Plik właściwości metali, Zarówno fizyczne, jak i chemiczne, są kluczem do budowy niezliczonych artefaktów i prac inżynieryjnych, a także ozdób dekoracyjnych w różnych kulturach i uroczystościach..
Od niepamiętnych czasów wzbudzały ciekawość swoim atrakcyjnym wyglądem, kontrastującym z nieprzezroczystością skał. Niektóre z tych najbardziej cenionych właściwości to między innymi wysoka odporność na korozję, niska gęstość, duża twardość i wytrzymałość oraz elastyczność..
W chemii bardziej interesują go metale z perspektywy atomowej: zachowanie ich jonów w stosunku do związków organicznych i nieorganicznych. Podobnie, sole można wytwarzać z metali przeznaczonych do bardzo specyficznych zastosowań; na przykład sole miedzi i złota.
Jednak to właściwości fizyczne jako pierwsze urzekły ludzkość. Generalnie charakteryzują się trwałością, co jest szczególnie prawdziwe w przypadku metali szlachetnych. Tak więc wszystko, co przypominało złoto lub srebro, było uważane za wartościowe; monety, klejnoty, klejnoty, łańcuszki, posągi, talerze itp.
Metale to pierwiastki występujące najczęściej w przyrodzie. Wystarczy spojrzeć na układ okresowy pierwiastków, aby potwierdzić, że prawie wszystkie jego pierwiastki są metaliczne. Dzięki nim dostępne były materiały do przewodzenia prądu elektrycznego w urządzeniach elektronicznych; to znaczy są tętnicami technologii i kościami budynków.
Indeks artykułów
Fizyczne właściwości metali to te, które definiują i odróżniają je jako materiały. Nie jest konieczne, aby ulegały jakimkolwiek przemianom powodowanym przez inne substancje, ale przez działania fizyczne, takie jak ogrzewanie, deformowanie, polerowanie lub po prostu patrzenie na nie..
Zdecydowana większość metali jest błyszcząca, a także ma szarawe lub srebrne kolory. Jest kilka wyjątków: rtęć jest czarna, miedź jest czerwonawa, złoto złoto, a osm ma niebieskie odcienie. Jasność ta wynika z interakcji fotonów z ich powierzchnią zdelokalizowaną elektronicznie przez wiązanie metaliczne..
Metale są twarde, z wyjątkiem alkalicznych i kilku innych. Oznacza to, że metalowy pręt będzie w stanie zarysować powierzchnię, której dotknie. W przypadku metali alkalicznych, takich jak rubid, są one tak miękkie, że można je zeskrobać paznokciem; przynajmniej zanim zaczną korodować mięso.
Metale są zwykle plastyczne w różnych temperaturach. Po uderzeniu i jeśli zostaną zdeformowane lub zmiażdżone bez pękania lub kruszenia, wówczas metal mówi się, że jest plastyczny i wykazuje plastyczność. Nie wszystkie metale są plastyczne.
Metale, oprócz tego, że są kowalne, mogą być plastyczne. Kiedy metal jest plastyczny, może ulegać odkształceniom w tym samym kierunku, stając się tak, jakby był nicią lub drutem. Jeśli wiadomo, że metalem można handlować na koła linowe, możemy powiedzieć, że jest to metal ciągliwy; na przykład druty miedziane i złote.
Metale są dobrymi przewodnikami zarówno ciepła, jak i elektryczności. Wśród najlepszych przewodników ciepła mamy aluminium i miedź; podczas gdy te, które przewodzą prąd, to srebro, miedź i złoto. Dlatego miedź jest metalem wysoko cenionym w przemyśle ze względu na doskonałą przewodność cieplną i elektryczną..
Metale to solidne materiały. Jeśli uderzysz w dwie metalowe części, dla każdego metalu zostanie wydany charakterystyczny dźwięk. Eksperci i miłośnicy metali są bowiem w stanie odróżnić je po emitowanym dźwięku.
Metale mogą wytrzymać wysokie temperatury przed stopieniem. Niektóre metale, takie jak wolfram i osm, topią się odpowiednio w temperaturach 3422 ° C i 3033 ° C. Jednak cynk (419,5 ° C) i sód (97,79 ° C) topią się w bardzo niskich temperaturach..
Wśród wszystkich cez (28,44 ºC) i gal (29,76 ºC) to te, które topią się w najniższych temperaturach.
Z tych wartości można wywnioskować, dlaczego łuk elektryczny jest używany w procesach spawania i powoduje powstawanie intensywnych błysków..
Z drugiej strony, same wysokie temperatury topnienia wskazują, że wszystkie metale są stałe w temperaturze pokojowej (25 ° C); z wyjątkiem rtęci, jedynego metalu i jednego z nielicznych pierwiastków chemicznych, który jest płynny.
Chociaż nie jest to taka własność fizyczna, metale mogą mieszać się ze sobą, o ile ich atomy potrafią przystosować się do tworzenia stopów. Są to zatem stałe mieszaniny. Jedną parę metali można łatwiej stopić niż inną; a niektóre w rzeczywistości nie mogą w ogóle zostać stopione z powodu niskiego powinowactwa między nimi.
