无机化学《金属通论》教案

无机化学《金属通论》教案［教学要求］.从金属结构的角度认识金属的共性。.了解金属冶炼的方法及现状，掌握埃林汉姆图的意义及使用方法。.了解合金的基本知识。［教学重点］.从金属结构的角度认识金属的共性。.金属氧化物的埃林汉姆图的意义及使用方法。［教学难点］金属的共性与其结构的关系。［教学时数］2学时［主要内容］.金属的分类及存在。.金属氧化物的埃林汉姆图，工业上冶炼金属的一般方法。.金属的物理和化学通性。.合金。［教学内容］19-1概述到目前为止，已知元素有109种，其中金属约有87种，效金属5种，非金属17种。其中有12种元素是用人工方法合成的。金属通常可分为黑色金属与有色金属两人类，黑色金属包括铁、锰和铬及它们的合金，主要是铁碳合金(钢铁)，有色金属是指除去铁、铬、锰之外的所有金属。有色金属大致上按其密度、价格、在地壳中的储量及分布情况、被人们发现和使用的早晚等分为五大类：.轻有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金属，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。这类金属的共同特点是：密度小(0.53—4.5g/cm3)，化学性质活泼，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。.重有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金属，共中有铜、镍、铅、锌、钻、锡、锑、汞、镉、秘等。.贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素(铂、铱、俄、钉、钯、铑)，由于它们对氧和其它试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采和提取比较困难故价格比一般金属贵，因而得名贵金属。它们的特点是密度大(10.4—22.48g/cm3)；熔点高(1189—3273K)；化学性质稳定。.准金属：一般指硅、铭、硒、砷、硼，其物理化学性质介于金属与非金属之间，如脆，是电和热的不良导体。.希有金属：通常是指在自然界中含量很少，分布稀散、发现较晚，难以从原料中提取的或在工业上制备及应用较晚的金属。这类金属包括：锂、铷、铯、被、钨、钼、钽、铌、钛、铪、钒、铢、镓、铟、铊、错、希土元素及人造超铀元素等。要注意，普通金属和希有金属之间没有明显的界限，大部分希有金属在地壳中并不稀少，许多希有金属比铜、镉、银、汞等普通分属还多。金属在自然界中分布很广，不论矿物，动植物或水界中都或多或少含有它们的成分。通常将化学元素在地球化学系统中的平均含量称之为丰度。为了纪念美国克拉克在计算地壳内元素平均含量所作的贡献，通常把各元素在地壳中含量的百分比称为“克拉克值”，如以质量百分数表示，就称：为“质量克拉克值”或简称“克拉克值”；如以原子百分数表示，则称为“原子克拉克值”。P649表16-l列出了各种金属在地壳中含量，表16-l所列数据为苏联维诺格拉多夫在1962年提出的。各种金属的化学活泼性相差很大，因此，它们在自然界中存在的形式也各不相同。少数化学性质不活泼的元素，在自然界中以单质游离存在，活泼的元素总是以其稳定的化合物存在。可溶性物化合物大都溶解在海水、湖水中，少数埋藏于不受流水冲刷的岩石下面。难溶的化合物则形成五光十色的岩石，构成坚硬的地壳。例如，自然界里的金、铂只有游离状态的，游离状态的银和铜比较少，游离的汞、锡等金属就更少。性质较活泼的一些轻金属仅呈化合状态而存在，一般轻金属常以氯化物、碳酸处、磷酸盐、碳酸盐等盐类的形式存在，个别轻金属也有形成氧化物的。如常见的食盐（主要成分NaCl）。光卤石、菱镁矿、重品石、石膏等。重金属则主要形成氧化物和硫化物，也有形成碳酸盐的。