【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。  

第一章金属的通性

§1-2金属的化学性质，金属活动性顺序

【01】在上一节里【山注，化3-1-01，传送门CV21855227】，我们学习了金属的物理性质，知道了它们既有共同的特点，又有所差别；并知道这是由于金属的内部结构所引起的。那末，金属的化学性质是不是也有某些共同的特点呢？能否从理论上把它们概括起来呢？

【02】在学习化学的前面两册时，我们曾经碰到过不少有关金属的化学反应。例如某些金属跟非金属，如氧、卤素、硫、磷等直接化合生成盐类的反应；某些金属从酸里，有些并从水中置换出氢气的反应；某些金属从另一种金属的盐里把后者置换出来的反应；以及大部分金属的氧化物是碱性的，它们的相应水化物是碱类等等。从而，我们已经有了一些关于金属的化学性质的具体知识。

【03】在第二册原子结构和元素周期律一章里，当讲到分子的形成时，曾经指出过：所有元素的原子的最外电子层，都有成为稳定结构的倾向【山注，化2-3-04第02段，传送门CV21563958】。这种倾向引起了原子相互结合而形成分子，也就是发生了化学反应。由于金属原子的最外电子层上的电子数少，放出电子而使原子变成稳定结构的倾向性要比结合电子的倾向性大，因此金属原子容易放出电子而变成带正电荷的阳离子，而且典型的金属绝不与电子相结合，这就是金属参加化学反应时的特点。例如：

【04】在第二册电离学说一章里，我们知道离子化合物和极性化合物，在水溶液里会电离成阴、阳离子。【山注，化2-4-01，传送门CV21589112】例如：

【05】在这些溶液里的阳离子，是对应的金属原子或氢原子放出电子后带正电荷的质点。这些质点，如果碰到电子，当然有可能重新结合，成对应的中性原子。

【06】前面已提过，金属原子由于结构的不完全相同，放出电子的倾向性的大小是不同的，活动金属放出电子的倾向要比不活动的金属强。所以，如果有一种金属，例如锌，分别放进上述的一些溶液里去，情况将会怎样呢？

【07】从原子结构来看，锌原子放出电子的倾向要比铜原子、氢原子放出电子的倾向性大，而比钠原子的弱。所以不难想象：当锌分别放进上述溶液后，就会把它自己的外层电子转移到铜离子或氢离子上去，使它们结合电子后变成对应的铜原子或氢原子，从溶液里析出；而锌原子本身就变成了阳离子进入溶液里去，用离子方程式来表示，就是：

【08】但是，锌在钠离子的溶液中这种电子的转移就不可能。

【09】这些例子说明了，金属跟酸或盐溶液所起的置换反应的本质：就是比较活动的金属原子上的电子，转移到氢离子或活动性较弱的金属的离子上的过程。

【10】从上面一些具体例子来看，金属参加化学反应——不论是化合反应或置换反应一的特征都是放出电子而成阳离子。所以我们可以给金属下这样的定义：一种元素，它的原子如果在化学反应里容易放出电子而转变成带正电荷的离子，这种元素就叫做金属，金属原子不能结合电子，也就是说，不能转变成带负电荷的离子。到此，我们对“金属”这个概念有了更进一步的认识。

金属活动性顺序

【11】金属单质参加化学反应的本质是放出电子，那末，由于金属原子结构的不同，放出电子的难易程度有所不同，因此金属参加化学反应的活动性自然也有所差别。金属愈容易放出电子，它就愈活动，跟其他物质起反应也愈剧烈；反之，不容易放出电子的金属的活动性就很小，它跟其他物质起反应就不容易，甚至没有反应。所以我们可以利用各式各样的反应，来比较各种金属的相对活动性程度。比如有人曾利用金属跟金属盐溶液的置换反应，对金属的活动性进行了研究。例如，前面提到的金属锌能从铜盐溶液中置换出铜；而不能从钠盐溶液中置换出钠。这表示锌的活动性比铜大而比钠小。这样把各种金属按照它们的化学活动性的降低而排列成个顺序，称做“金属活动性顺序”（参看第一册§5-4）【山注，化1-5-04第49/50段，传送门CV20850981】。

