贵金属的原子和晶体学性质（含金属元素的原子晶体）
本文目录一览：
铝、铜、银的相关性质
元素名称：铝
元素原子量：26.98
原子体积:(立方厘米/摩尔)
10.0
元素类型：金属
原子序数：13
元素符号：Al
元素中文名称：铝
元素在太阳中的含量:(ppm)
60
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00013
元素英文名称：Aluminum
相对原子质量：26.98
地壳中含量：（ppm）
82000
核内质子数：13
核外电子数：13
核电核数：13
氧化态：
Main Al+3
Other Al0, Al+1
质子质量：2.1749E-26
质子相对质量：13.091
所属周期：3
所属族数：IIIA
摩尔质量：27
氢化物：AlH3
氧化物：Al2O3
最高价氧化物化学式：Al2O3
密度：2.702
熔点：660.37
沸点：2467.0
燃点：550摄氏度
热导率: W/(m·K)
237
化学键能： (kJ /mol)
Al-H 285
Al-C 225
Al-O 585
Al-F 665
Al-Cl 498
Al-Al 200
声音在其中的传播速率：（m/S）
5000
电离能 (kJ/ mol)
M - M+ 577.4
M+ - M2+ 1816.6
M2+ - M3+ 2744.6
M3+ - M4+ 11575
M4+ - M5+ 14839
M5+ - M6+ 18376
M6+ - M7+ 23293
M7+ - M8+ 27457
M8+ - M9+ 31857
M9+ - M10+ 38459
莫氏硬度：2.75
外围电子排布：3s2 3p1
核外电子排布：2,8,3
晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数：
a = 404.95 pm
b = 404.95 pm
c = 404.95 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
颜色和状态：银白色金属
原子半径：1.82
常见化合价：+3
发现人：厄斯泰德、韦勒
发现时间和地点：1825 丹麦
元素来源：地壳中含量最丰富的金属,在7%以上
元素用途：可作飞机、车辆、船、舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高电压的电缆。做日用器皿的铝通常称“钢精”、“钢种“
工业制法：电解熔融的氧化铝和冰晶石的混合物
实验室制法：电解熔融的氯化铝
其他化合物：AlCl3-氯化铝 NaAlO2-偏铝酸钠 Al(OH)3-氢氧化铝
扩展介绍：带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音，以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称。
发现人：韦勒 发现年代：1827年
发现过程：
1827年，德国的韦勒把钾和无水氯化铝共热，制得铝。
元素描述：
银白色有光泽金属，密度2.702克/厘米3，熔点660.37℃，沸点2467℃。化合价±3。具有良好的导热性、导电性，和延展性,电离能5.986电子伏特，虽是叫活泼的金属，但在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。例如：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe+795千卡，在高温下铝也同非金属发生反应，亦可溶于酸或碱放出氢气。对水、硫化物，浓硫酸、任何浓度的醋酸，以及一切有机酸类均无作用。
元素来源：
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭市、铝土矿、明矾时，等等。有铝的氧化物与冰晶石（Na3AlF6）共熔电解制得。
元素用途：
铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。其合金质轻而坚韧，是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。纯铝大量用于电缆。广泛用来制作日用器皿。
元素辅助资料：
铝在地壳中的分布量在全部化学元素中仅次于氧和硅，占第三位，在全部金属元素中占第一位。但由于铝的氧化力强，不易被还原，因而它被发现的较晚。
1800年意大利物理学家伏特创建电池后，1808～1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝，但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称，是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。
1825年丹麦化学家奥斯德发表实验制取铝的经过。1827年，德国化学家武勒重复了奥斯德的实验，并不断改进制取铝的方法。1854年，德国化学家德维尔利用钠代替钾还原氯化铝，制得成锭的金属铝。
元素符号： Al 英文名： Aluminum 中文名： 铝
相对原子质量： 26.9815 常见化合价： +3 电负性： 1.61
外围电子排布： 3s2 3p1 核外电子排布： 2,8,3
同位素及放射线： Al-26[730000y] *Al-27 Al-28[2.3m]
电子亲合和能： 48 KJ·mol-1
第一电离能： 577.6 KJ·mol-1 第二电离能： 1817 KJ·mol-1 第三电离能： 2745 KJ·mol-1
单质密度： 2.702 g/cm3 单质熔点： 660.37 ℃ 单质沸点： 2467 ℃
原子半径： 1.82 埃 离子半径： 0.51(+3) 埃 共价半径： 1.18 埃
常见化合物： Al2O3 AlCl3 Al2S3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
