第十六章鋁族和鍺分族元素(龐)

1、第十六章第十六章 鋁族鋁族 和鍺分族元素和鍺分族元素 制作：王英制作：王英制作：王英制作：王英 第十六章第十六章 鋁族鋁族 和鍺分族元素和鍺分族元素 l第一節(jié)第一節(jié) 金屬元素概述金屬元素概述 l第二節(jié)第二節(jié) 鋁族元素的通性鋁族元素的通性 l第三節(jié)第三節(jié) 鋁及鋁的化合物鋁及鋁的化合物 l第四節(jié)第四節(jié) 鍺分族元素的通性鍺分族元素的通性 l第五節(jié)第五節(jié) 鍺鍺 錫錫 鉛鉛 本章內容本章內容 1.掌握金屬的特征及一般性質；掌握金屬的特征及一般性質； 2.掌握鋁的冶煉原理、性質和用途；掌握掌握鋁的冶煉原理、性質和用途；掌握 氧化鋁、氫氧化鋁及鋁鹽的性質；氧化鋁、氫氧化鋁及鋁鹽的性質； 3.了解鍺分族單質及

2、其重要化合物的性質。了解鍺分族單質及其重要化合物的性質。 本章要求本章要求 第一節(jié)第一節(jié) 金屬元素概述金屬元素概述 一、元素分類一、元素分類 元素元素109種，金屬種，金屬84種，準金屬種，準金屬8種，非金屬種，非金屬17種。種。 二、金屬分類二、金屬分類 (1) 黑色金屬黑色金屬 鐵、錳和鉻以及它們的鐵、錳和鉻以及它們的 合金（主指鋼鐵合金（主指鋼鐵C合金）合金） (2) 有色金屬有色金屬 除鐵、鉻、錳元素外的除鐵、鉻、錳元素外的 所有金屬所有金屬 金屬常分為金屬常分為 1-1 金屬元素的分類及存在形式金屬元素的分類及存在形式 有色金屬有色金屬(按密度、價格、地殼中的存儲量按密度、價格、地殼

3、中的存儲量 及分布情況分及分布情況分) 1.輕金屬：密度輕金屬：密度4.5g.cm-3的有色金屬，的有色金屬， Cu, Ni, Pb, Co, Sn, Sb, Hg, Cd, Bi等等 3.貴金屬：貴金屬：Ag,Au和鉑族元素和鉑族元素 (Os, Ir, Pt, Ru,Rh,Pd) 5.稀有金屬：含量少，分散，發(fā)現較晚，難從原稀有金屬：含量少，分散，發(fā)現較晚，難從原 料中提取或在工業(yè)上制備和應用較晚的金屬。料中提取或在工業(yè)上制備和應用較晚的金屬。 Li,Rb,Cs,Be,W,Mo,Ta,Nb,Ti,Hf,V,Re,Ga,In,Tl, 和稀土元素和人造超鈾元素。和稀土元素和人造超鈾元素。 4.準

4、金屬：準金屬：Si, Ge, Se, Te, As, Sb, B 將化學元素在地球化學系統中的平均含量稱為將化學元素在地球化學系統中的平均含量稱為 豐度，為紀念美國著名地球化學家佛蘭克豐度，為紀念美國著名地球化學家佛蘭克威格威格 瓦斯瓦斯克拉克在計算地殼內元素平均含量所作的克拉克在計算地殼內元素平均含量所作的 貢獻，通常把多元素在地殼中含量的百分比稱貢獻，通常把多元素在地殼中含量的百分比稱 為克拉克值，即把地殼中各種元素所占平均比為克拉克值，即把地殼中各種元素所占平均比 值稱為克拉克值，值稱為克拉克值，mg/g巖石巖石 。如以質量百分。如以質量百分 比表示，就稱為比表示，就稱為“質量克拉克值質

5、量克拉克值”或簡稱或簡稱“克克 拉克拉克”值。如以原子百分數表示，則稱為值。如以原子百分數表示，則稱為“原原 子克拉克值子克拉克值”。 三、含量表示：三、含量表示： 硫化物形態(tài)硫化物形態(tài)：閃鋅礦（：閃鋅礦（ZnS） 方鉛礦（方鉛礦（PbS） 輝銅礦（輝銅礦（Cu2S） 閃銀礦（閃銀礦（Ag2S） 四、金屬的存在形式四、金屬的存在形式 單質形態(tài)：單質形態(tài)：不活潑的金屬：不活潑的金屬：Au,Pt,Cu,Ag,Hg, As,Sb和和Bi 氧化物形態(tài)氧化物形態(tài)：磁鐵礦（：磁鐵礦（Fe3O4） 軟錳礦（軟錳礦（MnO2） 赤銅礦（赤銅礦（Cu2O） 鹵化物形態(tài)鹵化物形態(tài)：NaCl, 螢石螢石（CaF2

6、）, 光鹵石光鹵石（MgCl2kCl6H2O） 光鹵石光鹵石 螢石螢石 硝酸鹽硝酸鹽 鈉硝石鈉硝石NaNO3 含氧酸鹽形態(tài)：含氧酸鹽形態(tài)： 碳酸鹽碳酸鹽 菱鎂礦菱鎂礦MgCO3 方解石方解石CaCO3 硫酸鹽硫酸鹽 重晶石重晶石BaSO4 石膏石膏CaSO42H2O 硅酸鹽硅酸鹽 綠柱石綠柱石（3BeOAl2O36SiO2） 磷酸鹽磷酸鹽 磷灰石磷灰石Ca5F(PO4)3 重晶石重晶石 方解石方解石 石膏石膏 磷灰石磷灰石 綠柱石綠柱石 方解石方解石 全屬與非金屬的比較全屬與非金屬的比較 金屬金屬非金屬非金屬 1常溫時，除了汞是液體外，常溫時，除了汞是液體外， 其它金屬都是固體其它金屬都是固體

7、 常溫時，除了溴是液體外，有常溫時，除了溴是液體外，有 些是氣體，有些是固體些是氣體，有些是固體 2一般密度比較大一般密度比較大一般密度比較小一般密度比較小 3有金屬光澤有金屬光澤大多沒有金屬光澤大多沒有金屬光澤 4大多是熱及電的良導體大多是熱及電的良導體,電電 阻通常隨著溫度的增高而增大阻通常隨著溫度的增高而增大 大多不是熱和電的良導體，電大多不是熱和電的良導體，電 阻通常隨溫度的增高而減小阻通常隨溫度的增高而減小 5大多具有展性和延性大多具有展性和延性大多不具有展性和延性大多不具有展性和延性 6固體金屬大多屬金屬晶體固體金屬大多屬金屬晶體固體大多屬分子型晶體固體大多屬分子型晶體 7蒸氣分子