重要的氧化物矿有：磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、软锰矿、锡石、赤铜矿等，重要的硫化物矿有：方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿等。此外还有大量各种硅酸盐矿物。我国金属矿藏储量极为丰富，如铀、钨、钼、锡、锑、汞、铅、铁、金、银、菱镁矿和希土等矿的储居世界前列；铜、铝、锰矿的储量也在世界占有重要的地位。由于人类对自然资源日益增多的要求和科学技术突飞猛进的发展。使人们越来超重视海洋资源。海洋面积约三亿六千万平方公里，占地球总表面积70%以上。除海底有丰富矿藏外，海水中含有八十多种元素，其中多为金属元素：主要呈盐类形式存在，其中除含大量的钠、钾、钙、镁外，还合有各种希有贵重金属如铷、锶、铀、锂、钡等。海水中金属浓度虽低，但因海水量巨大，所以金属总量非常可观，如海水中铀的总量达四十亿吨以上，相当于陆地铀储量的4000倍。海水中约5百万吨黄金，8千万吨镍，1亿6千万吨银，8亿吨银，所以说海洋是贮存金属的“聚宝盆”，向海洋索取金属资源是我们的一项重要任务。在这方面湿法冶金是大有作为的。19-2金属的提炼一、金属的提炼工业上能用来提炼金属的矿物称为矿石。绝大多数矿石都多少含有杂质。主要是石英、石灰石和长石等，这些物质也称为脉石。所以从矿石小报炼金属一般经过三大步骤：（1）矿石的富集，（2）冶炼，（3）精炼。矿石的富集就是预先处理矿石，把其中所含大量脉石移去，以提高矿石中有用成分的含量。选矿的方法很多，根据矿石的颜色、光泽、形状等不同的特征可进行简单的手选，利用矿石中有用成分与脉石的密度、磁性、粘度、熔点等性质的不同，可以采用不同的方法选矿，常用的选矿法有水选法、磁选法和浮选法等。从矿石提炼金属的方法很多。但提炼的原理完全相同，就是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。由于金属的化学活泼性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同，这样就可以采取不同的冶炼方法，工业上提炼金属一般有下列几种方法：一、 热分解法：有一些金属可以用简单加热的方法得到。大多数氧化物直到1273K也是稳定的，但在金属活动顺序中，在氢后面的金属其氧化物受热就容易分解如HgO和Ag2O加热发生下列分解反应：2HgO=2Hg+O22Ag2O=4Ag+O2将辰砂（硫化汞）加热也可以提出汞：HgS+O2=Hg+SO2二、 热还原法：大量冶金过程属于这种方法。焦碳、一氧化碳、氢和活泼金属等都是良好的还原剂。.用碳作还原剂因碳资源丰富，又价廉。取锡、锌、铅和铁常用此法来制取。SnO2+2C=Sn+2COC&O+C=2Cu+CO反应需要高温，常在高炉和电炉中进行。所以这种冶炼金属的方法又称为火法冶金，例如MgO+C=Mg+CO如果矿石主要成分是碳酸盐，也可以用这种方法冶炼。因为一般重金属的碳酸盐受热时都能分解为氧化物、再用碳还原：ZnCO3=ZnO+CO2ZnO+C=Zn+CO如矿石是硫化物，那末先在空气中煅烧，使它变成氧化物，再用焦碳还原，如从方铅矿提取铅：2PbS+3O2=2PbO+2SO2PbO+C=Pb+CO.用氢气做还原剂：用碳作还原剂得到的金属往往混有碳和金属碳化物，得不到纯金属。工业上要制取不含碳的金属和某些希有金属，也常用氢还原法，生成热较小的氧化物，例如氧化铜、氧化铁，氧化钻等，容易被氢还原成金属。具有很大生成热的氧化物，例如氧化铝，氧化镁，氧化锆和氧化钛，基本上不能被氢还原成金属。如用纯度很高的氢和纯的金属氧化物为原料，可以制得很纯的金属。如用氢还原三氧化钨：WO3+3H2=W+3H2O反应是在特殊的密封管状装置中进行。3.用比较活泼的金属作还原剂如何选择金属还原剂？首先，金属还原某种化合物的可能性要用该反应的大小来判断。当碰到可以用两种以上的金属作还原剂时，究竞选择哪一种金属？