一种物质的分类,要看它的整体性质规律,而不是任何单独一项。金属可以有一个不寻常的性质,仍然是金属;非金属也可以有一个像金属的性质,仍然不是金属。
这类题在周期规律中很常见,因为它考的是你能不能推理,而不只是背清单。
金属的一般规律是什么?
大多数金属具有以下性质,都可以用金属键来解释:
- 能导电、导热,固态时也可以
- 有延展性(malleable、ductile),可以锤打、拉成丝
- 新切开时有光泽
- 熔点和密度一般较高
- 在化合物中形成正离子,氧化物通常呈碱性
非金属一般相反:固态时脆、导电性差,形成负离子或共用电子。
哪些性质是最强的证据?
有两个性质最能可靠地区分金属和非金属:固态时导电,以及延展性。一个固态能导电、又能弯曲而不碎裂的物质是金属。一个脆、只在熔融或溶液中才导电的物质是离子化合物,不是金属。
较弱的证据来自熔点、密度和外观,这些方面的例外是众所周知的。
例题详解
下面的物质是为练习而编的虚构数据。判断每一种是金属还是非金属,并加以解释。
| 物质 | 固态时导电 | 有延展性 | 熔点 | 其他 |
|---|---|---|---|---|
| W | 是 | 是 | 1 085 °C | 有光泽、密度大 |
| X | 是 | 否,脆 | 高于 3 000 °C | 有光滑的层 |
| Y | 是 | 未测试 | −39 °C | 有光泽的液体 |
| Z | 是 | 是,柔软 | 64 °C | 密度小,浮在水面 |
W: 能导电、有延展性、熔点高。是金属,而且很典型。
X: 固态时导电,但脆,有光滑的层。这个规律不支持金属键。是非金属的例外,像石墨一样,层与层之间有离域电子。
Y: 室温下是液体,但能导电、有光泽。一个反常性质,几个像金属的性质。是金属,只是在”固态”这条规则上有例外,和汞一样。
Z: 柔软、熔点低、密度小,但能导电、有延展性。是金属,符合第 I 族的规律。
做法:列出性质,判断哪些是强证据,再解释任何对不上的性质。
这里常犯什么错?
学生只凭一个性质来分类。
错误答案: “X 固态时导电,所以它是金属。”
只凭导电是不够的。石墨能导电,却是非金属。
改正的方法:检查第二个性质。延展性、形成的离子类型或氧化物的行为,通常就能得出结论。同样的思路也能避免相反的错误:“Z 的熔点低,所以它不是金属。”
自我检测
1. 某固体能导电,又硬又脆,被敲击时会碎裂。你能说它是金属吗?
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根据所给证据不能。脆不是金属的性质。它可能是像石墨那样会导电的非金属,所以还需要更多数据。
2. 钠软到可以切开,为什么仍被归为金属?
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它能导电、有延展性、新切面有光泽,并形成 1+ 离子。柔软和熔点低是第 I 族的共同特点,不会改变分类。
3. 写出汞的一个例外性质,以及一个说明它仍是金属的性质。
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例外:它在室温下是液体。证明它是金属:它能导电(或有光泽,或形成正离子)。
下一步
接下来的解读含陌生元素的数据表,会把这种分类习惯用在你没见过的数据上。之后的金属与反应性会把金属这一类别用在置换和提取的题目中。