Τα μέταλλα που βρίσκονται στο κέντρο και την αριστερή πλευρά του περιοδικού πίνακα μπορούν περαιτέρω να ταξινομηθούν ως μέταλλα αλκαλίων, μέταλλα αλκαλικών γαιών, μέταλλα μετάπτωσης και μέταλλα βάσης. Γνωρίστε μέσω αυτής της ανάρτησης το Μεταλλικές Ιδιότητες!
Γενικές ιδιότητες σε όλα τα μέταλλα
Τα μέταλλα γενικά είναι αγωγοί, με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και υψηλή θερμική αγωγιμότητα, είναι γενικά εύπλαστα και όλκιμα, παραμορφώνονται υπό πίεση χωρίς να σχίζονται, π.χ. χτυπώντας ένα μέταλλο με σφυρί θα "τραυματίσει" το μέταλλο, δεν θα το σπάσει σε κομμάτια.
Οι ηλεκτρικές και θερμικές αγωγιμότητες των μετάλλων παράγονται από το γεγονός ότι τα εξωτερικά ηλεκτρόνια τους είναι αποτοπισμένα, αυτό σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια δεν μπλοκάρονται σε κανένα άτομο, αλλά μάλλον καταφέρνουν να κινηθούν σε όλο το μέταλλο.
ο φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά των μετάλλων μπορούν να θεωρηθούν ως μια συλλογή ατόμων που είναι ενσωματωμένα σε μια θάλασσα ηλεκτρονίων, τα οποία είναι εξαιρετικά κινητά, αυτό είναι πολύ σημαντικό για την αγωγιμότητα του μετάλλου.
Ο μέταλλα συχνά τείνουν να σχηματίσουν κατιόντα μέσω απώλειας ηλεκτρονίων, ένα παράδειγμα είναι η αντίδραση με το οξυγόνο στον αέρα για να σχηματιστούν οξείδια σε διάφορες χρονικές κλίμακες (ο σίδηρος οξειδώνεται με τα χρόνια, ενώ το κάλιο καίγεται σε δευτερόλεπτα), μέταλλα μετάπτωσης (όπως σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος και το νικέλιο) οξειδώνονται πιο αργά επειδή σχηματίζουν ένα παθητικό στρώμα οξειδίου που προστατεύει το εσωτερικό.
Άλλα, όπως το παλλάδιο, η πλατίνα και ο χρυσός, δεν αντιδρούν καθόλου με την ατμόσφαιρα, ορισμένα μέταλλα σχηματίζουν ένα στρώμα φραγμού οξειδίου στην επιφάνειά τους, το οποίο δεν μπορεί να διεισδύσει από περισσότερα μόρια οξυγόνου, με αποτέλεσμα να διατηρούν τη γυαλιστερή τους εμφάνιση και καλή αγωγιμότητα για αρκετές δεκαετίες (όπως αλουμίνιο, μαγνήσιο, ορισμένοι χάλυβες και τιτάνιο).
Κοινές ιδιότητες ορυκτών
Οι ορυκτολόγοι χρησιμοποιούν τις φυσικές ιδιότητες των ορυκτών για να βοηθήσουν στην αντιστοίχιση ενός δείγματος· πολλές από τις δοκιμές επιτυγχάνονται εύκολα στο πεδίο, ενώ άλλες απαιτούν εργαστηριακό εξοπλισμό.
Οι ακόλουθες φυσικές ιδιότητες των ορυκτών μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση ενός ορυκτού:
- Χρώμα
- Ράσα
- Σκληρότητα
- Διάσπαση ή κάταγμα
- κρυσταλλική δομή
- Διαφάνεια ή ποσότητα διαφάνειας
- Επιμονή
- Μαγνητισμός
- Λάμψη
- Οσμή
- Ζέση
- ειδικό βάρος
εξαγωγή μετάλλων
Ένα μετάλλευμα είναι οποιαδήποτε φυσική πηγή μετάλλου από την οποία μπορείτε να εξαγάγετε, το αλουμίνιο για παράδειγμα είναι το πιο κοινό μέταλλο στον φλοιό της γης, που βρίσκεται σε όλα τα είδη μεταλλευμάτων, ωστόσο δεν αξίζει οικονομικά να το εξάγετε από τη γη. Στα περισσότερα από αυτά ορυκτά, αντίθετα, το συνηθισμένο μετάλλευμα αλουμινίου είναι ο βωξίτης, ο οποίος περιέχει 50 έως 70% οξείδιο του αργιλίου.