8、大多是單原子的蒸氣分子大多是單原子的 蒸氣（或氣體）分子大多是雙蒸氣（或氣體）分子大多是雙 原子或多原子的原子或多原子的 1-2 金屬的物理性質金屬的物理性質 自由電子的存在和緊密堆積的結構使金屬具有自由電子的存在和緊密堆積的結構使金屬具有 許多共同的性質。如：許多共同的性質。如： 1.金屬光澤：當光線投射到金屬表面上時，自由金屬光澤：當光線投射到金屬表面上時，自由 電子吸收所有頻率的光電子吸收所有頻率的光,然后很快放出各種頻率的然后很快放出各種頻率的 光光(全反射全反射),絕大多數金屬呈現鋼灰色以至銀白色絕大多數金屬呈現鋼灰色以至銀白色 光澤光澤。此外，。此外，金顯黃色，銅顯赤紅色，鉍為淡紅

9、色金顯黃色，銅顯赤紅色，鉍為淡紅色 ，銫為淡黃色，鉛是灰藍色，銫為淡黃色，鉛是灰藍色，這是因為它們較易吸，這是因為它們較易吸 收某一些頻率的光之故。收某一些頻率的光之故。 金屬光澤只有在其為晶體時才能表現出來，粉末狀金屬光澤只有在其為晶體時才能表現出來，粉末狀 金屬一般都呈暗灰色或黑色金屬一般都呈暗灰色或黑色(漫散射漫散射)。 許多金屬在光的照射下能放出電子許多金屬在光的照射下能放出電子(光電效應光電效應)。另一。另一 些在加熱到高溫時能放出電子些在加熱到高溫時能放出電子(熱電現象熱電現象)。 納米級的銀粉納米級的銀粉 銀銀 飾飾 3.超導電性：金屬材料的電阻通常隨溫度的降低而超導電性：金屬材

10、料的電阻通常隨溫度的降低而 減小。減小。1911年年H.K.Onnes發(fā)現汞冷到低于發(fā)現汞冷到低于4.2K時，時， 其電阻突然消失其電阻突然消失,導電性差不多是無限大導電性差不多是無限大,這種性質這種性質 稱為稱為超導電性超導電性。具有超導性質的物體稱為。具有超導性質的物體稱為超導體超導體。 超導體電阻突然消失時的溫度稱為超導體電阻突然消失時的溫度稱為臨界溫度臨界溫度(T0)。 超導體的電阻為零，也就是電流在超導體中通過時超導體的電阻為零，也就是電流在超導體中通過時 沒有任何損失。沒有任何損失。 2.金屬的導電性和導熱性：大多數金屬有良好的導金屬的導電性和導熱性：大多數金屬有良好的導 電性和導

11、熱性。常見金屬的導電和導熱能力由大到電性和導熱性。常見金屬的導電和導熱能力由大到 小的順序排列如下：小的順序排列如下： Ag，Cu，Au，Al，Zn，Pt，Sn，Fe，Pb，Hg 超導材料大致可分為純金屬、合金和化合物三類超導材料大致可分為純金屬、合金和化合物三類。 超導材料可以制成大功率超導發(fā)電機、磁流發(fā)電機、超導材料可以制成大功率超導發(fā)電機、磁流發(fā)電機、 超導儲能器、超導電纜、超導磁懸浮列車等。超導儲能器、超導電纜、超導磁懸浮列車等。 4.金屬的延展性：金屬的延展性：金屬有延性，可以抽成細絲。金屬有延性，可以抽成細絲。 例如最細的白金絲直徑為例如最細的白金絲直徑為1/5000mm。金屬又有

12、展。金屬又有展 性，可以壓成薄片，例如最薄的金箔，性，可以壓成薄片，例如最薄的金箔， 可達可達1/10000mm厚。厚。 5.金屬的密度：金屬的密度：鋰、鈉、鉀鋰、鈉、鉀比水輕，比水輕，鋨鋨、鐵等比、鐵等比 水重。水重。 6.金屬的硬度：一般較大，但它們之間有很大差別。金屬的硬度：一般較大，但它們之間有很大差別。 有的堅硬有的堅硬,如如鉻鉻、鎢等；有些軟、鎢等；有些軟,可用小刀切割如可用小刀切割如鈉鈉、 鉀鉀等。等。 金屬鈉金屬鈉 7.金屬的熔點：金屬的熔點一般較高，但高低差金屬的熔點：金屬的熔點一般較高，但高低差 別較大。別較大。最難熔的是鎢，最易熔的是汞最難熔的是鎢，最易熔的是汞、銫和鎵銫

13、和鎵。 汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。 8.金屬玻璃金屬玻璃(非晶態(tài)金屬非晶態(tài)金屬)：將某些金屬熔融后：將某些金屬熔融后,以極以極 快的速度淬冷。由于冷卻速度極快快的速度淬冷。由于冷卻速度極快,高溫時金屬原子高溫時金屬原子 的無序狀態(tài)被的無序狀態(tài)被“凍結凍結”,不能形成密堆積結構，得到與不能形成密堆積結構，得到與 玻璃類似結構的物質玻璃類似結構的物質,故稱為金屬玻璃。故稱為金屬玻璃。 金屬玻璃金屬玻璃同時具有高強度和高韌性、優(yōu)良的耐同時具有高強度和高韌性、優(yōu)良的耐 腐蝕性和良好的磁學性能腐蝕性和良好的磁學性能，因此它有許多重要的用因此它

14、有許多重要的用 途。途。 典型的金屬玻璃有兩大類：典型的金屬玻璃有兩大類：一類是過渡金屬與一類是過渡金屬與 某些非金屬形成的合金；另一類是過渡金屬間組成某些非金屬形成的合金；另一類是過渡金屬間組成 的合金。的合金。 大塊金屬玻璃大塊金屬玻璃 銀鎢合金銀鎢合金 金屬鍵的強度（用升華熱度量）主要決定于金屬鍵的強度（用升華熱度量）主要決定于(1)原原 子的大小，隨子的大小，隨原子半徑增大升華熱減小原子半徑增大升華熱減??；(2)價電價電 子數增加，升華熱隨之增加子數增加，升華熱隨之增加。 9.金屬的內聚力金屬的內聚力: 所謂內聚力就是物質內部質點所謂內聚力就是物質內部質點 間的相互作用力間的相互作用力

15、,也就是金屬鍵的強度，即核和自也就是金屬鍵的強度，即核和自 由電子間的引力。金屬的內聚力可以用它的升華由電子間的引力。金屬的內聚力可以用它的升華 熱衡量。熱衡量。 由于金屬是含有原子、離子和電子的不能分由于金屬是含有原子、離子和電子的不能分 立的原子集團，所以金屬在普通溶劑中不溶解。立的原子集團，所以金屬在普通溶劑中不溶解。 但可溶于具有金屬性的溶劑中但可溶于具有金屬性的溶劑中(如如汞汞)。此外。此外熔融熔融 狀態(tài)的鋅也是許多金屬的重要溶劑狀態(tài)的鋅也是許多金屬的重要溶劑。 許多過渡元素具有很高的許多過渡元素具有很高的升華熱升華熱，因為它們，因為它們 有較多可供金屬原子成鍵的有較多可供金屬原子成