【12】下面就是儿种常遇的金属的活动性顺序：

【13】这里把氢也排在顺序之中，因为它在一定程度上说具有类似金属的性质，能从某些盐溶液中置换出金属，它的本身也能被很多金属从酸溶液中置换出来，金属活动性顺序能给我们下列有关金属在溶液中进行反应的一些知识：

【14】(1)每一种金属可以从排在它右面的金属的盐溶液中，置换出后者。反之，则不可能。二种金属的排列位置相距越远，置换愈容易，反应速度愈快。【置换反应的速度和盐溶液的浓度也有较大关系，特别对位置相近的金属影响更大】

【15】例如，锌能从铁盐溶液中置换出铁，也能从铜盐溶液中置换出铜，因为铁和铜的排列位置都在锌的右面。但锌不能从钠盐的溶液中置换出钠，因为钠的位置在锌的左面。并且，锌置换铜的反应比置换铁快，因为锌和铜的位置相距较远。

【16】(2)上面的情况对氢气（在大气压力下）也能适用。就是只有排在氢左面的金属才能从稀酸溶液中置换出氢气。位置愈左，置换能力愈强。排在氢右面的金属就不能从酸中置换出氢气。

【17】例如，钾、钠等最前面的几种金属，在稀酸中置换氢的速度可达爆炸性的程度（有危险！）。它们在常温下跟水也能起剧烈的反应，置换出氢气，这是我们已经知道的。但镁、铝、锌等就必须在加热情况下跟水才有反应；在常温下只能跟酸起反应。位置在氢右面的，例如铜，则无论在什么情况下，都不能置换出氢。必须注意，铜跟氧化性酸的反应，例如跟硝酸反应，不是置换反应，生成物没有氢气的！

【18】此外，金属活动顺序对金属跟非金属的化合反应，大致上也是适用的。例如跟氧的化合反应来说，钾、钠、钙在常温下就很易跟氧化合而成氧化物，因此我们只能用隔绝空气的方法来保存它们。镁、铝、锌等氧化虽较慢，但表面还是会很快生成一层氧化物。铁、镍、铜等，在常温下的干燥空气里就不易起氧化，能长时间保持金属的光泽至于银、铂、金等，即使在加热情况下也不会氧化。

【19】从上面的学习，我们可以得出结论：金属的化学性质，也同物理性质一样，有它们的共同特点，就是在化学反应中，金属原子都是放出电子的。并且它们的活动性有一定的规律，这和它们的原子结构有一定的关系。

习题1-2

1、用离子方程式表示下列反应，并指出电子的转移情况：

(1)镁跟氯气的反应；

(2)铝跟盐酸的反应；

(3)氯气跟碘化钾溶液的反应。

2、怎样从上题可以归结出，金属和非金属在化学反应过程中的根本区别？

3、什么叫金属？什么叫金属性？金属和非金属之间有没有严格的界限？为什么？

4、什么叫金属活动性顺序？它告诉我们些什么？

5、把下列金属：锌、铁、镁、铜，分别放入硝酸铅稀溶液中，能看到什么现象？用金属活动性顺序来解释这些现象。

6、怎样解释铜和稀盐酸没有反应，而跟稀硝酸能起反应（必要时加热)？又怎样解释铜和稀硫酸没有反应而跟浓硫酸能起反应（必要时加热)？写出反应的化学方程式。

7、在元素周期表里的主族元素，从原子得失电子的难易程度来看，哪一种元素的金属性最强？哪一种元素的非金属性最强？

8、用5.25克不纯锌粒跟稀硫酸反应，产生氢气.当反应停止时，收集到1.44升氢气（折合到标准情况下）。计算锌的百分纯度。【79.6%】