黄金有延展性吗?(科学解释)

金的原子序数为79,用符号Au表示。它属于元素周期表的第11组,被归类为过渡金属元素。它在自然界中以自由元素的状态存在,也以矿物与其他元素结合的形式存在。

金被认为是最不活泼的元素之一,被归类为惰性金属。它是一种稀有的、有吸引力的、珍贵的元素,用于制作珠宝和其他昂贵的物品。在早期,黄金也被用来制造硬币。

如果你见过薄薄的金箔,想知道它是怎么做的,别担心!我来告诉你!

那么,黄金有延展性吗?是的,黄金是一种可延展的金属。事实上,黄金是所有金属元素中可塑性最强的。延展性是指金属在锤击等简单力的作用下被击打成薄片的能力。这是由于金属中原子的排列,即它们的晶格结构,允许重新设计整个结构以获得不同的形状,也称为塑性变形。

可塑的意思是“能被锤击、敲打等塑造的”。

为什么黄金具有延展性?

金属在相对较低的应力(如锤击)下发生塑性变形的性质称为延展性。

金属在压缩和拉伸下容易变形,而不是像许多其他元素那样分解。

因此,通过施加一定的压力,金属可以被轧制成薄片。当我们称黄金为最具延展性的金属时,我们的意思是它能在所有金属中形成最薄的薄片。

黄金——不仅仅是珠宝制造

一克黄金可以卷成一平方米宽的薄片。这些薄片可以薄到变成半透明的。

黄金或事实上任何金属具有延展性的原因是它们内部原子的排列,也称为晶格结构。金原子排列在面心立方晶格中。

这意味着原子被一层一层地固定在一起。由于这些层之间没有直接的联系,当施加压力时,它们很容易互相滑动。随着压力的增加,越来越多的层呈线性排列,因此就形成了薄片。

因此,金的原子排列决定了它被塑造成不同形状和大小的物品的行为。黄金的最高延展性也是其价格高的原因之一。

影响黄金延展性的因素

金属的延展性是由许多因素造成的,在我们的例子中,就是黄金。

然而,影响黄金延展性的两个最重要的因素是:

•金属键合

在前面的部分中,我们讨论了金属内部的原子是如何层层叠加的。此外,这些层能够相互滚动,使金属发生塑性变形。

然而,你可能会想,在正常情况下,这些层是如何保持在一起的?实际上,这些层是通过金属键连接在一起的。

金属键,顾名思义,是特定于金属,其中一个或多个价电子离开轨道,开始四处游荡。这些电子不再属于一个确定的原子,而是通过附近所有原子的权威传播。

由于电子在一个地方不稳定,金属键是一个相当弱的力来保持原子在一起,这就是为什么,原子层即使连接在一起,也能互相滑过。

正是由于金属键合,所有的金属都可以被重塑,并表现出延展性和延展性。

让我们通过下面的图表来理解它:

金原子层

上图描述了原子在正常情况下在金内部的分层排列。然而,当施加外力或压力时,不同的层会相互滚动或滑动,如下图所示:

金原子层移

现在你知道金属键是如何影响延展性的了,为什么它如此重要。

•温度

当热作用于金属时,金属内部的原子会获得动能,因此它们倾向于远离彼此。在这种情况下,如果施加一个外力,同时也有意将这些原子分散开来,整个过程就会变得更容易。

这就是为什么随着温度的升高,金属变得更有延展性和延展性。这就是为什么你总是会看到,每当一个金属物体被重塑或塑造时,它总是被加热到超过一定的温度。

温度对金属也有不利的影响。这意味着当温度低于某一特定温度时,金属就会变脆。这种效应称为脆化效应,温度称为转变温度。

过渡温度是连接点,高于该温度金属具有延展性,低于该温度金属易碎。

下图清楚地描述了温度与金属的延展性和延展性之间的关系。

延展性与温度关系图

金属在温度影响下的延展性变化,看上图,也称为冲击过渡曲线,就很容易理解了。

正如所见,延展性随着温度上升到某一点而增加,在此之后它变成常数,脆性的情况也类似。

不同金属的转变温度因其纯度和其他相关条件的不同而不同。

黄金的晶格结构

任何元素的晶格结构都可以分为两部分,即布拉韦晶格和原子。Bravais晶格是元素的原子被排列的空间,它被划分为单位细胞。

通常,单位细胞被认为是一个立方体的形状,其中原子以不同的模式排列,每种模式都有不同的名称。

金原子以面心立方(FCC)晶格结构排列。这种排列可以用一个立方体来描述,在这里立方体象征着黄金。

现在,在这个立方体中,金原子位于它的八个角,也称为晶格点,在立方体的六个面各有一个原子(这就是为什么它叫面心)。

黄金的FCC结构如下所示:

金晶体的单胞由4个金原子组成。|下载科学图表

原子计数的:计算构成每个单元细胞部分的原子数的:

位于角上的原子贡献了1/8th单位细胞中原子的一部分。

还有,有8个角。因此,8 × 1/8 = 1个原子

现在,立方体正面或侧面的原子为单位细胞贡献了½个原子。

由于立方体有6个面,因此,6 X½= 3个原子

因此,一个金单元格的原子总数= 1 + 3 = 4

金属的延展性顺序

延展性是允许金属塑性变形而不发生断裂的特性,即金属由于其延展性而具有塑造成各种形状的能力。

如前几节所讨论的,所有金属都具有延展性。然而,延展性的程度取决于许多因素,如晶格结构、原子的大小、价电子的数量等。

如果原子的大小很大,由于电子与原子核的距离,就会有更多的电子可用来成键。同样,价电子也影响金属内部的金属键合。

考虑到影响金属延展性的各种因素,它们可以按照延展性递减的顺序排列如下:

延展性的递减顺序

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黄金的性质

黄金的一些重要特性如下:

金是一种亮黄色的金属,原子质量为79。

黄金的熔点和沸点分别为1064°C和2700°C。

•它是热和电的良好导体,因此它被用于制造各种电器的重要小部件。

•黄金还能反射热和光,正是因为它被用于宇航员的头盔涂层。

•黄金的需求特别大,因为它具有诱人的明亮光泽的外观,适合制作珠宝和珍贵的装饰物品。

看看一个关于黄金延展性的有趣视频。

结论

延展性是指金属在外力或压力(如锤击)的作用下被击打成薄片的特性。

金属内部原子的排列对其延展性起着特别重要的作用。金属可能的塑性变形使它们能形成各种形状。

金是最具延展性的金属,其中原子以面心立方晶格排列。

金内部的原子以层的形式排列,当施加外部压力时,这些原子可以相互滑动。

影响金或其他金属延展性的两个重要因素是金属键合和温度。

快乐学习! !

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