16、鍵的d電子。電子。 金屬鍵越強內聚力越大，沸點也越高。金屬鍵越強內聚力越大，沸點也越高。 （3）第一過渡系列）第一過渡系列ScTiV隨著成鍵電子數隨著成鍵電子數 增多，內聚力遞增。到增多，內聚力遞增。到Mn處有一個突躍，隨后處有一個突躍，隨后 內聚力又升高到內聚力又升高到Zn處由于處由于d電子均已配對，內聚電子均已配對，內聚 力下降到最低點，所以過渡金屬金屬鍵的強度與力下降到最低點，所以過渡金屬金屬鍵的強度與 成單成單d電子數有關。電子數有關。 （1）IA族元素族元素LiNaKRbCs的原子化焓的原子化焓 （內聚力）自上而下遞減，原子化焓與核間距（內聚力）自上而下遞減，原子化焓與核間距 成反比

17、。（與原子的大小有關）成反比。（與原子的大小有關） （2）A金屬金屬AA 內聚力與價電子數有關內聚力與價電子數有關 如鋁、鉻形成致密的氧化膜，防止金屬繼續(xù)被氧如鋁、鉻形成致密的氧化膜，防止金屬繼續(xù)被氧 化，即鈍化。在空氣中鐵表面生成的氧化物結構化，即鈍化。在空氣中鐵表面生成的氧化物結構 疏松，因此，鐵在空氣中易被腐蝕。疏松，因此，鐵在空氣中易被腐蝕。 1-3 金屬的化學性質金屬的化學性質 一、金屬與非金屬反應一、金屬與非金屬反應 位于金屬活動順序表前面的一些金屬很與氧化合位于金屬活動順序表前面的一些金屬很與氧化合 形成氧化物，鈉、鉀的氧化很快，銣、銫會發(fā)生形成氧化物，鈉、鉀的氧化很快，銣、銫會

18、發(fā)生 自燃。自燃。 位于金屬活動順序表后面的一些金屬，如銅、汞位于金屬活動順序表后面的一些金屬，如銅、汞 等必須在加熱情況下才能與氧化合，而銀、金即等必須在加熱情況下才能與氧化合，而銀、金即 使在熾熱的情況下也很難與氧等非金屬化合。使在熾熱的情況下也很難與氧等非金屬化合。 二、金屬與水、酸的反應二、金屬與水、酸的反應 在常溫下純水的在常溫下純水的H+=10-7molL-1，其，其 H+/H2=-0.41V。 因此因此, 0的金屬一般不容易被酸中的氫離子氧化，只 的金屬一般不容易被酸中的氫離子氧化，只 能被氧化性的酸氧化，或在氧化劑的存在下，與非能被氧化性的酸氧化，或在氧化劑的存在下，與非 氧化

19、性酸反應。如銅不和稀鹽酸反應，而能與硝酸氧化性酸反應。如銅不和稀鹽酸反應，而能與硝酸 反應。反應。 一般一般 0的金屬都可以與非氧化性酸反應放出氫 的金屬都可以與非氧化性酸反應放出氫 氣。有一些金屬氣。有一些金屬“鈍化鈍化”。如鉛與硫酸反應生成難。如鉛與硫酸反應生成難 溶物。溶物。 2Al + 2NaOH + 6H2O=2NaAl(OH)4 + 3H2 三、金屬與堿反應三、金屬與堿反應 金屬除了少數顯兩性以外，一般都不與堿起作用。金屬除了少數顯兩性以外，一般都不與堿起作用。 鋅、鋁與強堿反應，生成氫和鋅酸鹽或鋁酸鹽，鋅、鋁與強堿反應，生成氫和鋅酸鹽或鋁酸鹽， 反應如下：反應如下： Zn+2Na

20、OH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2 鈹、鎵、銦、錫等也能與強堿反應。鈹、鎵、銦、錫等也能與強堿反應。 四、金屬與配位劑的作用四、金屬與配位劑的作用 由于配合物的形成，改變了金屬的由于配合物的形成，改變了金屬的 值，從而影 值，從而影 響元素的性質。如銅不能從水中置換出氫氣，但響元素的性質。如銅不能從水中置換出氫氣，但 在適當配位劑存在時，反應就能夠進行：在適當配位劑存在時，反應就能夠進行： 2Cu+2H2O+4CN-=2Cu(CN)2-+2OH-+H2 如有氧參加，這類反應更易進行。如有氧參加，這類反應更易進行。 4M+2H2O+8CN-+O2=4M(CN)2-+4OH- (M=Cu,

21、Ag,Au) 這個反應是這個反應是從礦石中提煉銀和金的基本反應。王從礦石中提煉銀和金的基本反應。王 水與金、鉑的反應都與形成配合物有關。水與金、鉑的反應都與形成配合物有關。 在這些反應中，金屬都是還原劑，但是也有例外。在這些反應中，金屬都是還原劑，但是也有例外。 例如，除了鹵素以外，金的電子親和勢比任何其它例如，除了鹵素以外，金的電子親和勢比任何其它 元素都要高，故可以制得含元素都要高，故可以制得含Au-的化合物，的化合物，CsAu是是 一個含一個含Au-的離子化合物。的離子化合物。 低共熔混合物是兩種金屬的低共熔混合物是兩種金屬的非均勻混合物，非均勻混合物，它的熔它的熔 點總比任一純金屬的熔

22、點要低。如點總比任一純金屬的熔點要低。如: : Bi Bi熔點熔點544K 544K Cd Cd熔點熔點594K 594K 40%Cd 40%Cd和和60%Bi60%Bi，最低熔化溫度，最低熔化溫度413K413K 了解合金：了解合金： 在熔化狀態(tài)時金屬可以相互溶解或相互混合，形在熔化狀態(tài)時金屬可以相互溶解或相互混合，形 成合金。合金可認為是具有金屬特性的多種元素的成合金。合金可認為是具有金屬特性的多種元素的 混合物?；旌衔?。 低共熔混合物低共熔混合物(低共熔合金低共熔合金) 武德合金？武德合金？ 保險絲是用武德合金制成的，保險絲是用武德合金制成的， 熔點約為熔點約為67。其組成金。其組成金