铝,原子序数13，原子量26.981539。1825年丹麦科学家奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用，并蒸掉汞后得到铝；1854年德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐，制得金属铝，并在1855年的巴黎博览会上展示；1886年霍尔和埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法，使铝成为可供实用的金属。铝在地壳中的含量为8%，仅次于氧和硅。它广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内。
铝是银白色的轻金属，熔点660.37°C，沸点2467°C，密度2.702克/厘米³。铝为面心立方结构，有较好的导电性和导热性；纯铝较软。
铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应；高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，即易溶于强碱，也能溶于稀酸。
铝的应用极为广泛。
铜元素
元素名称：铜
元素符号：Cu
元素原子量：63.55
元素类型：金属元素
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.7
晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
原子体积:(立方厘米/摩尔)
7.1
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00008
氧化态：
Main Cu+2
Other Cu-1, Cu0, Cu+1, Cu+3, Cu+4
晶胞参数：
a = 361.49 pm
b = 361.49 pm
c = 361.49 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
地壳中含量：（ppm）
50
质子数：29
中子数：35
原子序数：29
所属周期：3
所属族数：IB
电子层分布：2-8-18-1
莫氏硬度：3
声音在其中的传播速率：（m/S）
3810
一般状况下的密度:8.9*10^3kg/m3
发现人： 发现年代： 发现过程：
在古代就发现有铜存在。
元素描述
呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/厘米3。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。常见化合价+1和+2（3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现）。电离能7.726电子伏特。铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，这叫铜绿。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。
铜的发现简史
铜是古代就已经知道的金属之一。一般认为人类知道的第一种金属是金，其次就是铜。铜在自然界储量非常丰富，并且加工方便。铜是人类用于生产的第一种金属，最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜，用石斧把它砍下来，便可以锤打成多种器物。随着生产的发展，只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了，生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见，大多具有鲜艳而引人注目的颜色，例如：金黄色的黄铜矿CuFeS2，鲜绿色的孔雀石CuCO3Cu(OH)2，深蓝色的石青2CuCO3Cu(OH)2等，把这些矿石在空气中焙烧后形成氧化铜CuO，再用碳还原，就得到金属铜。纯铜制成的器物太软，易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去，可以制成铜锡合金——青铜。铜，COPPER，源自Cuprum，是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名，早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金，可制成各种饰物和器具。加入锌则为黄铜；加进锡即成青铜。
元素来源
黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿。把硫化物矿石煅烧后，再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜，再还原成泡铜，最后电解精制，即可得到铜。一个新的提取铜的方法正在研究中，就是把地下的低品位矿用原子能爆破粉碎，以稀硫酸原地浸取，再把浸取液抽到地表，在铁屑上将铜沉淀出来。
元素用途
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。
铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等。
在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等。
在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。
在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产100万发子弹，需用铜13--14吨。
在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。
以下是各行业铜消费占铜总消费量的比例： 行业 铜消费量占总消费量的比例
电子(包括通讯) 48%
