初中化學(xué)化學(xué)金屬和金屬材料課件

化學(xué)金屬和金屬材料歡迎來(lái)到化學(xué)金屬和金屬材料的精彩世界。本課程將帶您深入了解金屬的特性、類型及其在現(xiàn)代社會(huì)中的重要應(yīng)用。by金屬的特點(diǎn)光澤金屬表面具有獨(dú)特的光澤，能反射光線。導(dǎo)電性金屬是優(yōu)良的導(dǎo)體，可以自由傳導(dǎo)電子。延展性金屬可以被拉伸成絲或壓成薄片。可塑性金屬可以通過(guò)加工改變形狀而不破碎。金屬的類型和性質(zhì)堿金屬如鈉、鉀，化學(xué)性質(zhì)活潑，密度小。堿土金屬如鎂、鈣，反應(yīng)活性較強(qiáng)，硬度增加。過(guò)渡金屬如鐵、銅，硬度高，熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好。金屬材料的應(yīng)用建筑業(yè)鋼筋混凝土、金屬框架結(jié)構(gòu)。電子工業(yè)導(dǎo)線、電路板、半導(dǎo)體材料。交通運(yùn)輸汽車車身、飛機(jī)機(jī)翼、船舶外殼。常見(jiàn)金屬元素的性質(zhì)元素符號(hào)顏色熔點(diǎn)(°C)鐵Fe銀白色1538銅Cu紅褐色1084鋁Al銀白色660金Au黃色1064金屬的結(jié)構(gòu)和組成1原子核由質(zhì)子和中子組成2電子云圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子3金屬鍵金屬原子間的結(jié)合力4晶體結(jié)構(gòu)金屬原子的規(guī)則排列金屬的原子結(jié)構(gòu)原子核包含質(zhì)子和中子，決定元素種類。內(nèi)層電子緊密圍繞原子核，不參與化學(xué)反應(yīng)。外層電子最外層的價(jià)電子，決定化學(xué)性質(zhì)。金屬的電子構(gòu)型價(jià)電子金屬原子最外層的電子，容易失去形成陽(yáng)離子。自由電子在金屬晶體中可以自由移動(dòng)的電子。電子海金屬中自由電子形成的"海洋"，使金屬導(dǎo)電。金屬的化學(xué)性質(zhì)1氧化性大多數(shù)金屬易被氧化，形成金屬氧化物。2還原性金屬可以還原其他元素的氧化物。3酸堿反應(yīng)許多金屬能與酸反應(yīng)，放出氫氣。4置換反應(yīng)活潑金屬可以置換出不活潑金屬。金屬的物理性質(zhì)金屬光澤表面能反射光線，呈現(xiàn)特有的光澤。良好導(dǎo)電性自由電子使金屬成為優(yōu)良導(dǎo)體?？伤苄詮?qiáng)能被鍛造、拉伸而不破碎。金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)1538鐵的熔點(diǎn)常見(jiàn)金屬中熔點(diǎn)較高。2862鐵的沸點(diǎn)沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于熔點(diǎn)。660鋁的熔點(diǎn)相對(duì)較低，易于加工。金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性導(dǎo)電性自由電子的移動(dòng)使金屬成為良好的導(dǎo)體。銀、銅、金的導(dǎo)電性最佳。導(dǎo)熱性金屬晶格振動(dòng)和自由電子運(yùn)動(dòng)傳遞熱量。銅、鋁是常用的導(dǎo)熱材料。金屬的塑性和硬度1塑性金屬可以通過(guò)外力改變形狀而不破碎。2延展性金屬可以被拉伸成細(xì)絲。3韌性金屬抵抗斷裂的能力。4硬度金屬抵抗變形或壓痕的能力。金屬的化學(xué)反應(yīng)氧化反應(yīng)金屬與氧氣反應(yīng)形成氧化物。置換反應(yīng)活潑金屬置換出不活潑金屬。還原反應(yīng)金屬還原其他元素的氧化物。金屬的腐蝕和防護(hù)1腐蝕原理金屬在環(huán)境中發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致性能下降。2常見(jiàn)腐蝕鐵銹、銅綠、鋁的氧化膜等。