https://youtu.be/8TmtEkAfnkU
Ο χαλκός είναι πολύ πιο σπάνιος, αλλά ευτυχώς μπορεί να βρεθεί σε μεταλλεύματα υψηλής ποιότητας (αυτά που περιέχουν υψηλό ποσοστό χαλκού) σε συγκεκριμένες τοποθεσίες, ο χαλκός είναι πολύτιμο μέταλλο, αξίζει επίσης να εξορύσσεται κανονικά σε Βουνά.
Ταξινόμηση μετάλλων
Σύμφωνα με τη βιομηχανική ταξινόμηση, όλα τα μέταλλα χωρίζονται σε δύο ομάδες: σιδηρούχα και μη σιδηρούχα.
Σίδηρο μέταλλο
Ένα μέταλλο με τον περιγραφικό «σιδηρούχο» σημαίνει ότι έχει σίδηρο στη σύνθεσή του, όταν χρησιμοποιείται ο όρος σιδηρούχο μέταλλο, γενικά υπονοεί επίσης ότι ο σίδηρος είναι ένα μεγάλο ποσοστό της στοιχειακής σύνθεσης.
Αν δεν είναι το πιο άφθονο στοιχείο, είναι πιθανώς το δεύτερο ή το τρίτο πιο παραγωγικό, εάν ένα μέταλλο περιέχει μόνο ίχνη σιδήρου, όπως πολλοί. μέταλλα, τότε το μικρό αυτό ποσό δεν θεωρείται αρκετό για να δηλώσει το σιδηρούχο μέταλλο.
Είναι δύσκολο να καθοριστούν κοινές ιδιότητες για τα σιδηρούχα μέταλλα, καθώς μπορούν να έχουν μεγάλη ποικιλία στοιχείων κράματος που αλλάζουν πολύ τα χαρακτηριστικά τους, για παράδειγμα, πολλά σιδηρούχα μέταλλα είναι μαγνητικά, ωστόσο, δεν ισχύει για όλα τα σιδηρούχα μέταλλα. Αυτά τα μέταλλα με τη σειρά τους μπορούν να χωριστούν σε:
- Ανθρακούχο χάλυβα: Οι ανθρακούχες χάλυβες είναι ίσως ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος σιδηρούχου μετάλλου, αποτελούνται κυρίως από σίδηρο και περισσότερο από το 90% της χημικής τους σύστασης είναι αυτό το στοιχείο, το μόνο άλλο σημαντικό στοιχείο τήξης στον ανθρακούχο χάλυβα είναι ο άνθρακας, μόνο που υπάρχουν ίχνη άλλων στοιχεία, οι κοινές εφαρμογές των ανθρακούχων χάλυβων περιέχουν δομές, έπιπλα και εξαρτήματα αυτοκινήτων.
- Ανοξείδωτο ατσάλι: Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι μια άλλη ομάδα σιδηρούχων μετάλλων που χρησιμοποιούνται συνήθως, γενικά, οι ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν υψηλή ποσότητα χρωμίου που τους βοηθά να αντιστέκονται στη διάβρωση καλύτερα από τους ανθρακούχους χάλυβες.
- Λιωμένο σίδερο: Ο χυτοσίδηρος είναι ένας τύπος σιδηρούχου μετάλλου που έχει περισσότερο άνθρακα από τους περισσότερους άλλους τύπους, αυτό του δίνει μεγάλη αντοχή.