建筑 24%
一般工程 12%
交通 7%
其他 9%
铜性能的应用
导电性：64%，耐蚀性：23%，结构强度：12%，装饰性：1%
元素辅助资料
自然界中获得的最大的天然铜重420吨.在古代,人们便发现了天然铜，用石斧将其砍下来，用锤打的方法把它加工成物件。于是铜器挤进了石器的行列，并且逐渐取代了石器，结束了人类历史上的新石器时代。
在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜。它的特点是锻锤出来的。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件，经分析，铜器中铜含量高达99.63%～99.87%，属于纯铜。
当然，天然铜的产量毕竟是稀少的。生产的发展促进人们找到从铜矿中取得铜的方法。铜在地壳中总含量并不大，不超过0.01%，但是含铜的矿物是比较多见的，它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色，招至人们的注意。例如鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu（OH）2，深蓝色的石青2CuCO3.Cu（OH）2等。这些矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物，再用碳还原，就得到金属铜。
1933年，河南省安阳县殷虚发掘中，发现重达18.8千克的孔雀石，直径在1寸以上的木炭块、陶制炼铜用的将军盔以及重21.8千克的煤渣，说明3000多年前我国古代劳动人民从铜矿取得铜的过程。
但是，炼铜制成的物件太软，容易弯曲，并且很快就钝。接着人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜。青铜器件的熔炼和制作比纯铜容易的多，比纯铜坚硬（假如把锡的硬度值定为5，那么铜的硬度就是30，而青铜的硬度则是100～150），历史上称这个时期为青铜时代。
我国战国时代的著作《周礼·考工记》总结了熔炼青铜的经验，讲述青铜铸造各种不同物件采用铜和锡的不同比例:“金有六齐（方剂）。六分其金（铜）而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭）之齐；金锡半，谓之鉴（镜子）燧（利用镜子聚光取火）之齐。”这表明在3000多年前，我国劳动人民已经认识到，用途不同的青铜器所要求的性能不同，用以铸造青铜器的金属成分比例也应有所不同。
青铜由于坚硬，易熔，能很好的铸造成型，在空气中稳定，因而即使在青铜时代以后的铁器时代里，也没有丧失它的使用价值。例如在公元前约280年，欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神，高达46米，手指高度超过成人。
我国古代劳动人民更最早利用天然铜的化合物进行湿法炼铜，这是湿法技术的起源，是世界化学史上的一项发明。西汉《淮南子·万毕术》记载：曾青得铁则化为铜。曾青为硫酸铜。这种方法用现代化学式表示就是：
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
西方传说，古代地中海的CYPRUS岛是出产铜的地方，因而由此得到它的拉丁名称CUPRUM和它的元素符号Cu。英文中的COPPER，拉丁文中的CUIVRE、都源于此。
铜具有独特的导电性能，是铝所不能代替的，在今天电子工业和家用电器发展的时代里，这个古老的金属有恢复了它的青春。铜导线正在被广泛的应用。从国外的产品来看，一辆普通家用轿车的电子和电动附件所须铜线长达1公里，法国高速火车铁轨每公里用10吨铜，波音747-200型飞机总重量中铜占2%。
元素名称：银
元素符号：Ag
元素英文名称：Silver
拉丁原名：Argentum
中文是将金属金字部首，加上艮字形声。
元素类型：金属元素
原子体积:(立方厘米/摩尔) 10.3
颜色和状态：银白色金属
莫氏硬度：2.5
声音在其中的传播速率：（m/S）2680
含量
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.001
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0000001
地壳中含量：（ppm）
0.07
相对原子质量：107.9
原子序数：47
质子数：47
摩尔质量：108
所属周期：5
所属族数：IB
电子层排布：2-8-18-18-1
常见化合价：+1
单质：银
单质化学符号：Ag
氧化态：
Main Ag+1
Other Ag0, Ag+2, Ag+3
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 731
M+ - M2+ 2073
M2+ - M3+ 3361
M3+ - M4+ 5000
M4+ - M5+ 6700
M5+ - M6+ 8600
M6+ - M7+ 11200
M7+ - M8+ 13400
M8+ - M9+ 15600
M9+ - M10+ 18000
物理性质
密度：11.7克/厘米3
熔点：961.93℃
沸点：2213℃
其他性质:富延展性，是导热、导电性能很好的金属。第一电离能7.576电子伏。化学性质稳定，对水与大气中的氧都不起作用；易溶于稀硝酸、热的浓硫酸和盐酸、熔融的氢氧化碱。
晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。
晶胞参数：
a = 408.53 pm
b = 408.53 pm
c = 408.53 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
化学性质:
银是古代发现的金属之一。银在自然界中虽然也有单质存在，但绝大部分是以化合态的形式存在。
银具有很高的延展性，因此可以碾压成只有0．00003厘米厚的透明箔，1克重的银粒就可以拉成约两公里长的细丝。
银的导热性和导电性在金属中名列前茅。