3防護(hù)方法涂層保護(hù)、陰極保護(hù)、合金化等。金屬的資源和開(kāi)采露天開(kāi)采適用于靠近地表的礦床，如鐵礦。地下開(kāi)采適用于深層礦藏，如金礦。海底開(kāi)采新興的金屬資源開(kāi)采方式，如錳結(jié)核。金屬的開(kāi)采工藝1勘探地質(zhì)調(diào)查，確定礦藏位置和儲(chǔ)量。2采礦開(kāi)采原礦石，可能包括爆破和挖掘。3選礦分離有用礦物和廢石，提高礦石品位。4冶煉提取純金屬，可能涉及高溫熔煉或化學(xué)處理。金屬材料的性能機(jī)械性能強(qiáng)度、硬度、韌性、疲勞性等。物理性能密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、磁性等?；瘜W(xué)性能耐腐蝕性、耐氧化性、可焊接性等。工藝性能可鑄性、可焊性、可加工性等。金屬材料的制造工藝冶煉從礦石中提取純金屬。鑄造將熔融金屬澆注成型。鍛造通過(guò)壓力使金屬成型。熱處理通過(guò)加熱冷卻改變性能。金屬材料的應(yīng)用領(lǐng)域建筑業(yè)鋼筋、金屬框架、屋頂材料。航空航天輕質(zhì)高強(qiáng)度合金、耐熱材料。電子工業(yè)導(dǎo)線、印刷電路板、半導(dǎo)體。金屬材料的研發(fā)趨勢(shì)納米金屬材料探索納米尺度下的獨(dú)特性能。高熵合金開(kāi)發(fā)新型多元素合金。智能金屬材料研究具有自修復(fù)能力的材料。輕量化金屬開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度低密度材料。鋼鐵材料的性質(zhì)成分主要由鐵和碳組成，含碳量通常不超過(guò)2%。性能強(qiáng)度高、韌性好、可塑性強(qiáng)，是最重要的工程材料。應(yīng)用廣泛用于建筑、機(jī)械、汽車等領(lǐng)域。有色金屬材料的性質(zhì)有色金屬包括鋁、銅、鈦、鎂等。具有密度低、導(dǎo)電性好、耐腐蝕等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電子、航空等高科技領(lǐng)域。貴金屬材料的性質(zhì)19.3金的密度單位為g/cm3，密度大。1064金的熔點(diǎn)單位為°C，熔點(diǎn)較高。962銀的熔點(diǎn)單位為°C，略低于金。特種金屬材料的性質(zhì)形狀記憶合金可在特定溫度下恢復(fù)原形。超導(dǎo)材料在低溫下電阻為零。磁性材料具有強(qiáng)磁性，用于電機(jī)、變壓器等。耐熱合金在高溫下保持強(qiáng)度和抗氧化性。金屬?gòu)?fù)合材料的性質(zhì)1基體金屬作為主要成分2增強(qiáng)相纖維、顆粒等非金屬材料3界面基體和增強(qiáng)相的結(jié)合區(qū)域4綜合性能兼具金屬和非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)金屬薄膜材料的性質(zhì)厚度通常在納米到微米級(jí)別。制備方法主要包括物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積。特性具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。應(yīng)用廣泛用于半導(dǎo)體、光學(xué)鍍膜等領(lǐng)域。金屬材料的環(huán)境影響開(kāi)采影響可能導(dǎo)致生態(tài)破壞和水土流失。生產(chǎn)污染冶煉過(guò)程可能產(chǎn)生有害氣體和廢水?；厥绽媒饘倩厥湛蓽p少環(huán)境負(fù)擔(dān)。金屬材料的節(jié)能減排清潔生產(chǎn)采用先進(jìn)工藝，減少污染物排放。能源效率提高能源利用率，降低能耗。廢料利用回收利用生產(chǎn)廢料，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。金屬材料的回收利用1收集從各種廢棄物中收集金屬材料。2分類根據(jù)金屬種類進(jìn)行分類。3處理清洗、粉碎