- κράμα χάλυβα: Οι κράμα χάλυβες είναι ένας τύπος σιδηρούχου μετάλλου ειδικά κατασκευασμένος για συγκεκριμένους σκοπούς, ενώ αποτελείται κυρίως από σίδηρο, διαφορετικές ποσότητες χαλκού, βαναδίου, βολφραμίου, μαγγανίου και άλλων στοιχείων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσαρμογή ενός κραματοποιημένου χάλυβα για μεγαλύτερη σκληρότητα. ολκιμότητα, αντοχή σε εφελκυσμό, σκληρότητα και άλλες ιδιότητες.
Μη σιδηρούχα μέταλλα
Όταν ένα μέταλλο ορίζεται ως μη σιδηρούχο, σημαίνει ότι δεν έχει σημαντική ποσότητα σιδήρου στη χημική του σύσταση.
- Αλουμίνιο: Το αλουμίνιο είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος μη σιδηρούχου κράματος, στη μη ανοδιωμένη του μορφή, έχει ασημί χρώμα, χωρίς την προσθήκη στοιχείων κράματος, είναι πιο όλκιμο και όχι τόσο ισχυρό όσο πολλοί χάλυβες.
- Χαλκός: Ο χαλκός είναι ένα άλλο πολύ δημοφιλές μη σιδηρούχο κράμα, ο χαλκός είναι ένα κόκκινο έως καφέ μέταλλο, στη μη κράμα του είναι επίσης πιο μαλακός, πιο όλκιμος και όχι τόσο ισχυρός όσο ο ανθρακούχος χάλυβας.
- Νικέλιο: Το νικέλιο είναι ένα άλλο δημοφιλές μη σιδηρούχο κράμα, το νικέλιο είναι γνωστό για τη σκληρότητά του, την ικανότητά του να αποδίδει σε περιβάλλοντα υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας και την αντοχή του στη διάβρωση.
Φυσικές ιδιότητες των μετάλλων
Οι φυσικές ιδιότητες περιλαμβάνουν την πυκνότητα, την τήξη, το σημείο τήξης, τη θερμική αγωγιμότητα και τη θερμική διαστολή. Μεταξύ των φυσικών ιδιοτήτων των μετάλλων είναι:
Λάμψη
Τα μέταλλα έχουν την ικανότητα να αντανακλούν το φως από την επιφάνεια και μπορούν να γυαλιστούν, όπως ο χρυσός, ο χαλκός και το ασήμι, η λάμψη των μετάλλων έχει διαφορετικούς τύπους, η μεταλλική λάμψη είναι γενικά θαμπή και αντανακλά το φως, έχει την εμφάνιση γυαλισμένου μετάλλου.
Στερεό σε θερμοκρασία δωματίου
Τα μέταλλα είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου, αφήνοντας κατά μέρος τον υδράργυρο που είναι υγρός σε θερμοκρασία δωματίου, τα στερεά μέταλλα ακολουθούνται από μια ταυτόχρονη υψηλή πυκνότητα αποτοπισμένων ηλεκτρονίων, τα μέταλλα είναι συνήθως ισχυρά, πυκνά και καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. Η ανθρωπότητα έχει χρησιμοποιήσει μέταλλα για ποικιλία σκοπών από τους προϊστορικούς χρόνους.
Η δύναμή του έχει οδηγήσει στη μεγάλη χρήση του στην κατασκευή κτιρίων και άλλων κατασκευών, καθώς και σε οχήματα, εργαλεία, ράγες κ.λπ. Ο σίδηρος και το αλουμίνιο είναι δύο από τα πιο χρησιμοποιούμενα μέταλλα λόγω της δομής τους, είναι επίσης τα πιο άφθονα μέταλλα στον φλοιό της γης.
Δεδομένου ότι τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, είναι πολύτιμα στις ηλεκτρικές συσκευές και για τη μεταφορά ρευμάτων ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις με μικρή απώλεια ενέργειας.