这就要考虑还原剂以下几方面情况：⑴还原力强；（2）容易处理；（3）不和产品金属生成合金；（4）可以得到高纯度的金属；（5）还原产物容易和生成金属分离；（6）成本尽可能低，等等。通常铝、钙、镁、钠等那是强还原剂，铝是最常用的还原剂，由于它是一种挥发性低与价廉的金属，生成氧化铝的反应是强烈的放热反应。我们就可以用铝和许多金属氧化物反应，而不必额外给反应混合物加热（注意：为了使反应发生，需用镁条等将引燃剂点着，以达到反应开始所需的温度）。用铝从金属氧化物还原出金属的过程叫铝热法。例如将铝粉和三氧化二铬作用该反应的=-622.9kJ/mol，铬被还原出来，同时放出大量的热（温度可达3273K）在这样的高温下，还原出的金属呈液态析出。"+2Al=2C「+A12O3它的缺点是容易和许多金属生成合金。一般采用调节反应物配比的方法，以尽量使铝不残留在生成的金属中。钙、铁不和各种金属生成合金，因此可用作钛、锆、铪、钒、铌、钽等氧化物的还原剂。在某些情况下，金属氧化物很稳定，金属难被还原出来，可以用活泼金属还原金属卤化物来制备，如：叫+4Na=F+WRECl3+3Na=RE+3NaClT1C14+2Mg=Ti+2MgCl2三、电解法：在金属活动顺序表中，在铝前面的几种轻金属是很活泼的金属，它们都很容易失去电子，所以不能用一般还原剂，使它们从化合物中还原出来。这些金属（如铝、镁、钙、钠等）用电解法制取最适宜，电解是最强的氧化还原手段。任何离子化合物都可以进行电解反应。还原反应在阴极上产生，这个方法可以得到很纯的产品，但要消耗大量的电能成本较高。下面以电解熔融氧化铝制铝为例来说明：铝的化学性质比较活泼，铝的冶炼常用最强的还原手段一一电解法，或用最强的还原剂一一钾、钠和钱等进行还原。直到上世纪80年代末都是用第二种方法冶炼铝，由于作为还原剂的钾、钠和镁本身制造困难，所以用这种方挟制取铝的代价很高，以致当时仅用它来制造珠宝首饰。1886年发现了用电解方法来制备铝，完成了工业上大规模制备铝的方法。电解质是氧化铝和冰晶石(NaAlF6)的混合物，因为氧化铝的熔点特别高(2323K)为了降低熔化温度，加入冰晶石是必要的。一种金属采用什么提炼方法与它们的化学性质、矿石的类型和经济效果等有关。金属的提炼方法与它们的性质和存在的关系P662(见图16—2):活泼的金属主要熔盐电解法提炼。以氧化物或含氧酸盐形式存在的用电解法或化学还原法来制备特别是用活泼金属置换法来制备。以硫化物形式存在的通常要先焙烧，使之变成氧化物，然后用热还原法或热分解法处理。氧化物的还原如能用炭做还原剂，是最经济的方法。元素在容易分解的化合物中存在时，可以用热分解方法处理。二、 金属还原过程的热力学前面学习了热分解法，热还原法等提炼金属的方法。现在我们用自由能这个热力学函数来判断某一金属从其化合物中还原出来的难易及还原剂的选择性问题。金属氧化物越稳定，则还原成全属就越困难，各种不同金属氧化物还原的难易，定量地比较它们的生成自由能就可以知道。氧化物的生成自由能越负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。艾林汉(Ellingham)在1944年第一次将氧化物的标准生成自由能对温度作图，后又硫化物、氯化物、氟化物等作类似的图。这种图称为自由能图(也称为Ellingham图)。用这种图可以在任何一类化合物中立即看出哪些金属较其它金属能形成更稳定的化合物。P663图16-3是用消耗l摩尔O2生成氧化物过程的自由能变化对温度作图的。由△rG=ArH-TArS的关系，假如△rH和△§为定值时，则^^对绝对温度作图便可得到一直线。直线与纵坐标的截距即为△尹'的近似值。直线的斜率等于反应熵变。只要反应物或生成物不发生相变(熔化、气化、相转变')^rG对T作的图都是直线。因为如有相变，必定有熵变，由于熵变是直线的斜率，所以当发生相变时，直线斜率将改变。从图16—3氧化物的自由能图可以得到一些金属还原过程的规律：.