細(xì)說金屬的延展性

化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)與變化規(guī)律的科學(xué)，金屬的性質(zhì)當(dāng)然也在研究之列。同學(xué)們在學(xué)習(xí)金屬的物理性質(zhì)過程中，會(huì)在教材中看到一張圖，該圖揭示了金屬的一些物理性質(zhì)及其在實(shí)際應(yīng)用中的多樣用途。

有趣的是，通過對(duì)比不同版本的教材，同學(xué)們可能會(huì)注意到圖中文字表述的微妙變化。早期的教材中提到金屬“能展成薄片”，而現(xiàn)行的教材則更新為“有延展性，能壓成薄片”。這一變化實(shí)際上引導(dǎo)我們深入探討一個(gè)核心概念——延展性。

什么是延展性

其實(shí)，延展性是延性、展性兩個(gè)概念相近的機(jī)械性質(zhì)的合稱。這些概念多見于材料科學(xué)。延性是材料受力而產(chǎn)生破壞之前的塑性變形能力，主要表現(xiàn)在材料被拉伸成線條狀時(shí)。而材料在外力（錘擊或滾軋）作用下能被碾成薄片而不破裂的性質(zhì)，則是展性。通俗一點(diǎn)兒說，金屬有延性，是指金屬可以被抽成細(xì)絲；金屬有展性，是指金屬可以被壓成薄片。

常見金屬及許多合金均有延展性。延性和展性兩者間并不總是相關(guān)，如金具有良好的延性和展性，但是鉛僅有良好的展性。因這兩個(gè)性質(zhì)概念相近，常被合稱為“延展性”。

金屬延展性的應(yīng)用

除了教材中說的可以拉成絲、壓成薄片，還有哪些具體的例子能說明金屬具有延展性呢？

當(dāng)前，懸索橋與斜拉橋成為橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域的流行趨勢。無論是懸索橋還是斜拉橋，都離不開纜索。研發(fā)纜索的科技含量非常高，要求對(duì)所用金屬材料的延展性進(jìn)行極其精確的控制與把握。

延性最好的金屬莫過于鉑了。鉑，俗稱“白金”，最細(xì)的白金絲直徑不過1/5 000毫米。而生活中利用金屬展性的現(xiàn)象，比較常見的就是金箔了。金的展性非常好，最薄的金箔只有1/10 000毫米。一兩黃金壓成的金箔，可覆蓋兩個(gè)籃球場。

延展性有規(guī)律嗎

一般情況下，延展性都是對(duì)金屬來講的，即對(duì)金屬晶體來講，對(duì)其他晶體一般不講延展性。那么，哪些金屬具有更好的延展性呢？

活潑金屬的延展性往往很差，不活潑金屬的延展性往往很好。比如，在金屬中，金、銀、鉑的延展性都在最好之列，堿金屬和堿土金屬的延展性均在最差之列。當(dāng)然，在金屬中，延展性最差的要數(shù)金屬汞了，因?yàn)樗诔B(tài)下為液態(tài)。

金屬為什么具有延展性

我們常說，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)。所以，金屬具有延展性的問題也可以從金屬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，金屬內(nèi)原子層之間容易做相對(duì)位移，金屬發(fā)生形變而不易斷裂。因此，金屬具有良好的延展性。

金屬內(nèi)沒有分子或離子，而是完全的金屬鍵，即全是金屬原子之間直接相互作用構(gòu)成的。金屬通常是按照最密集排列，就像平時(shí)堆放水果一樣，整齊地羅列起來的，各原子之間的距離都差不多，是一種晶體。金屬晶體的組成微粒為金屬離子和自由電子，存在金屬鍵。當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。由于金屬離子與自由電子之間的相互作用沒有方向性，滑動(dòng)以后，各層之間仍保持著這種相互作用。在外力作用下，金屬雖然發(fā)生了變形，但是金屬鍵不被破壞，不破壞金屬鍵，移動(dòng)就容易，因?yàn)檫@樣金屬離子移動(dòng)時(shí)就不需要吸收能量克服金屬鍵能。

通過上述介紹，同學(xué)們對(duì)金屬的延展性應(yīng)該有所了解了吧？

（責(zé)任編輯：白玉磊）