金属和非金属之间存在的静电吸引力。金属是氧化状态下带正电的离子，例如钠（Na+）而非金属则带有负电荷离子，如氯离子（Cl-）。它们形成离子化合物。金属因失去电子而变得离子稳定，所以带正电。

金属中的电负性及其对键合的影响

电负性定义了原子吸引电子向自身移动的趋势。它衡量了键中两个原子之间共享电子的分布。如果原子能够在键中强烈吸引电子，则电负性会变得更大。

准金属：性质及其在元素周期表中的作用

半金属是元素周期表中的 7 种元素。它们以对角线形式排列在金属和非金属之间。它们是硼、硅、锗、锑、砷、碲和钋。半金属或准金属在物理上看起来像金属，但易碎。它们也是温和的导体。这些元素的化学行为与非金属相似。

合金：结合金属以改善性能

合金化是将两种或多种金属与金属或非金属结合的过程。它创造了具有两种元素特性的新材料。合金化改变了元素的化学和物理特性，提高了其强度、耐腐蚀性和其他机械性能。

金属与非金属：主要区别

金属与非金属的主要区别为：