Nalazeći se u sredini i lijevoj strani periodnog sistema, metali se mogu dalje klasificirati kao alkalni metali, zemnoalkalni metali, prijelazni metali i osnovni metali. Upoznajte se putem ovog posta Metal Properties!
Opća svojstva svih metala
Metali su generalno provodnici, sa visokom električnom provodljivošću i visokom toplotnom provodljivošću, generalno su savitljivi i duktilni, deformišu se pod naprezanjem bez cepanja, na primer udaranje čekićem o metal će "ubiti" metal, a ne razbiti ga u komade.
Električnu i toplotnu provodljivost metala proizvodi činjenica da su njihovi spoljni elektroni delokalizovani, što znači da elektroni nisu blokirani ni u jednom atomu, već uspevaju da se kreću po metalu.
u fizičke i hemijske karakteristike metala oni se mogu posmatrati kao skup atoma ugrađenih u more elektrona, koji su veoma pokretni, što je veoma važno za provodljivost metala.
u metali često su skloni stvaranju kationa gubitkom elektrona, primjer je reakcija s kisikom u zraku za stvaranje oksida na različitim vremenskim skalama (gvožđe oksidira godinama, dok kalij gori u sekundama), prijelazni metali (kao što su željezo, bakar, cink , i nikla) sporije oksidiraju jer formiraju pasivni oksidni sloj koji štiti unutrašnjost.
Drugi, kao što su paladij, platina i zlato, uopće ne reagiraju s atmosferom, neki metali na svojoj površini stvaraju zaštitni sloj oksida u koji ne može prodreti više molekula kisika, zbog čega zadržavaju svoj sjajni izgled i dobar provodljivost kroz nekoliko decenija (kao što su aluminijum, magnezijum, neki čelici i titanijum).
Zajednička svojstva minerala
Mineralozi koriste fizička svojstva minerala kako bi pomogli uzorku; mnoga ispitivanja se lako izvode na terenu, dok je za druge potrebna laboratorijska oprema.
Sljedeća fizička svojstva minerala mogu se lako koristiti za identifikaciju minerala:
- Boja
- Streak
- Tvrdoća
- Rascjep ili lom
- kristalna struktura
- Providnost ili količina transparentnosti
- Upornost
- Magnetizam
- Luster
- Miris
- Taste
- specifična gravitacija
ekstrakcija metala
Ruda je svaki prirodni izvor metala iz kojeg možete izvući, aluminij je na primjer najčešći metal u zemljinoj kori, koji se nalazi u svim vrstama ruda, međutim nije ekonomski isplativo vaditi iz zemlje. U većini ovih minerali, umjesto toga, uobičajena ruda aluminija je boksit, koji sadrži 50 do 70% aluminij oksida.
https://youtu.be/8TmtEkAfnkU
Bakar je mnogo rjeđi, ali se srećom može naći u rudama visokog kvaliteta (onim koje sadrže visok postotak bakra) na određenim lokacijama, bakar je vrijedan metal, također ga vrijedi normalno kopati u Planine.
Metal Classification
Prema industrijskoj klasifikaciji, svi metali su podijeljeni u dvije grupe: crne i obojene.
Crni metal
Metal sa deskriptorom "ferous" znači da ima gvožđe u svom sastavu, kada se koristi termin gvožđe, generalno takođe implicira da je gvožđe veliki procenat elementarnog sastava.
Ako nije najzastupljeniji element, vjerovatno je drugi ili treći najplodniji, ako metal sadrži samo tragove željeza, kao što mnogi čine. metali, onda se ta mala količina ne smatra dovoljnom za deklarisanje crnog metala.
Teško je utvrditi zajednička svojstva za crne metale, jer oni mogu imati široku paletu legirajućih elemenata koji uvelike mijenjaju njihove karakteristike, na primjer, mnogi crni metali su magnetski, međutim, to nije istina za sve crne metale. Ovi metali se zauzvrat mogu podijeliti na:
- ugljični čelik: Ugljični čelici su vjerovatno najrasprostranjenija vrsta crnog metala, uglavnom se sastoje od željeza i više od 90% njihove hemijske konstitucije je taj element, jedini drugi značajan element za topljenje u ugljičnom čeliku je ugljik, samo postoje tragovi drugih elemenata, uobičajene primjene ugljičnih čelika sadrže strukture, namještaj i automobilske komponente.
- Nehrđajući čelik: Nehrđajući čelik je još jedna grupa crnih metala koji se obično koriste, općenito, nehrđajući čelici imaju veliku količinu hroma što im pomaže da se bolje odupru koroziji od ugljičnih čelika.
- Topljeno gvožđe: Lijevano željezo je vrsta crnog metala koji ima više ugljika od većine drugih vrsta, što mu daje veliku snagu.