一个反应要能进行，其^Q必须为负值。从图可知，凡AQ为负值区域内的所有金属都能自动被氧气氧化，凡在这个区域以上的金属则不能。 r.氧化物的稳定性和其^rG值大小直接有关，稳定性差的氧化物△rG负值小，△rG—T直线位于图上方。稳定性高的氧化物△负值大，dG—T直线位于图下方。在自由能图中，一种氧化物能被其下面的那些金属所还原，因为这■个反应的△G<0。r.图中C+O2=CO2的直线几乎是水平的，即其斜率-0；反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的直线向下倾斜，即具有负的斜率。2CO+O2=3CO2的直线因熵变为负值，所以温度越高，反应的AQ增大，直线从左向右向下倾斜。三条直线交于983K。高于此温度，2C(s)+O2(g)=2CO(g)的反应倾向大，低于此温度，2CO+O2=3CO2的反应倾向更大。三、 金属的精炼一般工业上制得的金属，都含有各种杂质，不能适应现代科学技术发展的需要。现介绍几种常见的金属精炼的方法。一、 电解精炼电解精炼是广泛用的一种金属精炼法。此方法是将不纯的金属做成电解槽的阳极，薄片纯金属做成阴极，通过电解，纯金属在阴极上析出。常用此法精炼提纯的金属有Cu、Au、Pb、Zn、Al。二、 气相精炼法铁、汞、锌、锡等可直接馏法提纯。例如粗锡中的锡和所含杂质具有不同的沸点，控制温度在锡的沸点以下，“杂质沸点''以上，可使杂质挥发除去。为了改善挥发条件，采用真空挥发是很适合的。气相析出法是使挥发性金属化合物的蒸气热分解或还原而由气相析出金属的方法。按反应方法可分为气相热分解法和气相还原法两种。适于用气相析出法的金属是高熔点、难挥发的；但必须是能够生成在低温易于合成，而在高温易于分解的挥发性化合物的金属。下面仅介绍羰化法和碘化物热分解法。羰化法是提纯金属的一种按新的方法。现以镍为例。羰化法提纯镍是基于镍能与一氧化碳生成易挥发并且也容易分解的一种化合物一一四羰基合镍。用高压碳化法可以得到99.998%的高纯镍。将粗镍装入高压釜内，在100-250atm、423-493K时进行高压羰化生成的气体导人冷凝器内，得到液体羰基化物。然后精馏(328-333K)，沸点低的Ni(CO)4先蒸发，最后热分解(513-593K)，得到纯镍粉。分解出来的一氧化碳再返回使用。铁等许多过渡金属也可用此法精制。碘化物热分解法可用于提纯少量锆、铪、铍、硼、硅、钛和钨等。如将不纯的金属钛在323-523K下用碘蒸气处理，便生成挥发性碘化物。将碘化物蒸汽通过热至1673K的钨丝时，化合物便发生分解，纯金属便沉积到钨丝上。三、 区域熔炼法将要提纯的物质放进一个装有移动式加热线圈的套管内，如图16—4所示。强热熔化一个小区域的物质，形成熔融带。将线圈沿管路缓慢地移动，熔融带便随着它前进。一般混合物的熔点较组成混合物的纯物质的熔点低，因此当线圈移动时，熔融带的末端即有纯物质晶体产生。不纯物则汇集在液相内，随线圈的移动而集中于管子末端，这样便能轻易地将不纯物自样品末端除去。此法常用于制备半导体一镓、错、硅和高熔点金属等。产品中杂质含量低于10-10%。四、 气相水解法近年来采用火花放电、氢氧焰等进行气相加水分解的方法制高纯物质。19-3金属的物理性质和化学性质一、金属的物理性质1、金属单质的晶体结构关于金属单质晶体结构的详细内容已在第八章中有所讨论，我们将金属单质原子的堆积方式分为下列三种。六方紧密堆积立方紧密堆积体心立方根积2、金属的物理性质自由电子的存在和紧密堆积的结构使金属具有许多共同的性质如良好的导电性、导热性、延展性以及金属光泽等。下面分别说明之：1).金属光泽由于金属原子以最紧密堆积状态排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面上时，自由电子吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。