Miedź „dogaduje się” z cyną, mieszając się z nią tworząc brąz; lub cynkiem, tworząc mosiądz. Stopy oferują wiele alternatyw, gdy same metale nie mogą spełnić wymagań wymaganych do zastosowania; jak wtedy, gdy chcesz połączyć lekkość jednego metalu z wytrzymałością innego.
Właściwości chemiczne to te, które są nieodłączne dla ich atomów i jak oddziałują z cząsteczkami poza ich środowiskiem, aby przestać być metalami, aby stać się innymi związkami (tlenki, siarczki, sole, kompleksy metaloorganiczne itp.). Chodzi więc o ich reaktywność i ich strukturę.
Metale, w przeciwieństwie do pierwiastków niemetalicznych, nie są grupowane jako cząsteczki M-M, ale jako sieć atomów M spójna przez ich zewnętrzne elektrony.
W tym sensie atomy metalu pozostają silnie zjednoczone „morzem elektronów”, które je kąpie, i krążą wszędzie; to znaczy są zdelokalizowane, nie są związane żadnym wiązaniem kowalencyjnym, ale tworzą wiązanie metaliczne. Ta sieć jest bardzo uporządkowana i powtarzalna, więc mamy metaliczne kryształy.
Kryształy metaliczne o różnych rozmiarach i pełne niedoskonałości oraz ich metaliczne wiązanie odpowiadają za obserwowane i mierzone właściwości fizyczne metali. To, że są kolorowe, jasne, dobre przewodniki i brzmią, wszystko za sprawą ich budowy i przeniesienia elektroniki.
Istnieją kryształy, w których atomy są bardziej zbite niż inne. Dlatego metale mogą być tak gęste, jak ołów, osm lub iryd; lub tak lekki jak lit, zdolny nawet do unoszenia się na wodzie przed reakcją.
Metale są podatne na korozję; chociaż kilka z nich może wyjątkowo wytrzymać to w normalnych warunkach (metale szlachetne). Korozja to postępujące utlenianie powierzchni metalu, które kończy się kruszeniem, powodując plamy i dziury, które psują jej błyszczącą powierzchnię, a także inne niepożądane kolory..
Metale takie jak tytan i iryd mają dużą odporność na korozję, ponieważ warstwa utworzonych przez nie tlenków nie reaguje z wilgocią, ani nie pozwala tlenowi wnikać do wnętrza metalu. Z metali najłatwiejszych do korozji mamy żelazo, którego rdzę można łatwo rozpoznać po brązowym kolorze..
Niektóre metale są doskonałymi środkami redukującymi. Oznacza to, że oddają swoje elektrony innym gatunkom głodnym na elektrony. W wyniku tej reakcji stają się kationami, Mn+, gdzie n jest stopniem utlenienia metalu; to znaczy jego dodatni ładunek, który może być wielowartościowy (większy niż 1+).
Na przykład metale alkaliczne są używane do redukcji niektórych tlenków lub chlorków. Kiedy dzieje się tak w przypadku sodu, Na, traci on swój jedyny elektron walencyjny (ponieważ należy do grupy 1), aby stać się jonem lub kationem sodu, Na+ (monowalentny).
Podobnie z wapniem, Ca (grupa 2), który traci dwa elektrony zamiast jednego i pozostaje jako dwuwartościowy kation Cadwa+.
Metale można stosować jako środki redukujące, ponieważ są pierwiastkami elektrododatnimi; z większym prawdopodobieństwem oddadzą swoje elektrony niż zdobędą je od innych gatunków.
Powiedziawszy, że elektrony mają tendencję do utraty elektronów, należy oczekiwać, że we wszystkich swoich reakcjach (lub w większości) kończą się one przekształceniem w kationy. Teraz te kationy najwyraźniej oddziałują z anionami, tworząc szeroką gamę związków..
Na przykład metale alkaliczne i ziem alkalicznych reagują bezpośrednio (i wybuchowo) z wodą, tworząc wodorotlenki, M (OH)n, utworzone przez jony M.n+ i OH-, lub przez wiązania M-OH.
Gdy metale reagują z tlenem w wysokich temperaturach (na przykład w płomieniu), przekształcają się w tlenki M.dwaLUBn (NadwaO, CaO, MgO, AldwaLUB3, itp.). Dzieje się tak, ponieważ mamy tlen w powietrzu; ale także azot, a niektóre metale mogą tworzyć mieszaninę tlenków i azotków, M3Nn (TiN, AlN, GaN, Be3Ndwa, Ag3N itp.).
Metale mogą zostać zaatakowane przez mocne kwasy i zasady. W pierwszym przypadku otrzymuje się sole, aw drugim znowu wodorotlenki lub kompleksy zasadowe.
Warstwa tlenku pokrywająca niektóre metale zapobiega atakowaniu metalu przez kwasy. Na przykład kwas solny nie może rozpuścić wszystkich metali, tworząc ich odpowiednie chlorki metali, rozpuszczalne w wodzie..
Jeszcze bez komentarzy