¿Cuál es la definición de metal?
(l) Desde el punto de vista de la estructura atómica, el número de electrones más externos de los elementos metálicos es menor, generalmente menor que 4; sin embargo, los elementos no metálicos hay más electrones en la capa más externa de un átomo, generalmente más de 4.
(2) Desde la perspectiva de las propiedades químicas, los átomos de los elementos metálicos pierden electrones fácilmente durante las reacciones químicas, exhiben propiedades reductoras y, a menudo, se utilizan como agentes reductores. Los átomos de elementos no metálicos pueden obtener electrones fácilmente durante reacciones químicas, que se manifiestan como oxidación, y a menudo se utilizan como oxidantes.
(3) Desde la perspectiva de las propiedades físicas, los metales y los no metales tienen muchas diferencias, principalmente:
① En términos generales, los elementos metálicos tienen brillo metálico y la mayoría de los metales. blanco plateado; los elementos no metálicos generalmente no tienen brillo metálico y vienen en varios colores.
(2) A excepción del mercurio, los metales son líquidos a temperatura ambiente y otros metales son sólidos a temperatura ambiente; los elementos no metálicos son en su mayoría gaseosos a temperatura ambiente y algunos son líquidos o sólidos.
En general, los metales tienen densidades y puntos de fusión más altos; en cambio, los no metales tienen densidades y puntos de fusión más bajos.
(4) La mayoría de los metales son dúctiles y pueden conducir calor y electricidad; en cambio, los no metales no son dúctiles y no pueden conducir calor ni electricidad.
Debe quedar claro que las diferencias anteriores son "situaciones generales" o "la mayoría de las situaciones" y no son absolutas. De hecho, no existe una frontera absoluta entre metales y no metales, ni sus propiedades están completamente separadas. Algunos no metales tienen las propiedades de algunos metales. Por ejemplo, el grafito no es un metal, pero tiene un brillo metálico gris negruzco. Es un buen conductor de la electricidad y puede utilizarse como agente reductor en reacciones químicas. Otro ejemplo es el silicio, que no es metal pero también tiene un brillo metálico. El silicio no es ni conductor ni aislante, sino un semiconductor. También hay algunos metales que tienen propiedades no metálicas, como el antimonio. Aunque es un metal, es muy frágil. El antimonio gris tiene un punto de fusión bajo y es fácilmente volátil. , son todas propiedades no metálicas. La estructura atómica de los elementos metálicos se caracteriza por una pequeña cantidad de electrones en la capa más externa, generalmente de 1 a 3, que se pierden fácilmente durante las reacciones químicas, lo que convierte a la segunda capa externa en la capa más externa, que generalmente alcanza una estructura estable de 8 electrones. Esta característica de la estructura atómica determina las propiedades del metal.
Propiedades físicas: el metal tiene un brillo metálico, es opaco, es fácil de conducir el calor, conduce la electricidad y puede formar filamentos, extenderse en láminas delgadas y moldearse en varias formas. Cuando muchos metales (en estado libre y en estado combinado) se queman en una llama, la llama mostrará un color especial, en función del cual se puede juzgar la presencia de un determinado metal o ion metálico. Por ejemplo, el sodio es amarillo, el potasio es violeta claro (visto a través de un vidrio azul cobalto), el calcio es rojo ladrillo y el cobre es verde. Los metales también tienen diferentes densidades, puntos de fusión, dureza, etc. Por ejemplo, el litio Li tiene la densidad más baja (solo 0,534 g/cm3, 20 °C), el punto de fusión del mercurio Hg es el más bajo -38,87 °C y el punto de fusión del tungsteno llega a 3370 °C.
Propiedades químicas: Cuando los metales se combinan con la oxidación, se forman óxidos metálicos. Cuando se combinan metales activos (como K, Ca, Na) con no metales activos (como F, O, Cl, etc.). ), los átomos metálicos pierden electrones y se convierten en cationes, los átomos no metálicos ganan electrones y se convierten en aniones, y los aniones y cationes forman compuestos iónicos mediante interacción electrostática. Como NaCl, MgO, etc. Las reacciones de desplazamiento de metales con soluciones ácidas y salinas siguen el orden de actividad del metal. Es decir, el metal antes del hidrógeno en la secuencia activa del metal reacciona con ácidos no oxidantes tales como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico diluido y ácido fosfórico para producir hidrógeno. Durante la reacción, los átomos del metal pierden electrones y se convierten en cationes, los iones de hidrógeno H en el ácido ganan electrones y se convierten en átomos de hidrógeno, y los átomos de hidrógeno se combinan para formar H2 y se liberan. En la reacción de sustitución entre metales y soluciones salinas, los metales al frente de la secuencia de actividad metálica pueden desplazar a los metales al final de sus soluciones salinas. Durante la reacción, los átomos del metal del frente pierden electrones y se convierten en cationes, los iones del metal de detrás ganan electrones y se convierten en átomos, y varios átomos se juntan para formar un precipitado metálico. Por ejemplo:
Fe H2SO4=FeSO4 H2 ↑
Sulfato de hierro y cobre = sulfato ferroso de cobre
Hasta ahora se han descubierto más de 80 tipos de elementos metálicos.
Los metales se utilizan ampliamente y se clasifican de diferentes maneras. Se dividen en metales ligeros y metales pesados según su densidad. Los que tienen una densidad inferior a 4,5 g/cm 3 se denominan metales ligeros, como KCa, Na, Mg, Al, etc. Los que tienen una densidad superior a 4,5 g/cm3 se denominan metales pesados, como el cobre, el níquel y el plomo. Los metales se pueden dividir en metales activos y metales inactivos según su actividad. El hierro, el hierro, el cromo y el manganeso suelen denominarse metales ferrosos en la industria metalúrgica, y el resto se denominan metales no ferrosos. Además, los metales se dividen en metales comunes como el hierro y el aluminio y metales raros como el circonio, el hafnio, el niobio, el molibdeno y el molibdeno.
De los 109 elementos no metálicos descubiertos hasta el momento, 16 son elementos no metálicos. La estructura atómica de los elementos no metálicos se caracteriza por tener entre 4 y 7 electrones en la capa más externa (1 para el hidrógeno y 3 para el boro), por lo que es fácil combinar electrones en reacciones químicas para lograr una estructura relativamente estable de 8 electrones. Las sustancias simples compuestas de elementos no metálicos se denominan no metales. Los no metales generalmente no tienen brillo metálico y no son fáciles de conducir el calor y la electricidad (excepto el grafito). A temperatura ambiente, son sólidos (como C, S, P, B, Si), líquidos (como el bromo Br2) o gaseosos (como H2, O2, N2, F2, Cl2), generalmente quebradizos (refiriéndose a los sólidos). ), densidad Baja. Las propiedades químicas de los no metales son: reaccionan fácilmente con el oxígeno para formar óxidos no metálicos. La mayoría de los óxidos no metálicos son óxidos ácidos y sus hidratos correspondientes son ácidos, como S-SO2-H2SO4. Los elementos no metálicos se combinan para formar compuestos de valencia como HCl y CO2. Los no metales reactivos se combinan con metales reactivos para formar compuestos iónicos, como el cloruro de calcio. Los no metales reaccionan con el hidrógeno para generar hidruros gaseosos, como cloruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno gaseoso, vapor de agua, etc.
No existe una frontera absoluta entre los no metales y los metales. Por ejemplo, el silicio tiene propiedades tanto metálicas como no metálicas.