漫话金属与非金属

吕春艳

在元素周期表中，金属种类占到4／5，而非金属包括稀有气体在内才只有22种。在周期表中若把金属比作沙漠，非金属比作绿洲，随着周期数的递增，可看出沙漠在不断地侵吞着绿洲。金属和非金属无明显的界限，在梯子线附近的元素往往具有两性，不过从汉字方面还可看出其性质略倾向于金属还是非金属。

从原子结构上看，金属最外层电子一般小于4，但也有大于4的，如锑、铋等。小于4的也未必都是金属，如氢、氦。金属单质只有还原性，而非金属单质既有氧化性又有还原性。故金属只能呈正价，而非金属元素既可呈正价又可呈负价。若某元素只能为正价，则为金属，若能呈负价，则为非金属。金属的两性，体现在元素为单核时呈阳离子，多核时为酸根。金属的活动性和金属性存在着一定的差异，金属性是指金属在气态情况下失去电子的能力，而活动性是指在水溶液中失去电子的能力。如Pb比Sn的金属性强，但Sn比Pb的金属活动性强。

元素的金属性和非金属性的强弱比较都可以从元素在周期表的位置，单质问的置换反应，金属阳离子的氧化性或非金属阴离子的还原性来比较。金属还可以从单质与水或酸反应产生Hz的难易进行判断，而非金属从单质与H。化合的难易及氢化物的稳定性进行判定。非金属可从最高价氧化物对应水化物酸性强弱进行判断，而金属从最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断。

金属单质只有金属晶体，而非金属单质可为分子晶体或原子晶体。金属都有金属光泽和导电性，而非金属个别单质也有金属光泽，如Si与1；非金属个别单质也有导电性，如石墨。金属都有一定的延展性，而非金属可表现出一定的硬度，但一般较脆。如金刚石、硅。由此可知，硬和脆的内涵是不同的。常温下为气体的物质，全部由非金属元素组成，故常温下某物质若为气体，则很易判定组成元素的存在范围。

金属单质中存在金属键，而非金属单质中存在共价键，也可不存在化学键，如稀有气体。金属与非金属间大部分存在离子键，但也有共价键，如AlClz；非金属与非金属间大部分存在共价键，也有离子键，如铵盐类。金属不仅与金属，也可与非金属合在一起形成合金，合金的熔点往往低于组成的每一种物质的熔点。合金的种类有很多，性能差异也很大。非金属元素种类虽然远少于金属，但非金属不仅与金属也可与非金属形成化合物，故有关非金属形成的化合物种类远多于金属，尤其现代对新型无机非金属和复合材料研究的不断深入，使非金属的利用尤显生机。

金属元素在自然界中存在的形态一般与其活泼性保持一致，而非金属则往往不同，如活泼的非金属元素氮、氧都有游离态，而欠活泼的非金属元素磷、硅、碘却都以化合态存在。非金属与金属冶炼的方法比较接近，都有相应的热分解、热还原及电解法，但人们更多地采用物理分离法。在常见的置换反应中，金属可置换出金属和非金属，而非金属也可置换出金属和非金属。