元素按其性質可大致分為金屬和非金屬。
在已發現的 \(100\) 多種元素中,金屬佔據了其中的絕大多數 (約 \(75\%\)),它們位於週期表的左側。金屬的一般性質如下:
大多數金屬是呈銀白色的,但有少數例外,如金和銅。
純淨的金屬表面都具有美麗的金屬光澤。
大多數金屬的熔點和沸點比較高。例如,在常壓下,金 (\(\ce{Au}\)) 的熔點是 \(1064.2^{\circ}\text{C}\)。銀 (\(\ce{Ag}\)) 的熔點是 \(961.8^{\circ}\text{C}\),銅 (\(\ce{Cu}\)) 的熔點是 \(1084.4^{\circ}\text{C}\)。因此,在常溫常壓下,金屬通常是固體。
但是,汞 (\(\ce{Hg}\)) 是一個例外,它的熔點只有 \(-38.8^{\circ}\text{C}\)。所以,汞是唯一一種在常溫常壓下呈液態的金屬。
金屬都是熱和電的良導體。
金屬具有延展性,能夠被彎曲或拉伸至各種不同形狀。
金屬的硬度和強度通常比較高,例如鋁可用於建造高空電纜。但是,也有少數金屬很柔軟,例如鈉可以用刀切割。
已發現的非金屬只有 \(20\) 多種。除氫外,它們都位於週期表的右側。非金屬的一般性質如下:
固態非金屬的表面晦暗無光。
不同的非金屬具有不同的顏色。例如,碳呈黑色,硫呈黃色,氯呈黃綠色,溴呈紅棕色,而碘呈紫黑色。
非金屬的熔點和沸點通常比較低。在常溫常壓下,所有的氣體都是非金屬。
但並不是所有的非金屬的熔點和沸點都很低。例如,石墨 (即鉛筆芯的主要化學成份,它是碳的一種天然存在形式) 的熔點極高,約為 \(3730^{\circ}\text{C}\)。
非金屬是熱的不良導體。除石墨外,非金屬都不能導電。
固態非金屬沒有延展性,十分易碎。
非金屬的硬度和強度各不相同。 例如,金剛石是自然界中最堅硬的物質,但硫卻非常軟。
性質 | 金屬 | 非金屬 |
---|---|---|
外觀 | 表面有光澤,大多呈銀白色 | 表面通常晦暗無光 |
常溫常壓下狀態 | 除汞外,均為固體 | 除溴外,均為氣體或固體 |
熔點和沸點 | 通常較高 | 通常較低 |
導電性 | 良好的導電體 | 除石墨外,均不能導電 |
導熱性 | 良好的導熱體 | 不良的導熱體 |
延展性 | 具有延展性 | 易碎,無延展性 |
硬度和強度 | 大多堅硬 | 各不相同 |
中對比了金屬和非金屬的一般性質。
請注意:其中大部分性質都會存在例外。例如,金屬的硬度通常很高,但金屬鈉卻很柔軟;金屬的熔點和沸點通常很高,但金屬汞的熔點卻很低。又如,非金屬通常表面晦暗無光、不能導電且熔點低,但身為非金屬的石墨 (碳的一種存在形式)的表面有光澤,能夠導電且熔點極高。
若要判斷一種元素是金屬還是非金屬,通過測試它的哪項性質最為簡單而有效?
答案是導電性。因為金屬都具有導電性,而除石墨外的非金屬都不具導電性。在測試時,將待測試的金屬或非金屬連接於如圖所示的裝置中,若燈泡變亮,則說明它很可能是金屬;若燈泡不亮,則說明它一定是非金屬。