- legura čelika: Legirani čelici su vrsta željeznog metala specijalno formulisana za posebne namene, dok se prvenstveno sastoji od gvožđa, različite količine bakra, vanadijuma, volframa, mangana i drugih elemenata mogu se koristiti za krojenje legiranog čelika za veću žilavost. , duktilnost, vlačna čvrstoća, tvrdoća i druga svojstva.
Obojeni metali
Kada se metal definiše kao obojeni, to znači da u svom hemijskom sastavu nema značajnu količinu gvožđa.
- Aluminijum: Aluminij je široko rasprostranjena vrsta obojene legure, u neeloksiranom obliku, srebrnaste je boje, bez dodataka legirajućih elemenata, duktilniji je i nije tako čvrst kao mnogi čelici.
- bakar: Bakar je još jedna vrlo popularna legura obojenih metala, bakar je metal od crvene do smeđe boje, u svom nelegiranom stanju je također mekši, duktilniji i nije tako jak kao ugljični čelik.
- nikl: Nikl je još jedna popularna legura obojenih metala, nikl je poznat po svojoj tvrdoći, sposobnosti da radi u okruženjima visokih i niskih temperatura i otpornosti na koroziju.
Fizička svojstva metala
Fizička svojstva uključuju gustinu, topljenje, tačku topljenja, toplotnu provodljivost i toplotnu ekspanziju. Među fizičkim svojstvima metala su:
Sjaj
Metali imaju sposobnost reflektiranja svjetlosti od površine i mogu se polirati, kao što su zlato, bakar i srebro, sjaj metala ima različite vrste, metalni sjaj je generalno bez sjaja i reflektira svjetlost, ima izgled poliranog metala.
Čvrst na sobnoj temperaturi
Metali su čvrsti na sobnoj temperaturi, ostavljajući po strani živu koja je tečna na sobnoj temperaturi, čvrste metale prati istovremena velika gustina delokalizovanih elektrona, metali su obično jaki, gusti i dobri provodnici struje i toplote, Čovečanstvo je koristilo metale za razne namjene od praistorije.
Njegova snaga dovela je do njegove velike upotrebe u izgradnji zgrada i drugih objekata, kao iu vozilima, alatima, šinama itd. Gvožđe i aluminijum su dva od najčešće korišćenih metala zbog svoje strukture, a takođe su i najzastupljeniji metali u zemljinoj kori.
Budući da su metali dobri provodnici električne energije, vrijedni su u električnim uređajima i za nošenje struje energije na velike udaljenosti uz male gubitke energije.
Savitljivost
Metali imaju sposobnost otpornosti na udarce čekićem i mogu se napraviti u tanke slojeve poznate kao folija, na primjer komad zlata veličine kocke šećera može se zabiti ili napraviti od tanke ploče koja pokriva fudbalsko igralište.
Duktilnost
Ovo svojstvo se odnosi na metal koji se pravi u tanke žice, određuje se procentom istezanja i postotkom smanjenja površine metala.
Duktilnost znači da se od metala mogu napraviti žice, od 100g srebra se može napraviti tanka mreža dužine oko 200m.
tačke ključanja i topljenja
Metali imaju visoku tačku ključanja i topljenja, volfram ima najvišu tačku topljenja, naprotiv, srebro ima najnižu tačku ključanja, natrijum i kalijum takođe imaju nisku tačku topljenja.
Električna provodljivost
Sada je poznato da su metali uglavnom elementi koje karakteriziraju atomi u kojima najudaljenija orbitalna ljuska ima vrlo malo elektrona s odgovarajućim energetskim vrijednostima, najveća provodljivost se javlja u metalima sa samo jednim elektronom koji zauzima stanje u toj ljusci.
Srebro, bakar i zlato su primjeri metala visoke vodljivosti, metali se nalaze uglavnom na lijevoj strani periodnog sistema elemenata iu prijelaznim stupcima, elektroni koji doprinose njihovoj vodljivosti su i elektroni koji određuju njihovu hemijsku valenciju u formiranju spojeva, neki metalni provodnici su legure dva ili više metalnih elemenata, kao što su čelik, mesing, bronza i kositar.
Komad metala je blok atoma metala, u odvojenim atomima, valentni elektroni su labavo vezani za njihova jezgra, u bloku, na sobnoj temperaturi, ovi elektroni posjeduju dovoljno kinetičke energije da uspijevaju da se udalje od svojih jedinstvenih lokacija.
Toplinska provodljivost
Toplotna provodljivost je pojam analogan električnoj provodljivosti s razlikom koja se tiče protoka topline za razliku od struje u slučaju potonjeg, ona ukazuje na sposobnost materijala da prenosi toplinu s jedne točke na drugu bez pomicanja materijala. .materijal u cjelini, što je veća toplinska provodljivost, to bolje provodi toplinu.
U slučaju izolacijskih materijala, provodljivost rešetke doprinosi provodljivosti topline, a to je uglavnom zbog činjenice da se u izolatorima elektroni snažno drže matičnim atomima, a slobodni elektroni ne postoje.