此外金显黄色，铜显赤红色，秘为谈红色，铯为淡黄色以及铅是灰蓝色，这是因为它们较易吸收某一些频率的光之故。金属光泽只有在整块时才能表现出来，在粉末状时，一般金属都呈暗灰色或黑色。这是因为在粉末状时，金属晶面取向杂乱，晶格排列得不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。许多金属在光的照射下能放出电子。有一些能在短波辐射照射下放出电气这种现象称为光电效应。另一些在加热到高温时能放出电子，这种现象称为热电现象。2).金属的导电性和导热性根据金属键的概念，所有金属中都有自由电子，在没有外加电场作用时，自由电子没有一定运动方向，因此没有定向电流产生。当金属导线接到电源的正、负两极时，有了电势差、自由电子便沿着导线由负极移向正极，形成电流。这就显示出导电性。这与电解质的水溶液或熔融盐的导电原因是不同的，离子导电在两极上会发生化学反应。当温度升高时，金属离子和金属原子的振动增加，电子的运动受阻碍程度增加，因此金属的导电性就降低。).超导电性金属材料的电阻通常随温度的降低减小。1911年Onnes以现汞冷却到低于4.2K时，其电阻突然消失，导电性差不多是无限大，这种性质称为超导电性。具有超导电性的物质称为超导体。超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度。超导材料大致可分为纯金属、合金和化合物三类。). 金属的延展性金属的延性，可以抽成丝。如最细的白金直径不过1/5000mm。金属的展性，可以压成薄片。如最薄的金箔，只有1/10000mm厚。). 金属的密度锂、钠、钾比水轻，大多数金属密度较大。). 金属的硬度金属的硬度一般较低大，但它们之间有很大的差别较大。有的坚硬如铬、钨等。有些软可用小刀切割如钠、钾。). 金属的熔点金属的熔点一般较高，但高低差别较大。最难熔的是钨，最易熔的是汞，铯和镓。汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。). 金属玻璃金属玻璃有三种特性：同时具有高强度和高韧性优良的耐腐蚀性C.良好的磁学性能。典型的金属玻璃有两类：A.过渡金属与某些非金属形成的合金；B.过渡金属间组成的合金。3、金属的内聚力所谓内聚力就是物质内部质点间的相互作用力。对各种金属来说，也就是金属键的强度，即核和自由出子问的引力。金属的内聚力可以用它的升华热衡量。升华热是指单位物质的量的金属晶体转变为自由原子所而的能量，也就是拆散金属晶格所需的能量。显然金属键越强、内聚力越大，升华热就越高。M(s)=M(g)一些金属在298K时的升华热列在P654表16—4k。金属键的强度主要决定于：). 原子的大小，随原子半径增大升华热减小，例如从锂到铯升华热递减；). 价电子数目，价电子数目增加，升华热随之增加。金属的内聚力也呈周期变化。内聚力大的金属，其熔点、沸点高硬度也大。二、金属的化学性质金属的价电子构型有以下几种：价电子构型价电子层构型IA、HA族金属ns1-2IIIA—VIA族金属ns2np1-4过渡金属(n-1)d1-9ns1-2铜族、锌族(n-1)dions1-2镧系金属、钢系金属nf0-14(n+1)do-2(n+2)s2多数金属元素的原子最外层只有3个以下的电子，某些金属(如Sn、Pb、Sb、Bi等)原子的最外层虽然有4个或5个电子，但它们的电子层数较多，原了半径较大，因此在反应时它们的价电子较易失去或向非金属元素的原子偏移。过渡金属还能失去部分次外层的d电子。金属最主要的共同化学性质是都易失去最外层电子变成金属正离子，因而表现出较强的还原性。各种金属原子失去电子的难易很不相同，因此金属还原性的强弱也大不相同。从理论部分的学习知道，在气相中金属原子失去电子的难易用电离势数值大小来衡量。在水溶液中金属失去电子能力的大小，用电离势数值大小来衡量。现按标准电极电势数值由负到正排成金属活动顺序，并将各种金属的主要化学性质归纳在表16—5中。