从手里的手机、腕上的手表,到飞驰的地铁、高耸的摩天楼,金属以其坚韧、闪亮和百变之姿,默默支撑着现代文明。本期阅知课堂,让我们一起走进金属的王国,揭开它们的结构、性质,与人类千丝万缕的联系!文末还有知识问答,参与留言,将有机会获得奖品~
一、金属的分布及性质
金属是一类具有光泽、良好的导电性、导热性和延展性的物质。常温下,绝大多数金属呈固态(汞除外),汞元素符号Hg,俗称水银,银白色闪亮的重质液体,是常温常压下唯一以液态存在的金属。
1.分布与含量
地壳中含量最高的金属是铝,其次是铁。然而,许多“稀有金属”如锂、钴、稀土,用量虽小,却是新能源、芯片等尖端产业的“维生素”。
2.金属分类
黑色金属:铁、锰、铬及其合金——“钢筋铁骨”担当。
有色金属:铝、铜、锌、镍等——“轻量+导电”王牌。
贵金属:金、银、铂族——“永不褪色”的贵族。
稀有金属:锂、铍、稀土——“小而强”的科技新宠。
3.金属的化学属性
(1)易与氧气反应:活泼金属(如钠、镁)在空气中易被氧化,形成氧化物(如铁生锈)。
(2)与酸反应:活泼金属能与酸反应生成氢气(如锌与盐酸反应)。
(3)合金的强化:通过混合不同金属可制成性能更优的合金(如不锈钢=铁+铬+镍)。
二、金属也会“生病”
1.金属的腐蚀
金属腐蚀是指金属因其表面与周围介质发生化学作用,而遭受破坏的现象。金属腐蚀的实质是金属失去电子成为金属阳离子,发生氧化反应:如铁生锈: 4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃↓(红褐色铁锈)
2.常见的金属腐蚀
日常生活中常见的金属腐蚀:钢铁制品生锈、铜制品长出铜绿等。金属腐蚀后,其外形、色泽及机械性能等方面都会发生变化,从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低,甚至报废。金属腐蚀还会使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌,地下金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等。
3.金属的防护
合金化:不锈钢(Fe+Cr+Ni)穿上“防锈甲”。
镀层:镀锌管“牺牲阳极”保护钢铁。
涂层与钝化:从油漆到纳米陶瓷,给金属“敷面膜”。
阴极保护:跨海大桥、地下管道通上“防蚀电流”。
三、金属与人体健康
1.必需微量元素
(1)铁:构成血红蛋白,参与氧气运输;支持免疫系统和认知功能。缺乏会导致贫血、疲劳、免疫力下降。
(2)锌:促进伤口愈合、增强免疫力、维持味觉和嗅觉。缺乏会导致发育迟缓、易感染、皮肤病变。
(3)铜:参与能量代谢、胶原蛋白合成和铁的吸收。缺乏会导致贫血、骨质疏松、神经系统异常。
(4)硒:抗氧化、保护甲状腺功能。缺乏会导致克山病(心肌病)、甲状腺功能减退。
2.重金属污染
重金属(如铅、汞、镉、砷)即使微量也可能对人体造成不可逆伤害,如神经系统发育受损、肾损伤、骨质疏松,皮肤癌、心血管疾病。
3.我们能做什么?
(1)垃圾分类:废旧电池、电子产品不随意丢弃。
(2)绿色消费:认准“无铅焊料”“无汞温度计”。
(3)定期体检:血铅、血镉检测,早发现早干预。
【留言有礼 知识问答】
1.常温常压下,唯一以液态存在的金属是什么?
2.金属腐蚀的实质是什么?
3.生活中常见的不锈钢是哪几种金属的合金?
【留言时间】2025年7月28日—7月30日
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编辑:范娟
复审:郭明才
终审:郑之敏