银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用，但久置空气中能变黑，失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为：
4Ag + H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中：
加热
2Ag + 2H2SO4(浓) ==== Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：
473K
2Ag + F2 ===== 2AgF 暗棕色
加热
2Ag + Cl2 ===== 2AgCl↓ 白色
加热
2Ag + Br2 ===== 2AgBr↓ 黄色
加热
2Ag + I2 ===== 2AgI↓ 橙色
银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：
加热
2Ag + S ==== Ag2S
黄金的原子量，化合价，电子排布，晶体结构……
原子量196.966569
电子排布
[Xe] 4f14 5d10 6s1
最常见的化合价是0价，但也可能有以下价态
5, 3, 2, 1, −1, −2, −3
其中+3和+1相对常见
晶体结构是面心立方晶体
黄金有那些性质
物理性质
1、颜色：金黄色之美可与太阳相比。当金被熔化时发出贵金属的原子和晶体学性质的蒸汽是绿色的；冶炼过程中它的金粉通常是啡色； 若将它铸成薄薄的一片贵金属的原子和晶体学性质，它更可以传送绿色的光线。
2、延展性：异常的强。1盎司的金可以拉成50里长，其延展性令它易于铸造，是制造首饰的佳选。金是众金属中拉力最强的。
3、可锻性：首屈一指。可以造成极薄易于卷起的金片。1盎司重的金可以锤薄至400万分之1呎厚及100平方呎面积大。古代人将它锤成薄片，来扑成庙宇和皇宫上面做装饰。这些都可以说明黄金极强的柔韧性可锻性。
黄金的颜色为金黄色，金属光泽，难分解。硬度2-3，纯金19.3，熔点1064.4℃；具良好的延展性，能压成薄箔，具极高的传热性和导电性，纯金的电阻为2.4p。纯金具有良好的抗化学腐蚀性，是最好的电镀材料。
黄金作为一种贵金属，有良好的物理特性，“真金不怕火炼”就是指一般火焰下黄金不容易熔化。密度大，手感沉甸。韧性和延展性好，良好导性。纯金具有艳丽的黄色，但掺入其他金属后颜色变化较大，如金铜合金呈暗红色，含银合金呈浅黄色或灰白色。金易被磨成粉状，这也是金在自然界中呈分散状的原因，纯金首饰也易被磨损而减少分量。
在门捷列夫周期表中金的原子序数为79，即金的原子核含有79个质子，质子带正电荷。同时，由于符合半满规则，因此，金具有很好的化学稳定性，在金属市场上金与钌、铑、钯、锇、铱、铂等金属统称为贵金属。
黄金虽是一种很柔软的金属，但不及铅和锡两种金属。在纯金上用指甲可划出痕迹，这种柔软性使黄金非常易于加工，然而这点对装饰品的制造者来说，又很不理想，因为这样很容易使装饰品蹭伤，使其失去光泽以至影响美观。所以在用黄金制作首饰时，一般都要添加铜和银，以提高其硬度。
黄金易锻造、易延展，可碾成厚度为0.001毫米的透明和透绿色的金箔。0.5克的黄金可拉成160米长的金丝。 金（过渡金属），黄金代码是XAU_USD，XAU是化学元素代码 晶体结构：面心立方体结构
原子量：196.96654
壳结构：2,8,18,32,18,1
电子排布：[Xe] 4f14 5d10 6s1
化合价：1，3
熔点：1064.43℃
沸点：2808℃
电负性：2.54
共价半径：1.34A
黄金金条
离子半径：0.85 (+3) A
原子半径：1.79A
原子体积：10.2cc/mol
第一级电离电势：9.2257 V
第二级电离电势：20.521 V
氧化状态：（3),1
293K时的密度：19.32g/cc
比热容：0.128J/gK
汽化热：334.4kJ/mol
熔解热：12.55kJ/mol
电导率：0.452X10^6/cm·Ω
热传导系数：3.17W/cmK
弹性系数：78.3 X10E3 MPa
热膨胀系数：14.2X10^(-6)/K
晶格参数：4.0786A
摩氏硬度：2.5
金的化学性质稳定，具有很强的抗腐蚀性， 在空气中从常温到高温一般均不氧化，不溶于单一的盐酸、硝酸、硫酸等强酸 中，只溶于盐酸与硝酸的混合酸（即王水）生成氯金酸H[AuCl4]；在常温下有氧存在时金可溶于含有氰化钾或氰化钠的溶液，形成稳定的络合物M[Au(CN)2] ；金也可溶于含量有硫脲的溶液中；还溶于通有氯气的酸性溶液中。金不与碱溶液作用，但在熔融状态时可与过氧化钠生成NaAuO2。金的化合价有-1、-2、+1、+2、+3、+5、+7等，氧化物有三氧化二金Au2O3，氯化物有三氯化金AuCl3。
在酸性介质中，氯金酸H[AuCl4]或络合物M[Au(CN)2]可被金属锌（锌粉或锌丝）、亚硫酸钠、水合肼等还原为单质的金粉，碱金属的硫化物会腐蚀金，生成可溶性的硫化金。土壤中的腐殖酸和某些细菌的代谢物也能溶解微量金。
金的电离势高，难以失去外层电子成正离子，也不易接受电子成阴离子，其化学性质稳定，与其他元素的亲和力微弱。因此，在自然界多呈单质即自然金状态存在。
金在地壳中的平均含量为约1亿分之1.1(0.0011PPm），在海水中的含量约为1000亿分之1(0.00001PPm），由于几亿年至几十亿年的地壳运动和地质变化使金元素富集成金矿床，一般工业价值的金矿中金的品位在2-3克/吨，富矿有5-50克/吨，特富矿50-500克/吨，还有块金，单块最小的十几克，最大的几十公斤，罕见的大块金几百公斤，因有的形似狗头，俗称狗头金，印度科学家曾发现过二块近2.5吨的狗头金；贫矿在0.1-1克/吨，选冶技术水平0.5克/吨以上就有工业开采价值。
自然界纯金极少，常含银、铜、铁、钯、铋、铂、镍、碲、硒、锇等伴生元素，自然金中含银15%以上者称银金矿、含铜20%以上者称铜金矿、含钯5-11%者称钯金矿、含铋4%以上者称铋金矿。
金具有亲硫性，常与硫化物如黄铁矿、毒砂、方铅矿、辉锑矿等密切共生；易与亲硫的银、铜等元素形成金属互化物。