一、 金属与非金属反应金属与非金属反应的难易程度，大致和金属活动顺序相同。位于金属活动顺序表前面的一些金属很容易失去电子，它们在常温下就能与氧化合形成氧化物，钠、钾的氧化很快，铷、铯会发生自燃。位于金属活动顺序表后面的一些金属则很难失去电子，如铜、汞等必须在加热情况下才能与氧化合，而银、金即使在炽热的情况下也很难与氧等非金属化合。金属与非金属的反应情况和金属表面生成的氧化膜的性质也有很大关系，有些金属如铝、铬形成的氧化物结构紧密，它紧密覆盖在金属表面，防止金属继续氧化。这种氧化模的保护作用叫钝化。所以常将铁等金属表面镀铬，渗铝，这样既美观，又能防腐。在空气中铁表面生成的氧化物，结构疏松，因此铁在空气中易被腐蚀。二、 金属与水、酸的反应金属与水、酸反应的情况，一是和反应物的本性有关，即和金属的活泼性与酸的性质有关；二是与生成物的性质有关；三是与反应温度、酸的浓度有关。在常温下纯水的氢离子浓度为10-7mol/L,90<-0.41V的金属都可能与水反应。性质很活泼的金属如纳、钾在常温下就与水剧烈地起反应。钙的作用比较缓和，镁只能和沸水起反应，铁则须在炽热的状态下和水蒸气发生反应。有些金属如镁等与水反应生成的氢氧化物不溶于水覆盖在金属表面，在常温时使反应难于继续进行。一般90〈为负值的金属都可以与非氧化性酸反应放出氢气。有一些金属虽然贝90为负，但由表面形成了很致密的氧化膜而“钝化”，实际上难溶于酸。有的金属与酸作用，由于生成难沉淀覆盖在金属表面而使反应难以进行，例如铅与硫酸作用生成PbSO4覆盖在铅表面，因而难溶于硫酸。90为正值的金属一般不容易被酸中的氢离子氧化只能被氧化性的酸氧化、或在氧化剂的存在下，与非氧化性酸作用。有的金属如铝、铬、铁等在浓HNO3、浓H2SO4中由于钝化而不发生作用。三、 金属与碱反应金属除了少数显两性以外，一般都不与碱起作用。锌、铝与强碱反应生成氢和锌酸盐或铝酸盐，反应如下：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H22A1+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4]+3H2被、镓、铟、锡等也能与强碱反应。金属与配位剂的作用金属的化学在相当大程度上可以说是它们的配位化合物的化学。由于配合物的形成，改变了金属的电极电势值，从而影响元素的性质。2Cu+2H2O+2CN-=2[Cu(CN)2]-+2OH-+H219-4合金在熔化状态时金属可以相互溶解或相互混合，形成合金。金属与其些非金属也可以形成合金，例如生铁就是铁和碳的合金。故合金可认为是具将金属特性的多种元素的混合物。合金比纯金用具有许多更优良的性能因此合金的研究具有极大的实际意义。合金的性质与化学组成和内部结构有密切的关系。合金的给构较纯金属复杂得多，一般有以下三种基本类型：一、 低共熔混合物低共熔合金是两种金属的非均匀混合物，它的熔点总比任一纯金属的熔点要低。纯秘的熔点(544K)，纯的熔点(594K)。铋镉合金的最低熔化温度是413K。这个温度称为最低共熔温度，而组成对应这一温度的合金称为低共熔混合物。在显微镜下观看低故熔混合物时。可以看出它是由铋与镉的极细微的晶体互相紧密混合而成的。组成与低共熔混合物不同的秘镉合金有秘或镉的颗粒晶体，它们散布在低共熔混合物的整体中。又如焊锡是锡、铅之低熔合金。纯铅在600K熔化，纯锡在505K熔化，含63%锡之低共熔混合物则在454K熔融。二、 金属固溶体固溶体具有一种均匀的组织。它是合金组成物态固态下彼此相互溶解而形成的晶体，称为固溶体(固态溶液)。固溶体中被溶组成物(溶质)可以有限地或无限地溶于基体组成物(溶剂)的晶格中。根据溶质原子在晶体中所处的位置，固溶体分为置换固溶体、间充固溶体和缺位固溶体。在置换固溶体中，溶剂金属保持其原有晶格，溶质金属原子取代了晶格内若干位置。一般说来，当两种金属的结构型式相同，原子半径相差很小，