Dakle, toplina se prenosi s jednog kraja na drugi kroz vibracije atoma zadržanih u strukturi rešetke, očito su izolatori loši provodnici topline jer nemaju dovoljan kapacitet prijenosa topline zbog nedostatka slobodnih elektrona.
Gustina metala
Metali imaju veliku gustinu i veoma su teški, iridijum i osmijum imaju najveću konzistenciju, naprotiv, litijum ima najmanju gustinu.
Tvrdoća
Tvrdoća je sposobnost metala da se odupre trajnoj promjeni oblika uzrokovanoj vanjskom silom, svi metali su tvrdi osim natrijuma i kalija koji su mekani i mogu se rezati nožem.
Hemijska svojstva metala
Zbog svojih hemijskih svojstava, svi metali su redukcioni agensi, svi relativno lako emituju valentne elektrone, postaju pozitivno nabijeni joni, odnosno oksidiraju.
formiranje katjona
Kationi su pozitivni ioni nastali gubitkom jednog ili više elektrona, najčešće formirani kationi reprezentativnih elemenata su oni koji uključuju gubitak svih valentnih elektrona, uzmimo u obzir alkalni metal natrijum (Na), on ima valentni elektron u treći glavni energetski nivo.
djeluju kao redukcioni agensi
Metali deluju kao redukciono sredstvo, dok nemetali deluju kao oksidaciono sredstvo, metali deluju kao redukciono sredstvo jer imaju tendenciju da doniraju elektrone i imaju tendenciju oksidacije, dok fizička i hemijska svojstva nemetala oni djeluju kao oksidacijski agensi jer nemetali teže pridobijanju elektrona i reduciranju.
Formiranje jonskih jedinjenja
Jonsko jedinjenje nastaje potpunim prijenosom elektrona s metala na nemetal i rezultirajući ioni dostižu oktet, protoni se ne mijenjaju, atomi metala u grupama 1-3 gube elektrone u atome nemetala sa 5-7 nedostajućih elektrona u spoljni nivo.
Vrste metala
U prirodi je dostupan veliki broj metala, mogu se klasifikovati na različite načine u zavisnosti od svojstva ili karakteristike koje koristite kao kriterijum, a među najčešćim metalima su:
Alkalni metali
Oni su bilo koji od elemenata koji se nalaze u grupi IA periodnog sistema metali alkalije su visoko reaktivne hemijske vrste koje lako gube svoj jednovalentni elektron da bi formirale jonska jedinjenja sa nemetalima, svi elementi u grupi alkalnih metala se javljaju u prirodi.
zemnoalkalni metali
Pojam zemnoalkalnih metala uključuje dio elemenata grupe II:
- Berilijum
- Magnesio
- calcio
- Stroncijum
- Bario
- radio
Posljednja četiri metala imaju najizraženije znakove zemnoalkalne klasifikacije, stoga u nekim izvorima berilij i magnezijum nisu uključeni u listu, jer su ograničeni na četiri elementa.
Prijelazni metali
Postoji 38 elemenata u grupama od 3. do 12. periodnog sistema, kao i svi metali, prelazni metali su fleksibilni i fleksibilni, prenose električnu energiju i toplotu, najzanimljivija stvar kod prelaznih metala su njihovi valentni elektroni, odnosno elektroni koje oni ako se koriste u mješavinama s drugim elementima, imaju više od jednog od tih elektrona, zbog čega često imaju različita zajednička oksidaciona stanja.
Post-tranzicijski metali
Koristi se za predstavljanje kategorije hemijskih elemenata čiji elementi po svojim svojstvima podsećaju na metale, nalaze se desno od prelaznih metala u periodnom sistemu.
Zanimljivosti o metalima
Među najčešćim pitanjima i zanimljivostima u vezi sa metalima su sljedeća:
Šta su teški metali?
Teški metali su prirodni elementi koji se nalaze širom sveta strukture zemlje, definirani su kao metalni elementi koji imaju relativno visoku gustoću u odnosu na vodu, jedino upozorenje je da su neki teški metali esencijalni nutrijenti koji su potrebni za različite biohemijske i fiziološke funkcije.
metala u izobilju na zemlji
Najzastupljeniji su aluminijum (Al) i gvožđe (Fe).
Metali u ljudskom tijelu
Kalcijum je neophodan za strukturu kostiju i zuba, gde se drži u visoko nerastvorljivom obliku i u proizvodnji mleka, ako nivo kalcijuma u krvi padne, kalcijum se izvlači iz kosti, što dovodi do osteomalacije i osteoporoze.
Tijelo sadrži otprilike 5 g željeza, od čega tri četvrtine u crvenim krvnim zrncima složenim u hemoglobin, a polovina ostatka pohranjena je u jetri, bubrezima, koštanoj srži i slezeni.
tečni metali
Tečni metali imaju mnoga zajednička svojstva fluida sa nemetalnim tečnostima i mnoga metalna svojstva zajednička sa čvrstim metalima.