23、屬及其熔點分別為屬及其熔點分別為 鉍（鉍（271 ）、）、 鉛（鉛（327 ）、）、 錫（錫（232 ）、）、 鎘（鎘（321 ）。）。 它們的質量比為：它們的質量比為：4:2:1:1 1-4 金屬的提煉金屬的提煉 工業(yè)上冶煉金屬的一般方法工業(yè)上冶煉金屬的一般方法 辰砂（硫化汞）加熱也可以到辰砂（硫化汞）加熱也可以到Hg 1. 熱分解法熱分解法 元素有容易分解的化合物存在時，可用此法元素有容易分解的化合物存在時，可用此法 2HgO=2Hg+O2 2Ag2O=4Ag+O2 HgS+O2=Hg+SO2 PbO+C=Pb+CO 反應需高溫，反應需高溫， 化高爐和電爐中進行，所以這種冶化高爐和電爐中進

24、行，所以這種冶 煉金屬的方法又稱為火法冶金如：煉金屬的方法又稱為火法冶金如： 2. 熱還原法：熱還原法： 礦石是硫化物，碳酸鹽，可以先燃燒成氧化物礦石是硫化物，碳酸鹽，可以先燃燒成氧化物 后，再用還原劑還原（后，再用還原劑還原（C、CO、H2活性金屬）活性金屬） (1)用碳作還原劑（如用碳作還原劑（如Sn,Zn,Pb,Fe等）等） SnO2+2C=Sn+2CO 2PbS+3O2=2PbO+2SO2 (2)用氫氣做還原劑（制取的含碳的金屬和某些用氫氣做還原劑（制取的含碳的金屬和某些 稀有金屬）如稀有金屬）如Mo,W的制備的制備 WO3+3H2=W+3H2O 1473K (3)用較活潑的金屬作還原

25、劑用較活潑的金屬作還原劑 Cr2O3+2Al= Al2O3+2Cr 1）還原力強；）還原力強； 2）容易處理；）容易處理； 3）不和產品金屬生成合金；）不和產品金屬生成合金； 4）可以為高純度的金屬；）可以為高純度的金屬； 5）還原產物容易和生成金屬分離；）還原產物容易和生成金屬分離； 6）成本盡可能低，）成本盡可能低，La還原性強于還原性強于Mg,Al,但更多但更多 選選Mg,Al 還原劑要求：還原劑要求： a.鋁是一蒸發(fā)性低和價廉的金屬，生成氧化鋁的反鋁是一蒸發(fā)性低和價廉的金屬，生成氧化鋁的反 應是強烈的放熱反應可以用鋁和許多金屬氧化物反應是強烈的放熱反應可以用鋁和許多金屬氧化物反 應，而

26、不必額外給反應混合物加熱。用鋁從金屬氧應，而不必額外給反應混合物加熱。用鋁從金屬氧 化物還原出金屬的過程叫化物還原出金屬的過程叫鋁熱法鋁熱法。 b. Ca,Mg,不和多種金屬生成合金，可用作不和多種金屬生成合金，可用作Ti，Zr, Hf,V,Nb,Ta的氧化物的還原劑。的氧化物的還原劑。 c. 活潑金屬還原金屬鹵化物來制備（有的金屬氧化活潑金屬還原金屬鹵化物來制備（有的金屬氧化 物很穩(wěn)定）物很穩(wěn)定） TiCl4+4Na=Ti+4NaCl RECl3+3Na=RE+3NaCl(RE=稀土稀土) TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2 3.電解法電解法 水溶液電解（水溶液電解（Al以后的金屬）以后

27、的金屬） 熔鹽電解（熔鹽電解（Al,Mg,Ca,Na等）等） 濕法冶金：如氰化性濕法冶金：如氰化性 可用控制貴金屬可用控制貴金屬Ag,Au等。等。 4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH 2Au(CN)2-+Zn=2Au+Zn(CN)42- 金屬的精煉金屬的精煉 一一 、電解精煉、電解精煉 Cr,Au,Pb,Al,Zn等等 二二 、氣相精煉法、氣相精煉法 1) 直接蒸餾法：直接蒸餾法：Mg,Hg,Zn,Sn等等 2）氣相析出法：金屬化合物的蒸氣熱分解或）氣相析出法：金屬化合物的蒸氣熱分解或 還原而由氣相析出金屬的方法。（氣相熱分解還原而由氣相析出金屬的方法。（氣相

28、熱分解 法、氣相還原法）法、氣相還原法） 羰化法羰化法 Ni(CO)4=Ni+4CO 碘化物熱分解法（提取少量碘化物熱分解法（提取少量Zr,Hf,Be,B,Si,Ti,W） 242 1673 523323ITi W K TiIkI 純 Ti（不純）+ 氣相還原法：將金屬化合物裝在保持適當溫度的氣相還原法：將金屬化合物裝在保持適當溫度的 蒸氣室內倒入蒸氣室內倒入H2以構成適當比例的混合物，將混以構成適當比例的混合物，將混 合物導入析出室，使金屬在熱解上還原析出，未合物導入析出室，使金屬在熱解上還原析出，未 反應的化合物在凝聚室內收回。反應的化合物在凝聚室內收回。 三、氣相水解法三、氣相水解法 電

29、子工業(yè)中用的半導體材料鍺的純度須達到電子工業(yè)中用的半導體材料鍺的純度須達到 999999999以上，若用一般的化學方法，不以上，若用一般的化學方法，不 可能達到如此高的純度。但是根據相圖的知識知可能達到如此高的純度。但是根據相圖的知識知 道金屬中混入了雜質，其熔點一般便比純金屬為道金屬中混入了雜質，其熔點一般便比純金屬為 低。而且當該金屬熔融后再固化時，先結晶出的低。而且當該金屬熔融后再固化時，先結晶出的 是高熔點的純金屬。是高熔點的純金屬。 四、區(qū)域熔煉法四、區(qū)域熔煉法 根據這一原理，將欲提純的一段金屬材料放置在根據這一原理，將欲提純的一段金屬材料放置在 管式爐中，在管外裝置一個可以左右移動

30、的加熱管式爐中，在管外裝置一個可以左右移動的加熱 環(huán)，將要提純的金屬材料先在管式爐的左端加熱，環(huán)，將要提純的金屬材料先在管式爐的左端加熱， 使其區(qū)域熔融。然后再將加熱環(huán)以極慢的速度從使其區(qū)域熔融。然后再將加熱環(huán)以極慢的速度從 左端向右移動，這時金屬材料的區(qū)域熔融區(qū)的左左端向右移動，這時金屬材料的區(qū)域熔融區(qū)的左 端成為固化區(qū)，而右端成為液相區(qū)。在左端固化端成為固化區(qū)，而右端成為液相區(qū)。在左端固化 區(qū)中先結晶的必定是熔點較高的金屬。區(qū)中先結晶的必定是熔點較高的金屬。 由于熔融區(qū)左端的純度較右端為高。當加由于熔融區(qū)左端的純度較右端為高。當加 熱環(huán)向右端移動時，便把材料中的雜質從熱環(huán)向右端移動時，便把