Ελατότης
Τα μέταλλα έχουν την ικανότητα να αντιστέκονται στο σφυρηλάτηση και μπορούν να γίνουν λεπτές στρώσεις γνωστές ως αλουμινόχαρτο, για παράδειγμα ένα κομμάτι χρυσού σε μέγεθος κύβου ζάχαρης μπορεί να σφυρηλατηθεί ή να γίνει ένα λεπτό φύλλο που καλύπτει ένα γήπεδο ποδοσφαίρου.
Εύπλαστο
Αυτή η ιδιότητα αναφέρεται σε ένα μέταλλο που κατασκευάζεται σε λεπτά σύρματα, καθορίζεται από το ποσοστό επιμήκυνσης και το ποσοστό μείωσης στην επιφάνεια ενός μετάλλου.
Η ολκιμότητα σημαίνει ότι τα μέταλλα μπορούν να γίνουν σύρματα, 100 γραμμάρια ασημιού μπορούν να γίνουν ένα λεπτό πλέγμα μήκους περίπου 200 μέτρων.
σημεία βρασμού και τήξης
Τα μέταλλα έχουν υψηλό σημείο βρασμού και τήξης, το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης, αντίθετα, το ασήμι έχει το χαμηλότερο σημείο βρασμού, το νάτριο και το κάλιο έχουν επίσης χαμηλό σημείο τήξης.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Είναι πλέον γνωστό ότι τα μέταλλα είναι κυρίως στοιχεία που χαρακτηρίζονται από άτομα στα οποία το εξώτατο τροχιακό κέλυφος έχει πολύ λίγα ηλεκτρόνια με αντίστοιχες τιμές ενέργειας, η υψηλότερη αγωγιμότητα εμφανίζεται στα μέταλλα με ένα μόνο ηλεκτρόνιο να καταλαμβάνει μια κατάσταση σε αυτό το κέλυφος.
Ο άργυρος, ο χαλκός και ο χρυσός είναι παραδείγματα μετάλλων υψηλής αγωγιμότητας, τα μέταλλα βρίσκονται κυρίως προς την αριστερή πλευρά του περιοδικού πίνακα των στοιχείων και στις μεταβατικές στήλες, τα ηλεκτρόνια που συμβάλλουν στην αγωγιμότητά τους είναι επίσης τα ηλεκτρόνια που καθορίζουν το χημικό τους σθένος στον σχηματισμό ενώσεων, ορισμένοι μεταλλικοί αγωγοί είναι κράματα δύο ή περισσότερων μεταλλικών στοιχείων, όπως ο χάλυβας, ο ορείχαλκος, ο μπρούντζος και το κασσίτερο.
Ένα κομμάτι μετάλλου είναι ένα μπλοκ ατόμων μετάλλου, σε ξεχωριστά άτομα, τα ηλεκτρόνια σθένους συνδέονται χαλαρά με τους πυρήνες τους, στο μπλοκ, σε θερμοκρασία δωματίου, αυτά τα ηλεκτρόνια διαθέτουν αρκετή κινητική ενέργεια που καταφέρνουν να απομακρυνθούν από τις μοναδικές θέσεις τους.
Θερμική αγωγιμότητα
Η θερμική αγωγιμότητα είναι ένας όρος ανάλογος με την ηλεκτρική αγωγιμότητα με διαφορά που αφορά τη ροή της θερμότητας σε αντίθεση με το ρεύμα στην περίπτωση του τελευταίου, δείχνει την ικανότητα ενός υλικού να μεταφέρει θερμότητα από το ένα σημείο στο άλλο χωρίς κίνηση του υλικού. Το υλικό στο σύνολό του, όσο υψηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα, τόσο καλύτερα μεταφέρει τη θερμότητα.
Στην περίπτωση των μονωτικών υλικών, η αγωγιμότητα του πλέγματος συμβάλλει στην αγωγιμότητα της θερμότητας, αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι στους μονωτές τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται έντονα από τα μητρικά τους άτομα και δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια.
