无机化学课件——金属通论

第十六章 金属通论 第一节 概述 §1-1 地壳的组成

大气圈Atmosphere 0.03% 水 圈Hydrophere 6.91%

岩石圈(16Km)以下Lithosphere 93.06%

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大气层-结构

大气层地题图

大气是指包围在地球表面并随地球旋转的空气层。它不仅是维持生物因中生命所必需的，而且参与地球表面的各种过程，如水循环、化学和物理风化、陆地上和海洋中的光合作用及腐败作用等，各种波动、流动和海洋化学也都与大气活动有关。

地表大气平均压力为1个大气压，相当于每平方厘米地球表面包围1034g空气。地球总表面积为510100934平方公里，所以大气总质量约为5.2×1015吨，相当于地球质量的10-6倍。大气随高度的增加而逐渐稀薄，50%的质量集中在30km以下的范围内。高度100km以上，空气的质量仅是整个大气圈质量的百万分之一。按气温垂直分布对大气分层（热分层），可以分为以下几层： 对流层

对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为16-18km；在中纬度地区为l0-12km，两极附近为8-9km。夏季较厚，冬季较薄。 这一层的显著特点：—是气温随高度升高而递减，大约每上升100 m，温度降低0．6。C。内于贴近地面的空气受地面发射出来的热量的影响而膨胀上升，上面冷空气下降，故在垂直方向上形成强烈的对流，对流层也正是因此而得名；二是密度大，大气总质量的3／4以上集中在此层。在对流层中，因受地表的影响不同，又可分为两层。在l-2km以下，受地表的机械、热力作用强烈，通称摩擦层，或边界层，亦称低层大气，排人大气的污染物绝大部分活动在此层。在1-2公里以上，受地表影响变小，称为自由大气层，主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层。对流层和人类的关系最密切。

平流层

穿越大气层

从对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流层下层，即30—35knl以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在30—35km以上，温度随高度升高而升高。

平流层的特点：一是空气没有对流运动，平流运动占显著优势；二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；三是在高约15—35km范围内，有厚约20km的—层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。 中间层

从平流层顶到80km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降低。 热层

从80km到约500km称为热层。这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。 逃逸层

热层以上的大气层称为逃逸层。这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大部分分子发生电离；使质子的含量大大超过中性氢原子的含量。逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同，故又常称为外大气层。由于空气受地心引力极小，气体及微粒可以从这层飞出地球致力场进入太空。逃逸层是地球大气的最外层，该层的上界在哪里还没有一致的看法。实际上地球大气与星际空间并没有截然的界限。逃逸层的温度随高度增加而略有增加。

其中：P的存在（硅酸盐中） P矿中国较少

Mn：Mn结核 分类：

轻有色金属 ρ<4.5 Al Mg Na K

Ca Sr Ba

重有色金属 ρ>4.5 Cu Ni Pb Zn

Co Sn Hg Cd Bi

贵金属 Au + Ag + Pt族

准金属 Si Se Te B As

稀有金属 其它含量少，不易开采的 黑色金属：Fe Cr Mn

实际上：B Au 含量也很少，但B矿集中。Au发现早所以不为稀有元素

第二节 物理化学性质 §2-1 升华热 ΔH Mn Zn Cd Hg Ar 原子序数

S

§2-2 物理性质 （叫同学回答） 1．金属光泽 自由电子 （∴粉末状为黑色） 2．导电、导热性 自由电子 3．超导 La Sr CuO 4．延展性

§2-3 化学性质 （提问） 一、 与非金属反应 二、 与H+、水反应

三、 与NaOH反应

以上的加上Be Zn

四、 与配体反应

第三节 金属的提炼

§3-1 金属的提炼 富集 冶炼

精练 （投影） 一、热分解法 对投影的解释：

（1） 以卤化物、含氧酸盐存在，电解还原法制备其单质

（2） 以氧化物或含氧酸盐存在，电解还原法或化学还原法制备其单质

（3） 主要以硫化物形态存在，先在空气中氧化成氧化物，而后还原成单质

（4） 以单质存在于自然界

（5） 以阴离子存在，有些以单质存在于自然界

问题：为什么一些金属以氧化物形式存在，而另一些金属以硫化物形式存在？ 热分解法适用于不活泼金属Hg

二、热还原法 C CO H2 活泼金属 1．CO SnO2 + 2CO Sn + 2CO2↑

电炉

MgO + C 2300K Mg + CO↑ (书P664图) P671；14题

a. 碳酸盐ZnCO3 + C Zn + CO↑ b. 硫化物2PbS + O2 2PbO + SO2↑

PbO + C Pb + CO↑

2．H2 （用C便宜，但不纯）

2H2 + O2 2H2O 可以看出 ΔS>0∴ 温度越高，越不利

eg . MgO + H2 H2O + Mg 不象C一样可以反应

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