31、材料中的雜質從 左左“掃掃”向右端如果加熱環(huán)一次又一次向右端如果加熱環(huán)一次又一次 地從左向右移動，則材料中的雜質一次又地從左向右移動，則材料中的雜質一次又 一次地向右推移，最后金屬材料的左端可一次地向右推移，最后金屬材料的左端可 得到純度較高的半導體材料。這種方法稱得到純度較高的半導體材料。這種方法稱 為區(qū)域熔融法為區(qū)域熔融法(或稱區(qū)域熔煉法或稱區(qū)域熔煉法)。 第二節(jié)第二節(jié) 鋁族元素的通性鋁族元素的通性 一、基本性質一、基本性質 性質：性質： Al Ga In Tl 價電子結構價電子結構 3s23p1 (n-1)d10ns2np1 (n = 4, 5) (4f105d10)6s26p1 (6s

32、2惰性電子對效應）惰性電子對效應） +3 +3，+1 +1 低價態(tài)穩(wěn)定性低價態(tài)穩(wěn)定性，高價態(tài)氧化性，高價態(tài)氧化性（同（同IVA、VA族）族） 第三節(jié)第三節(jié) 鋁及鋁的化合物鋁及鋁的化合物 l1746年德國人波特(J.H.Pott)從明礬制得一種 氧化物,即氧化鋁。 l1825年丹麥人奧斯忒（H.C.Oersted）用鉀汞 齊還原無水氯化鋁,第一次得到幾毫克金屬 鋁。 l1827年德國沃勒(F.W.hler)用鉀還原無水氯化 鋁得到少量金屬粉末。1845年他用氯化鋁氣 體通過熔融金屬鉀的表面,得到一些鋁珠。 鋁的歷史鋁的歷史 傳說在古羅馬，一天，一個陌生人去拜見羅馬皇傳說在古羅馬，一天，一個陌生人

33、去拜見羅馬皇 帝泰比里厄斯（帝泰比里厄斯（Tiberius），獻上一只金屬杯子），獻上一只金屬杯子 ，杯子象銀子一樣閃閃發(fā)光，但是分量很輕。它，杯子象銀子一樣閃閃發(fā)光，但是分量很輕。它 是這個人從粘土中提煉出的新金屬。但這個皇帝是這個人從粘土中提煉出的新金屬。但這個皇帝 表面上表示感謝，心里卻害怕這種光彩奪目的新表面上表示感謝，心里卻害怕這種光彩奪目的新 金屬會使他的金銀財寶貶值，就下令把這位發(fā)明金屬會使他的金銀財寶貶值，就下令把這位發(fā)明 家斬首。從此，再也沒有人動過提煉這種家斬首。從此，再也沒有人動過提煉這種“危險危險 金屬金屬”的念頭，這種新金屬就是現在大家非常熟的念頭，這種新金屬就是現在

34、大家非常熟 悉的鋁。悉的鋁。 俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基（俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基（Chernyshevsky） 曾在他的小說曾在他的小說怎么辦怎么辦（）年中寫到：（）年中寫到： 終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭?？唇K有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭?？?，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。年，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。年， 當門捷列夫在倫敦時，為了表彰他的偉大勛業(yè)，他當門捷列夫在倫敦時，為了表彰他的偉大勛業(yè)，他 被贈予一件貴重獎品被贈予一件貴重獎品用金和鋁制作的天平。用金和鋁制作的天平。 那時候，鋁的冶煉成本很高，鋁的價格 甚至比黃金還要貴。 = 鋁進入平民家庭鋁進入平民家庭 1

35、886年美國霍爾（C.M.Hall）和 法國埃魯(P.L.T.Hroult)幾乎同時分 別獲得用冰晶石氧化鋁熔鹽電 解法制取金屬鋁的專利。1888年在 美國匹茲堡建立第一家電解鋁廠， 鋁的生產從此進入新的階段。1956 年世界鋁產量開始超過銅而居有 色金屬的首位。鋁價下跌，從此 進入了平民家庭。 關于霍爾和埃魯以及鋁的冶煉關于霍爾和埃魯以及鋁的冶煉 1884年，在美國奧伯林學院化年，在美國奧伯林學院化 學系，有一位叫做查爾斯學系，有一位叫做查爾斯馬丁馬丁 霍爾的青年學生。當時他只有霍爾的青年學生。當時他只有 二十一歲。一次，他聽一位教二十一歲。一次，他聽一位教 授（這位教授正是維勒的學生授（這

36、位教授正是維勒的學生 ）說：）說：“不管誰能發(fā)明一種低成不管誰能發(fā)明一種低成 本的煉鋁法，都會出人頭地。本的煉鋁法，都會出人頭地?！?這使霍爾意識到只有探索廉價這使霍爾意識到只有探索廉價 的煉鋁方法，才能使鋁被普遍的煉鋁方法，才能使鋁被普遍 應用。應用。 l霍爾決定在自己家里的柴房中辦一個家庭實驗室。霍爾決定在自己家里的柴房中辦一個家庭實驗室。 他打算應用戴維早期的一項發(fā)明：把電流通到熔他打算應用戴維早期的一項發(fā)明：把電流通到熔 融的金屬鹽中，可以使金屬的離子在陰極上沉積融的金屬鹽中，可以使金屬的離子在陰極上沉積 下來，從而使金屬離子分離出來。因為氧化鋁的下來，從而使金屬離子分離出來。因為氧化

37、鋁的 熔點很高熔點很高(2050)，他必須物色一種能夠溶解氧，他必須物色一種能夠溶解氧 化鋁而又能降低其熔點的材料，偶然發(fā)現了冰晶化鋁而又能降低其熔點的材料，偶然發(fā)現了冰晶 石石(Na3AlF6)。冰晶石一氧化鋁熔鹽的熔點僅在。冰晶石一氧化鋁熔鹽的熔點僅在 9301000之間，冰晶石在電解溫度下不被之間，冰晶石在電解溫度下不被 分解，并有足夠的流動性。這樣就有利于電解的分解，并有足夠的流動性。這樣就有利于電解的 進行。進行。 l霍爾采用瓷坩堝，碳棒（陽極）和自制電池，對霍爾采用瓷坩堝，碳棒（陽極）和自制電池，對 氧化鋁，即精制的氧化鋁礦進行電解。把氧化鋁氧化鋁，即精制的氧化鋁礦進行電解。把氧化

38、鋁 溶在溶在10%15%的熔融的冰晶石里，再通以電流，的熔融的冰晶石里，再通以電流， 結果觀察到有氣泡出現，然而卻沒有金屬鋁析出。結果觀察到有氣泡出現，然而卻沒有金屬鋁析出。 他推測，電流使坩堝中的二氧化硅分解了，因此他推測，電流使坩堝中的二氧化硅分解了，因此 游離出硅。于是他對電池進行改裝，用碳作坩堝游離出硅。于是他對電池進行改裝，用碳作坩堝 襯里，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。襯里，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。 1886年年2月的一天，他終于看到小球狀的鋁聚集月的一天，他終于看到小球狀的鋁聚集 在陰極上。霍爾此時異常激動，帶著他第一次獲在陰極上?；魻柎藭r異常激動，帶著他第一次