Ως εκ τούτου, η θερμότητα μεταφέρεται από το ένα άκρο στο άλλο μέσω της δόνησης των ατόμων που διατηρούνται στη δομή του πλέγματος, προφανώς οι μονωτές είναι κακοί αγωγοί θερμότητας αφού δεν έχουν επαρκή ικανότητα μεταφοράς θερμότητας λόγω της έλλειψης ελεύθερων ηλεκτρονίων.
Πυκνότητα μετάλλων
Τα μέταλλα έχουν υψηλή πυκνότητα και είναι πολύ βαριά, το ιρίδιο και το όσμιο έχουν τις υψηλότερες συνεκτικότητα, αντίθετα το λίθιο έχει τη χαμηλότερη πυκνότητα.
Σκληρότητα
Η σκληρότητα είναι η ικανότητα ενός μετάλλου να αντιστέκεται σε μια μόνιμη αλλαγή στο σχήμα που προκαλείται από μια εξωτερική δύναμη, όλα τα μέταλλα είναι σκληρά εκτός από το νάτριο και το κάλιο, τα οποία είναι μαλακά και μπορούν να κοπούν με ένα μαχαίρι.
Χημικές ιδιότητες των μετάλλων
Λόγω των χημικών τους ιδιοτήτων, όλα τα μέταλλα είναι αναγωγικοί παράγοντες, όλα εκπέμπουν ηλεκτρόνια σθένους με σχετική ευκολία, γίνονται θετικά φορτισμένα ιόντα, δηλαδή οξειδώνονται.
Σχηματισμός κατιόντων
Τα κατιόντα είναι τα θετικά ιόντα που σχηματίζονται από την απώλεια ενός ή περισσότερων ηλεκτρονίων, τα πιο συχνά σχηματιζόμενα κατιόντα αντιπροσωπευτικών στοιχείων είναι αυτά που περιλαμβάνουν την απώλεια όλων των ηλεκτρονίων σθένους, λάβετε υπόψη το νάτριο αλκαλιμετάλλου (Na), έχει ένα ηλεκτρόνιο σθένους στο τρίτο μεγάλο ενεργειακό επίπεδο.
δρουν ως αναγωγικοί παράγοντες
Τα μέταλλα δρουν ως αναγωγικός παράγοντας, ενώ τα μη μέταλλα ως οξειδωτικός παράγοντας, τα μέταλλα ενεργούν ως αναγωγικός παράγοντας επειδή τείνουν να δωρίζουν ηλεκτρόνια και τείνουν να οξειδώνονται, ενώ φυσικές και χημικές ιδιότητες των μη μετάλλων δρουν ως οξειδωτικοί παράγοντες επειδή τα αμέταλλα τείνουν να αποκτούν ηλεκτρόνια και να ανάγεται.
Σχηματισμός ιοντικών ενώσεων
Μια ιοντική ένωση σχηματίζεται από την πλήρη μεταφορά ηλεκτρονίων από ένα μέταλλο σε ένα αμέταλλο και τα ιόντα που προκύπτουν έχουν φτάσει σε μια οκτάδα, τα πρωτόνια δεν αλλάζουν, τα άτομα μετάλλου στις ομάδες 1-3 χάνουν ηλεκτρόνια σε άτομα μη μετάλλου με 5-7 ηλεκτρόνια που λείπουν σε το εξωτερικό επίπεδο.
Μεταλλικοί τύποι
Ένας μεγάλος αριθμός μετάλλων είναι διαθέσιμος στη φύση, μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους ανάλογα με την ιδιότητα ή το χαρακτηριστικό που χρησιμοποιείτε ως κριτήριο, μεταξύ των πιο κοινών μετάλλων είναι:
Αλκαλιμέταλλα
Είναι οποιοδήποτε από τα στοιχεία που βρίσκονται στην Ομάδα ΙΑ του περιοδικού πίνακα, το μέταλλα Τα αλκάλια είναι εξαιρετικά αντιδραστικά χημικά είδη που χάνουν εύκολα το ηλεκτρόνιο ενός σθένους για να σχηματίσουν ιοντικές ενώσεις με αμέταλλα, όλα τα στοιχεία της ομάδας αλκαλιμετάλλων απαντώνται στη φύση.
