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2015年10月25日 星期日

最後一分鐘_金屬及離子化合物在物理性質上的分別

金屬及離子化合物分別組成巨型金屬結構及巨型離子結構,造成不同的物理性質。

由於兩者都有很強的化學鍵,他們的溶點、沸點、密度及硬度都很高。但離子化合物十分易碎 (Brittle)。這是由於離子層移位後就會和另一層互相排斥、最終碎裂





相反,金屬不但不易碎,they are malleable and ductile。由於金屬鍵是由固定的金屬離子及周圍走的電子組成,即使離子被推到另一邊,delocalized electrons就會像流動的「膠水」一樣將已移位及未移位的離子固定起來,所以金屬只會變型但不會碎裂。



或者會有同學曾在學校附近的汶X或幾X餐廳表演拗不鎸鋼匙羹,但唔會係學校拗粉筆。除左可能驚老師冇粉筆上堂用之外主因係因為粉筆一拗就斷而鋼羹唔會。

如果大家在冬天時候坐過地鐵的座位或會對金屬的另一特點很有體會︰高傳熱性。一般粒子的傳熱方法就是靠振盪的方式慢慢地將熱能由一邊傳到另一邊離子化合物就是其中一個例子︰



金屬除了有以上傳熱的方法,還有Delocalized electron擔當外賣仔的角色、幫手將熱能由受熱的一邊走到未受熱的一邊、再以碰撞的方式將熱能傳給離子︰



講起最後一個特性都會令我想起一次逛精品店的經驗。淘大一期二樓的精品鋪是筆者以前放學後其中一個好去處,這是個潮流及創意的集中地、在裡面經常可以發現一些意想不到的東西。有次見到一個裝著糖果的膠盒,打算開蓋時當手指按在凹位時就突然隻手麻晒,當堂就嚇我一跳、然後就得淡笑。其實那個只不過是邪惡的電路,當我放手指壓那金屬片時就會產生閉合電路。那兩片金屬其實如何把電傳到我的手指?

又是「萬能Keydelocalized electron出場的時候。當金屬和電池形成閉合電路,delocalized electrons就會由負極走向正極來傳電 (須注意電流Current flow和電子流向electron flow是相反的,同學如有學習物理就會知其原因)



離子化合物驟似可做到類似的功能(雖然這些粒子尺寸上是大了點),但當它仍是固體時就不能成事︰



但當它在熔化狀態(molten state, 其實即是液態)或水溶液的狀態時就會有流動離子(mobile ion),所以能夠傳電。


(版主不知為何明明在軟件已弄走杯底的箭咀,但抄下來時仍然出現,大家可以無視這小錯誤)

離子化合物並沒有特別的物理性質。就像剛才提及的導電性,離子化合物可以溶於水中形成水溶液。不過它不能溶在有機溶劑內,因為有機溶劑的分子之間引力太弱,不能和引力強的離子組成新的引力、互相混合溶解。

大部分金屬都不能溶在水或有機溶劑中,即使可以都是因為兩者之間有化學反應(如鈉能溶水是因為它會和水反應產生NaOH)


最後在此總結金屬和離子化合物整體在物理性質上的分別︰

Physical Properties
Metals
Ionic compounds
Melting point
High
Boiling point
Density
Strength & hardness
Strong and hard,
Malleable & ductile
Hard
But brittle
Thermal conductivity
High
Low
Electrical conductivity
Conductor in both solid & liquid state
Insulator in solid state
Conductor in aqueous or molten state (i.e. liquid state)
Solubility
Not soluble in water
(if soluble in water, a reaction occurs)
Soluble in water

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