39、獲 得的一把金屬鋁球去見他的教授。后來，這些鋁得的一把金屬鋁球去見他的教授。后來，這些鋁 球竟成為球竟成為“王冠寶石王冠寶石”，至今仍珍存在美國制鋁，至今仍珍存在美國制鋁 公司的陳列廳中。公司的陳列廳中。 l廉價煉鋁方法的發(fā)明，使鋁這種廉價煉鋁方法的發(fā)明，使鋁這種 l在地殼中含量占在地殼中含量占8%的元素，從的元素，從 l此成了為人類提供多方面重要用此成了為人類提供多方面重要用 l途的材料。而發(fā)明家霍爾，當時途的材料。而發(fā)明家霍爾，當時 l還不滿還不滿23周歲，這年周歲，這年12月月6日才日才 l是他的是他的23歲生日。歲生日。 l還有一件值得提及的事，非常巧還有一件值得提及的事，非常巧 l合

40、，一位與霍爾同齡的年輕的法合，一位與霍爾同齡的年輕的法 l國化學家埃魯也在這年稍晚些時國化學家埃魯也在這年稍晚些時 l候發(fā)明了相同的煉鋁法。候發(fā)明了相同的煉鋁法。 l霍爾與埃魯在遙遠的兩大洲，同年來到人世霍爾與埃魯在遙遠的兩大洲，同年來到人世 （1863年）又同年發(fā)明了電解煉鋁法（年）又同年發(fā)明了電解煉鋁法（1886 年）。雖然他們之間曾一度發(fā)生了專利權的糾年）。雖然他們之間曾一度發(fā)生了專利權的糾 紛，但后來卻成為莫逆之交。紛，但后來卻成為莫逆之交。1911年，當美國年，當美國 化學工業(yè)協會授予霍爾著名的佩琴獎章時，?；瘜W工業(yè)協會授予霍爾著名的佩琴獎章時，埃 魯還特意遠涉重洋到美國參加了授獎儀

41、式，親魯還特意遠涉重洋到美國參加了授獎儀式，親 自向霍爾表示祝賀。自向霍爾表示祝賀。 l或許是上天的旨意，或許是上天的旨意，1914年，這兩位科學家又年，這兩位科學家又 都相繼去世。難怪當后人們一提起電解煉鋁法都相繼去世。難怪當后人們一提起電解煉鋁法 的時候，便總把霍爾和埃魯的名字聯在一起。的時候，便總把霍爾和埃魯的名字聯在一起。 3-1 鋁的性質和用途鋁的性質和用途 l鋁是自然界中分布極廣的元素之一，地殼中鋁的鋁是自然界中分布極廣的元素之一，地殼中鋁的 含量約為含量約為7.35%，僅次于氧和硅而居第三位。，僅次于氧和硅而居第三位。 l鋁的礦石約有鋁的礦石約有250多種，其中最常見的是硅酸鹽多

42、種，其中最常見的是硅酸鹽 族，以及它們的風化產物粘土，其余的重要化合族，以及它們的風化產物粘土，其余的重要化合 物有氧化物物有氧化物,如剛玉。如剛玉。 l目前能夠用于工業(yè)提煉金屬鋁的礦石只有少數幾目前能夠用于工業(yè)提煉金屬鋁的礦石只有少數幾 種，如種，如鋁土礦、明礬石鋁土礦、明礬石、藍晶石藍晶石等。等。 鋁土礦鋁土礦 明礬石明礬石 藍晶石藍晶石 純的剛玉是無色的，成份是氧化鋁，不同的雜質摻雜純的剛玉是無色的，成份是氧化鋁，不同的雜質摻雜 其中會造成它不同的顏色變化，如紅寶石和藍寶石等。其中會造成它不同的顏色變化，如紅寶石和藍寶石等。 含鉻元素的紅寶石含鉻元素的紅寶石 含微量鈦或鐵的藍寶石含微量鈦

43、或鐵的藍寶石 一、鋁的物理性質一、鋁的物理性質 l純凈的鋁是具有銀白色光澤的金屬，有良好的延純凈的鋁是具有銀白色光澤的金屬，有良好的延 展性，制成鋁箔可包裝紙煙、糖果。展性，制成鋁箔可包裝紙煙、糖果。 l鋁的導電性僅次于銀和銅（導電率為銅的鋁的導電性僅次于銀和銅（導電率為銅的64%， 密度小于密度小于2.70g/cm3，為銅的，為銅的30%），因而鋁廣），因而鋁廣 泛地代替銅做電纜。泛地代替銅做電纜。 l鋁有良好的導熱性，大量用于制做炊具，還可以鋁有良好的導熱性，大量用于制做炊具，還可以 做太陽能的吸收裝置。做太陽能的吸收裝置。 （一）斜角相似：（一）斜角相似： i Be B C Na Mg

44、Al Si r和和* 互相競爭，互相競爭， * / r 相近相近 二、鋁的化學性質：二、鋁的化學性質： 1與非金屬化合：與非金屬化合： 4 Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s) rH 298 = - 3356 kJmol-1 可從金屬氧化物奪取氧（冶金還原劑）可從金屬氧化物奪取氧（冶金還原劑） 2Al + 3X2 2 AlX3 2Al + N2 2AlN （二）強還原性：（二）強還原性： 2與酸或堿均反應與酸或堿均反應 H2 2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)4 - + 3H2 Al是是“兩性元素兩性元素” （Zn也是）也是） 但但Al在冷、濃在冷、濃HNO3、

45、H2SO4中中“鈍化鈍化”。 鋁合金：比重小而堅韌鋁合金：比重小而堅韌飛機、建筑材料。飛機、建筑材料。 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2 鋁合金的特性和用途鋁合金的特性和用途 類別類別特性與用途特性與用途 防銹鋁防銹鋁 是應用最廣的一種防銹鋁，它的強度不高，不能熱處理強化，在退火狀態(tài)下有高是應用最廣的一種防銹鋁，它的強度不高，不能熱處理強化，在退火狀態(tài)下有高 的塑性，而防蝕性好，焊接性好，切削加工性不良。用于制造要求高可塑性和良的塑性，而防蝕性好，焊接性好，切削加工性不良。用于制造要求高可塑性和良 好焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等；好焊接性、在

