1.  金属单质的物理性质
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在迄今已发现的 109 种化学元素中，有 87 种属于金属元素，其余的为非金属元素。金属单质一般具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性， 而非金属单质则不然，但位于周期表 p 区中硼－硅－砷－碲－砹这一对角线附近的一些元素的性质介于金属元素和非金属元素之间。各种金属单质的性质有所差异，它们无不与各金属元素的原子结构以及晶体结构有关；若将金属单质的各种性质变化与周期系相联系，毕竟还是有着某些规律的。

熔点、沸点和硬度

在图 6.1、图 6.2 和图 6.3 中分别列出了一些单质的熔点、沸点和硬度的数据。

从图 6.1 中可以看出，熔点较高的金属单质集中在第Ⅵ副族附近；钨的熔点为 3410℃，是熔点最高的金属。第Ⅵ副族的两侧向左和向右，单质的熔点趋于降低；汞的熔点为-38.842℃，是常温下唯一为液态的金属，铯的熔点也仅 28.40℃，低于人体温度。

金属单质的沸点变化(见图 6.2)大致与熔点变化是平行的，钨也是沸点最高的金属。金属单质的硬度数据不全，但自图 6.3 中仍可看出，硬度较大的也位于第Ⅵ副族附近，铬是硬度最大的金属(莫氏硬度为 9.0)，而位于第Ⅵ副族两侧的单质的硬度趋于减小。

金属单质的密度也存在着较有规律性的变化，一般说来，各周期中开始的元素，其单质的密度较小，而后面的密度增大。

在工程上，可按金属的这些物理性质不同来划分金属。例如，一般将密

度小于 5g·cm-3 的称为轻金属①，它们包括元素周期表中的 s 区(镭除外)金属以及钪、钇、钛和铝等。密度大于 5g·cm-3 的其他金属则称为重金属。按金属的熔点高低来划分，则有高熔点金属和低熔点金属。低熔点轻金属多集中在 s 区，低熔点重金属多集中在第Ⅱ副族以及 p 区，而高熔点重金属则多集中在 d 区。通常所说的耐高温金属就是指熔点等于或高于铬的熔

点(1857℃)的金属。

一般说来，固态金属单质都属于金属晶体，排列在格点上的金属原子或金属正离子依靠金属键结合构成晶体；金属键的键能较大，可与离子键或共价键的键能相当。但对于不同金属，金属键的强度仍有较大的差别，这与金属的原子半径、能参加成键的价电子数以及核对外层电子的作用力等有关。每一周期开始的碱金属的原子半径是同周期中最大的(见图 5.11)，价电子又最少，因而金属键较弱，所需的熔化热小，熔点低。除锂外，钠、钾、铷、铯的熔点都在 100℃以下。它们的硬度和密度也都较小。从第Ⅱ主族的碱土金属开始向右进入 d 区的副族金属，由于原子半径的逐渐减小，参与成键的价电子数的逐渐增加(d 区元素原子的次外层 d 电子也有可能作为价电子)以及原子核对外层电子作用力的逐渐增强，金属键的键能将逐渐增大，因而熔点、沸点等也逐渐增高。第Ⅵ副族原子未成对的最外层 s 电子和次外层 d 电子的数目较多，可参与成键，又由于原子半径较小，所以这些元素单质的熔点、沸点最高。第Ⅶ副族以后，未成对的 d 电子数又逐渐减小，因而金属单质的熔点、沸点又逐渐降低。部分 ds 区及 P 区的金属，其晶体类型有从金属晶体向分子晶体过渡的趋向，这些金属的熔点较低。