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閱讀與思考金屬的分類金屬通常可分為兩大類:黑色金屬和有色金屬。其中黑色金屬是指鐵、鉻、錳;有色金屬是指除黑色金屬以外的其他所有金屬。有色金屬還可以根據密度差異分為輕金屬和重金屬。金屬單質晶體密度小于5g/cm3的為輕金屬;金屬單質晶體密度大于5g/cm3的為重金屬。
有色金屬也可以根據其價格或在自然界中的含量、分布等因素,分為貴金屬或稀有金屬。貴金屬指價格比較昂貴的金屬,包括金、銀、釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑等。稀有金屬,通常是指在地殼中含量比較少、比較分散、提取較為困難或研究應用較晚的金屬,包括鍍、鉬、鉭、鈮、鈦、鉿、釩、鎵、錸、錮、鉈、鍺以及稀土元素和人造超鈾元素等。
金屬王國的冠軍密度最小的金屬——鋰。密度為0.534g/cm3。
密度最大的金屬——鋨。密度是鋰的42倍。
硬度最大的金屬——鉻。
熔點最高的金屬——鎢。其熔點為3410℃,常作為燈絲。
熔點最低的金屬——汞。其熔點為-39.3℃,常溫下為液態(tài)。
導電能力最強的金屬——銀。若汞的導電能力為1,則銀的導電能力為59。
延性最好的金屬——鉑。最細的鉑絲直徑只有0.0002mm,大約是頭發(fā)直徑的1/400。
展性最好的金屬——金。最薄的金箔厚度只有0.0001mm。
地殼中含量最多的金屬——鋁。占地殼總量的7.73%。
海水中儲藏量最大的放射性金屬——鈾。
最易應用的超導元素——鈮。
最能吸收氣體的金屬——鈀。
光照下最易產生電流的金屬——銫。
目前產量最大的金屬——鐵。目前,我國鋼鐵年產量超過9億噸,居世界第一。
與人體骨骼相容性最好的金屬——鈦。被科學家稱為“21世紀的金屬”。
價格最高的金屬——锎。1975年,1g锎的價格約為10億美元。
金屬與人類文明在迄今發(fā)現的100多種元素中,金屬元素有80余種。金屬有共性也有其各自的特性,正因為如此,金屬才能在不同的情形下發(fā)揮各自不可替代的作用,為人類文明生活增添色彩。
從人類發(fā)展的進程來看,金屬的使用不算太早,但從大量使用金屬開始,人類文明就進入了一個嶄新的時代。
雖然,金屬元素種類較多、存在較廣,但是,它們大多以化合物的形式存在,以單質存在的很少。人們可能偶然地發(fā)現了天然金塊、銀塊,甚至是銅塊(天然的比較少,目前發(fā)現最重的一塊天然純銅約(420t);也有可能發(fā)現了金屬隕石,如鐵隕石等;還有可能在含有金屬礦石的石頭上生火時發(fā)現了金屬,如錫石(主要成分是二氧化錫)被火燒時可能被碳還原成錫,或在漂亮的孔雀石等銅礦上長期生火,在其灰燼中發(fā)現金屬銅。這些金屬擦拭后,在陽光下閃閃發(fā)光,有的像石頭一樣堅硬,但敲擊后又可以隨心所欲地改變形狀,不像石頭那樣易碎,熔化后倒進模子里能凝固成理想形狀。人們在驚異它們的特性的同時,就用它們做裝飾品或工具。
在古代,當金屬的產量極少時,它的首要用途可能就是做裝飾品。以至于到了19世紀初,鋁還是一種貴重的裝飾品。除此以外,金屬的最早用途就是充當貨幣,這是由于它們既稀有、美觀,又不易因日久而變形。金、銀、銅、鐵都曾起過這種作用。
直到古人發(fā)現金屬的另一些特性,如能打造比石塊更鋒利的刀刃時,金屬成了一種做工具的材料。
人類最早使用的是純銅,它是紫紅色的,俗稱紫銅、赤銅或紅銅,故使用紅銅的時代又稱“紅銅時代”,它比5000年前的“青銅器時代”還要早。人類3000年前就進入了“鐵器時代”,直到20世紀鋁合金才成為僅次于鐵的金屬材料。
人類在生產紅銅時,可能無意中發(fā)現銅中熔有錫時,其熔點反而降低了,且更重要的是硬度增大了許多,可以制造兵器和各種工具,因此含有錫的銅得到了廣泛的應用,這就是人類文明進入的第一個合金時代——“青銅器時代”。
人類認識鐵不比銅晚,但很長一段時間內,隕石是鐵的唯一來源。直到人類掌握了從礦石中冶煉鐵的技術,開始大規(guī)模煉鐵并澆鑄鐵器,以及學會控制鐵中的碳的比例而獲得鋼,鐵才充分顯示出強大的作用。直至今日,仍然可以說是在鋼鐵時代,但其含義只是說明鐵的產量比其他任何一種金屬都更大一些而已。
鋁雖是地球上含量最大的金屬元素,但是天然鋁極為罕見。1953年,江蘇宜興發(fā)掘的晉代明將周處(死于公元297年)的墓穴中發(fā)現了含鋁85%的鋁合金,后來認為可能是天然鋁做的裝飾品。1978年,蘇聯科學家在西伯利亞發(fā)現天然鋁,含量高達98%,1983年4月,我國廣西某花崗巖層中又發(fā)現了天然鋁,它與石英共生,排除了外界帶入的可能,它含鋁96.47%、合銅1.538%,還有其他微量元素硅、鎂、鐵等。由于鋁的化學性質比較活潑,用一般的還原劑方法很難制得,直到電解法制鋁的技術發(fā)明后,才逐步使鋁告別首飾店的柜臺,走進尋常百姓家,同時鋁合金的用途也變得更加廣泛。
第四代金屬當屬鈦,它又稱為“21世紀金屬”。鈦比鋁略重,但比鋼輕一倍,具有良好的可塑性、超凡的韌性、驚人的抗腐蝕性,并在-253~500℃范圍內都能保持高強度,還可以植入人體,不會引起過敏反應且與骨骼密度相仿,等等。由于其性能優(yōu)越,還有“空間金屬”“深海金屬”“親生物金屬”等美名。它在地球上的含量為鐵的1/8,僅次于鉛、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂,而比銅、錫、錳、鋅多得多。相信大規(guī)模生產和使用鈦的時代不遠了!
思考題
1.金屬除了上述分類外,還可以嘗試從其他哪些不同的角度將金屬進行分類?
2.金屬鎢常作為電燈燈絲,那么,你認為作為燈絲的材料通常需要具有哪些理想的特性呢?
3.用純金作紀念幣有何優(yōu)缺點?
4.金屬在自然界的存在那么廣泛,為什么金屬的大量使用卻比較晚呢?某種金屬的大量使用與哪些因素有關?

【答案】見試題解答內容
【解答】
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發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:35引用:0難度:0.9
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