46、液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等； 線材可制作鉚釘線材可制作鉚釘 有較高的強度和耐蝕性，退火和擠壓狀態(tài)下塑性尚好，用氬弧焊的焊縫氣密性和有較高的強度和耐蝕性，退火和擠壓狀態(tài)下塑性尚好，用氬弧焊的焊縫氣密性和 塑性尚可。切削加工性良好。用于焊接容器、受力零件、飛機蒙皮及骨架零件塑性尚可。切削加工性良好。用于焊接容器、受力零件、飛機蒙皮及骨架零件 硬硬 鋁鋁 高強度硬鋁，可熱處理強化，在退火和剛淬火狀態(tài)下塑性中等，點焊性能好，氣高強度硬鋁，可熱處理強化，在退火和剛淬火狀態(tài)下塑性中等，點焊性能好，氣 焊和氬弧時有裂紋傾向，抗蝕性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退焊和氬

47、弧時有裂紋傾向，抗蝕性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退 火后低。用于制造要求高負荷的零件以及在火后低。用于制造要求高負荷的零件以及在150150以下工作的零件以下工作的零件 超硬鋁超硬鋁 高強度鋁合金，在退火和剛淬火狀態(tài)下的可塑性中等，可熱處理強化，通常在淬高強度鋁合金，在退火和剛淬火狀態(tài)下的可塑性中等，可熱處理強化，通常在淬 火、人工時效狀態(tài)下使用，此時得到的強度比一般硬鋁高得多，但塑性較低，有火、人工時效狀態(tài)下使用，此時得到的強度比一般硬鋁高得多，但塑性較低，有 應力集中傾向，點焊性能良好，氣焊不良，熱處理後的切削加工性良好，退火狀應力集中傾向，點焊性能良好，氣焊不良，熱處理後的

48、切削加工性良好，退火狀 態(tài)稍差，態(tài)稍差，LC9LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應力腐蝕性能稍優(yōu)于板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應力腐蝕性能稍優(yōu)于LC4LC4。用于制造承。用于制造承 力構件和高載荷零件等力構件和高載荷零件等 特殊鋁特殊鋁 這是一種含這是一種含Si5%的低合金化二元鋁硅合金，其力學性能不高，但抗蝕性很高，的低合金化二元鋁硅合金，其力學性能不高，但抗蝕性很高， 壓力加工性能良好。適用于制造焊條和焊棒，用于焊接鋁合金制品壓力加工性能良好。適用于制造焊條和焊棒，用于焊接鋁合金制品 鍛鍛 鋁鋁 在熱壓力加工時都有很好的工藝性能，可進行點焊和滾焊，熱處理后易產生應力在熱壓力加工時都有很好的工藝

49、性能，可進行點焊和滾焊，熱處理后易產生應力 腐蝕傾向和晶間腐蝕敏感性?？芍圃鞆碗s形狀和中等強度的鍛造零件和模鍛件腐蝕傾向和晶間腐蝕敏感性?？芍圃鞆碗s形狀和中等強度的鍛造零件和模鍛件 R.T. 例：例：2Al + 3I2 2AlI3 R.T. Ga + I2 不反應不反應 （一）還原性：（一）還原性：B Ga In Tl 三、鎵、銦三、鎵、銦 （四）（四）Tl(III)的強氧化性：的強氧化性： 40 例：例：TlCl3 TlCl + Cl2 室溫室溫TlBr3分解；無分解；無Tl（ （III）I3，但 ，但 Tl+I3- 存在。存在。 （二）（二）Ga+、In+具還原性：具還原性： Ga3+、I

50、n3+ （三）（三）Ga(OH)3酸堿兩性，其酸性稍強于酸堿兩性，其酸性稍強于Al(OH)3 四、鋁分族氧化物及其水合物四、鋁分族氧化物及其水合物 （一）氧化物（一）氧化物 （二）氧化物水合物（二）氧化物水合物 五、鋁分族鹵化物五、鋁分族鹵化物 （一）鋁的鹵化物（一）鋁的鹵化物 例：例：AlCl3(s) 177.8升華，溶于乙醇、乙醚、苯升華，溶于乙醇、乙醚、苯 等有機溶劑。等有機溶劑。 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 離 子 化 合 物 極 性 化 合 物 Al2Cl6 ( c ) Al2Cl6(440) 均為雙聚體 2 個 Al均 sp3雜化， Al2Cl6(苯溶液） 2 個四

51、面體共用 2 個 Cl原子（共棱） Al2Br6(g) Cl Al 無水無水AlCl3的水解反應非常劇烈并放出大量的熱，的水解反應非常劇烈并放出大量的熱， 甚至在潮濕的空氣中也因強烈的水解而發(fā)煙。甚至在潮濕的空氣中也因強烈的水解而發(fā)煙。 潮濕空氣中的潮濕空氣中的AlCl3，遇，遇NH3生成生成NH4Cl： （二）（二）TlF3離子型離子型 TlCl3 R.T. TlCl + Cl2 Tl (III) 強氧化性， TlCl3 TlBr + Br2 6s 2惰性電子對效應 +1 +3 Tl(I3)存在。存在。TlI3不存在（不存在（Tl(OH)3不存在）。不存在）。 （三）（三）GaCl2 實為實

52、為 Ga(I) Ga(III)Cl4, InCl2 實為實為 In(I)In(III)Cl4。 鋁的含氧酸鹽鋁的含氧酸鹽 l常見的鋁的含氧酸鹽有硫酸鋁常見的鋁的含氧酸鹽有硫酸鋁Al2(SO4)3，鋁鉀釩，鋁鉀釩 (明礬明礬)KAl(SO4)212H2O等。等。 l硫酸鋁、硝酸鋁溶于水后，由于硫酸鋁、硝酸鋁溶于水后，由于Al3+的水解，溶的水解，溶 液呈酸性。液呈酸性。 l鋁的弱酸鹽水解更加明顯，甚至達到幾乎完全的鋁的弱酸鹽水解更加明顯，甚至達到幾乎完全的 程度。所以，弱酸的鋁鹽不能用濕法制得。程度。所以，弱酸的鋁鹽不能用濕法制得。 硫酸鋁和明礬硫酸鋁和明礬 無水硫酸鋁無水硫酸鋁A12(SO4)

53、3為自色粉末。從水溶液中得到為自色粉末。從水溶液中得到 的為的為A12(SO4)3 18H2O，它是無色針狀結晶。將純，它是無色針狀結晶。將純 A1(OH)3溶于熱的濃硫酸或者用硫酸直接處理鋁土溶于熱的濃硫酸或者用硫酸直接處理鋁土 礦或粘土；都可以制得礦或粘土；都可以制得A12(SO4)3。 A12O3 SiO2 H2O+3H2SO4 A12(SO4)3+2H4SiO4+H2O 硫酸鋁易與礎金屬硫酸鋁易與礎金屬(除鋰以外除鋰以外)NH4+和和Ag+等的硫酸等的硫酸 鹽結合形成礬，其通式為鹽結合形成礬，其通式為MAl(SO4)2 12H2O（M為為 一價金屬離子）。一價金屬離子）。 Al3+的鑒