μέταλλα αλκαλικών γαιών
Η έννοια των μετάλλων αλκαλικών γαιών περιλαμβάνει μέρος των στοιχείων της ομάδας II:
- Βηρύλλιο
- μαγνήσιο
- Calcio
- Στρόντιο
- Bario
- Ραδιόφωνο
Τα τέσσερα τελευταία μέταλλα έχουν τα πιο έντονα σημάδια ταξινόμησης αλκαλικών γαιών, επομένως, σε ορισμένες πηγές, το βηρύλλιο και το μαγνήσιο δεν περιλαμβάνονται στον κατάλογο, περιοριζόμενοι σε τέσσερα στοιχεία.
Μεταβατικά μέταλλα
Υπάρχουν 38 στοιχεία σε ομάδες από τον 3ο έως τον 12ο περιοδικό πίνακα, όπως όλα τα μέταλλα, τα μέταλλα μετάπτωσης είναι εύκαμπτα και εύκαμπτα, μεταφέρουν ηλεκτρισμό και θερμότητα, το πιο ενδιαφέρον με τα μέταλλα μετάπτωσης είναι τα ηλεκτρόνια σθένους ή τα ηλεκτρόνια που έχουν χρήση σε μείγματα με άλλα στοιχεία, έχουν περισσότερα από ένα από αυτά τα ηλεκτρόνια, γι' αυτό συχνά έχουν διαφορετικές κοινές καταστάσεις οξείδωσης.
Μετα-μεταβατικά μέταλλα
Χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει την κατηγορία των χημικών στοιχείων των οποίων τα στοιχεία μοιάζουν με μέταλλα στις ιδιότητές τους, βρίσκονται στα δεξιά των μετάλλων μετάπτωσης στον περιοδικό πίνακα.
Περιέργεια για τα μέταλλα
Μεταξύ των πιο συχνών ερωτήσεων και περιέργειας σχετικά με τα μέταλλα, είναι οι εξής:
Τι είναι τα βαρέα μέταλλα;
Τα βαρέα μέταλλα είναι φυσικά στοιχεία που απαντώνται σε όλο τον κόσμο δομή της γης, ορίζονται ως μεταλλικά στοιχεία που έχουν σχετικά υψηλή πυκνότητα σε σύγκριση με το νερό, η μόνη προειδοποίηση είναι ότι ορισμένα βαρέα μέταλλα είναι απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για διάφορες βιοχημικές και φυσιολογικές λειτουργίες.
άφθονα μέταλλα στη γη
Τα πιο άφθονα είναι το αλουμίνιο (Al) και ο σίδηρος (Fe).
Μέταλλα στο ανθρώπινο σώμα
Το ασβέστιο είναι απαραίτητο για τη δομή των οστών και των δοντιών, όπου διατηρείται σε εξαιρετικά αδιάλυτη μορφή και στην παραγωγή γάλακτος, εάν πέσουν τα επίπεδα ασβεστίου στο αίμα, το ασβέστιο αντλείται από τα οστά, με αποτέλεσμα οστεομαλακία και οστεοπόρωση.
Το σώμα περιέχει περίπου 5 g σιδήρου, τα τρία τέταρτα από αυτό σε ερυθρά αιμοσφαίρια συμπλεγμένα σε αιμοσφαιρίνη, με το μισό από το υπόλοιπο να αποθηκεύεται στο ήπαρ, τα νεφρά, το μυελό των οστών και τον σπλήνα.
υγρά μέταλλα
Τα υγρά μέταλλα έχουν πολλές κοινές ιδιότητες ρευστότητας με τα μη μεταλλικά υγρά και πολλές μεταλλικές ιδιότητες κοινές με τα στερεά μέταλλα.