54、定：在氨堿性條件下，加入茜素，生成的鑒定：在氨堿性條件下，加入茜素，生成 紅色沉淀。紅色沉淀。 O3H)()OHAl(C 234714 紅色紅色 茜素茜素 3NH(s)Al(OH)OH3NHAl 4323 3 (OH)OHC3Al(OH) 226143 第四節(jié)第四節(jié) 鍺分族元素的通性鍺分族元素的通性 第五節(jié)第五節(jié) 鍺鍺 錫錫 鉛鉛 一、自然界的存在形式和冶煉：一、自然界的存在形式和冶煉： 5-1 單質單質 錫石錫石 方方 鉛鉛 礦礦 粉紅色條狀的是重晶石，粉紅色條狀的是重晶石， 旁邊白色透明的是白鉛礦旁邊白色透明的是白鉛礦 單質鍺：是灰白色金屬，結構類似于金剛石。單質鍺：是灰白色金屬，結構類似

55、于金剛石。 單質錫：三種同素異型體：單質錫：三種同素異型體： 低溫下，白錫變成粉末，稱之為低溫下，白錫變成粉末，稱之為錫疫錫疫。 鉛鉛:質軟，能阻擋質軟，能阻擋X射線，可以用作核反應堆的保射線，可以用作核反應堆的保 護屏。護屏。 100多年前。俄國首都彼得堡。多年前。俄國首都彼得堡。 朔風凜凜，瑞雪霏霏。氣溫突然朔風凜凜，瑞雪霏霏。氣溫突然 下降到零下下降到零下30度！度！ 軍營里開始發(fā)軍大衣了。嗨，嶄軍營里開始發(fā)軍大衣了。嗨，嶄 新的軍大衣穿在身上有多暖和呀！可是，一會兒，士新的軍大衣穿在身上有多暖和呀！可是，一會兒，士 兵們都嘰嘰喳喳議論起來：兵們都嘰嘰喳喳議論起來：“咦，軍大衣上怎么連一

56、咦，軍大衣上怎么連一 顆紐扣也沒有呢？真是太奇怪啦！顆紐扣也沒有呢？真是太奇怪啦！” 就連沙皇的衛(wèi)士穿的軍大衣也沒有紐扣，沙皇知就連沙皇的衛(wèi)士穿的軍大衣也沒有紐扣，沙皇知 道了這件事，很光火，傳令把監(jiān)制軍大衣的大臣傳來道了這件事，很光火，傳令把監(jiān)制軍大衣的大臣傳來 問罪。問罪。 大臣說：大臣說：“這事兒就怪啦，我曾經到過制軍大衣這事兒就怪啦，我曾經到過制軍大衣 的工廠去的，親眼見制衣廠的工人把一顆顆銀光閃閃的工廠去的，親眼見制衣廠的工人把一顆顆銀光閃閃 的錫紐扣釘上去的呀！的錫紐扣釘上去的呀！” l沙皇吹胡子瞪眼睛：沙皇吹胡子瞪眼睛：“可是事實上，現在連半個紐可是事實上，現在連半個紐 扣也不見

57、了！你快去查一個清楚，到底是誰在搞破扣也不見了！你快去查一個清楚，到底是誰在搞破 壞！壞！“ 大臣嚇得連聲說大臣嚇得連聲說“是是”，馬上到倉庫里去調查。，馬上到倉庫里去調查。 管理倉庫的官員說：管理倉庫的官員說：“軍大衣運來時，確實是軍大衣運來時，確實是 有錫紐扣的，一直到發(fā)放軍大衣時才打開倉庫，那有錫紐扣的，一直到發(fā)放軍大衣時才打開倉庫，那 時沒注意去查看紐扣，不過現在還剩下一部分軍大時沒注意去查看紐扣，不過現在還剩下一部分軍大 衣。衣。“ 大臣取過一件查看，也沒有錫紐扣，只是在釘大臣取過一件查看，也沒有錫紐扣，只是在釘 扣子的地方，有灰色的粉末。奇怪，錫紐扣怎么失扣子的地方，有灰色的粉末。

58、奇怪，錫紐扣怎么失 蹤的呢？大臣百思不得其解，憂愁極了。大臣有位蹤的呢？大臣百思不得其解，憂愁極了。大臣有位 朋友，是個化學家。他聽說這件事后，就對大臣道朋友，是個化學家。他聽說這件事后，就對大臣道 出了錫紐扣失蹤的秘密。大臣把科學家引薦給沙皇。出了錫紐扣失蹤的秘密。大臣把科學家引薦給沙皇。 l科學家對沙皇說：科學家對沙皇說：“錫有個特性，在攝氏錫有個特性，在攝氏13.213.2度度 以下，就會慢慢變成松散的灰色粉末。而現在氣以下，就會慢慢變成松散的灰色粉末。而現在氣 溫已到了零下溫已到了零下3030度，怎么還能期望錫紐扣不失蹤度，怎么還能期望錫紐扣不失蹤 呢？呢？”沙皇還不大相信，科學家就拿

59、了一個錫酒沙皇還不大相信，科學家就拿了一個錫酒 壺放到皇宮外的臺階上。幾天后再去看，手一碰壺放到皇宮外的臺階上。幾天后再去看，手一碰 上去，那錫酒壺果然變成了一堆粉末。上去，那錫酒壺果然變成了一堆粉末。 于是，那個大臣被宣告無罪。于是，那個大臣被宣告無罪。 l鍺為銀白色的硬金屬。鉛為暗灰色，重而軟的金鍺為銀白色的硬金屬。鉛為暗灰色，重而軟的金 屬。錫有三種同素異性體，常見的為銀白色硬度屬。錫有三種同素異性體，常見的為銀白色硬度 居中的白錫，它有較好的延展性。白錫只在居中的白錫，它有較好的延展性。白錫只在 286434K溫度范圍內穩(wěn)定，它在低于溫度范圍內穩(wěn)定，它在低于286K時轉時轉 變?yōu)榉勰?/p>

60、的灰錫，高于變?yōu)榉勰畹幕义a，高于434K時，轉變?yōu)榇噱a。時，轉變?yōu)榇噱a。 鍺的化合物被應用的還不多。重要的是晶態(tài)鍺，鍺的化合物被應用的還不多。重要的是晶態(tài)鍺， 它具有金剛石那樣的結構，為重要的半導體材料。它具有金剛石那樣的結構，為重要的半導體材料。 錫和鉛，從金屬到化合物都有廣泛的用途。錫和鉛，從金屬到化合物都有廣泛的用途。 冶煉冶煉 l錫和鉛主要以氧化物或硫化物礦（如錫石錫和鉛主要以氧化物或硫化物礦（如錫石SnO2 和方鉛礦和方鉛礦PbS存在于自然界。冶煉主要過程是先存在于自然界。冶煉主要過程是先 將礦石焙燒，使硫、砷成為揮發(fā)性氧化物得以將礦石焙燒，使硫、砷成為揮發(fā)性氧化物得以 除去，有效