Jaksollisen taulukon keskellä ja vasemmalla puolella olevat metallit voidaan luokitella edelleen alkalimetalleiksi, maa-alkalimetalleiksi, siirtymämetalleiksi ja perusmetalleiksi. Tutustu tämän postauksen kautta Metallin ominaisuudet!
Yleiset ominaisuudet kaikissa metalleissa
Metallit ovat yleensä johtimia, joilla on korkea sähkönjohtavuus ja korkea lämmönjohtavuus, ne ovat yleensä muokattavia ja sitkeitä, deformoituvat jännityksen vaikutuksesta halkeilematta, esimerkiksi metalliin lyöminen vasaralla "lommoi" metallin, ei hajoa sitä paloiksi.
Metallien sähkö- ja lämmönjohtavuudet syntyvät siitä, että niiden ulkoiset elektronit siirretään, mikä tarkoittaa, että elektronit eivät tukkeudu mihinkään atomiin, vaan ne pystyvät liikkumaan läpi metallin.
Las metallien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ne voidaan nähdä kokoelmana atomeja, jotka on upotettu elektronien mereen, jotka ovat erittäin liikkuvia, mikä on erittäin tärkeä metallin johtavuuden kannalta.
Los metallit niillä on taipumus muodostaa kationeja elektronien häviämisen seurauksena, esimerkiksi reaktio ilman hapen kanssa muodostaen oksideja eri ajan mittakaavassa (rauta hapettuu vuosien aikana, kun taas kalium palaa sekunneissa), siirtymämetalleja (kuten rautaa, kuparia, sinkkiä ja nikkeli) hapettuvat hitaammin, koska ne muodostavat passiivisen oksidikerroksen, joka suojaa sisätilaa.
Toiset, kuten palladium, platina ja kulta, eivät reagoi lainkaan ilmakehän kanssa, jotkut metallit muodostavat pinnalle oksidisulkukerroksen, jota ei voi läpäistä enemmän happimolekyylejä, minkä seurauksena ne säilyttävät kiiltävän ulkonäön ja hyvän johtavuus useiden vuosikymmenten ajan (kuten alumiini, magnesium, jotkut teräkset ja titaani).
Mineraalien yhteiset ominaisuudet
Mineralogit käyttävät mineraalien fysikaalisia ominaisuuksia auttaakseen vastaamaan näytteeseen; monet testit suoritetaan helposti kentällä, kun taas toiset vaativat laboratoriolaitteita.
Seuraavien mineraalien fysikaalisten ominaisuuksien avulla voidaan helposti tunnistaa mineraali:
- Väri
- viiru
- kovuus
- Halkeama tai murtuma
- kristallirakenne
- Diafaanisuus tai läpinäkyvyyden määrä
- Sitkeys
- magnetismi
- kiilto
- Haju
- nautinto
- tietty painovoima
metallin louhinta
Malmi on mikä tahansa luonnollinen metallin lähde, josta voit irrottaa, esim. alumiini on maankuoren yleisin metalli, jota löytyy kaikenlaisista malmeista, mutta se ei ole taloudellisesti kannattavaa ottaa maasta. mineraaleja, sen sijaan tavallinen alumiinimalmi on bauksiitti, joka sisältää 50-70 % alumiinioksidia.
https://youtu.be/8TmtEkAfnkU
Kupari on paljon harvinaisempaa, mutta onneksi sitä löytyy korkealaatuisista malmeista (jotka sisältävät paljon kuparia) tietyissä paikoissa, kupari on arvokas metalli, sitä kannattaa myös louhia normaalisti Vuoret.
Metallin luokitus
Teollisuuden luokituksen mukaan kaikki metallit jaetaan kahteen ryhmään: rautapitoisiin ja ei-rautapitoisiin.
Rautametalli
Metalli, jonka kuvaus on "rautametalli", tarkoittaa, että sen koostumuksessa on rautaa. Kun termiä rautametalli käytetään, se tarkoittaa yleensä myös sitä, että rautaa on suuri prosenttiosuus alkuainekoostumuksesta.
Jos se ei ole runsain alkuaine, se on luultavasti toiseksi tai kolmanneksi tuottelias, jos metalli sisältää vain pieniä määriä rautaa, kuten monet tekevät. metallit, silloin tätä pientä määrää ei pidetä riittävänä rautametallin ilmoittamiseen.
Rautametallien yhteisten ominaisuuksien määrittäminen on vaikeaa, koska niissä voi olla monenlaisia seosaineita, jotka muuttavat suuresti niiden ominaisuuksia, esimerkiksi monet rautametallit ovat magneettisia, mutta se ei pidä paikkaansa kaikkien rautametallien kohdalla. Nämä metallit puolestaan voidaan jakaa:
- Hiiliteräs: Hiiliteräkset ovat luultavasti laajimmin käytetty rautametallityyppi, ne koostuvat pääosin raudasta ja yli 90 % niiden kemiallisesta koostumuksesta on kyseistä alkuainetta, ainoa merkittävä muu hiiliteräksen sulamisaine on hiili, vain jälkiä muista Hiiliterästen yleiset sovellukset sisältävät rakenteita, huonekaluja ja autokomponentteja.
- Ruostumaton teräs: Ruostumaton teräs on toinen yleisesti käytetty rautametallien ryhmä. Yleensä ruostumattomissa teräksissä on suuri määrä kromia, mikä auttaa niitä kestämään korroosiota paremmin kuin hiiliteräkset.
- Sula rauta: Valurauta on eräänlainen rautametalli, jossa on enemmän hiiltä kuin useimmissa muissa tyypeissä, mikä antaa sille paljon lujuutta.
- terässeos: Seosteräkset ovat rautametallien tyyppi, joka on erityisesti muotoiltu tiettyihin tarkoituksiin, vaikka se koostuu pääasiassa raudasta. Eri määriä kuparia, vanadiinia, volframia, mangaania ja muita elementtejä voidaan käyttää räätälöimään seosteräksestä korkeampaa sitkeyttä. sitkeys, vetolujuus, kovuus ja muut ominaisuudet.
Rautaa sisältämättömät metallit
Kun metalli määritellään ei-rautametalliksi, se tarkoittaa, että sen kemiallisessa koostumuksessa ei ole merkittävää määrää rautaa.
- Alumiini: Alumiini on laajalti käytetty ei-rautametalliseos, anodisoimattomassa muodossaan, sen väri on hopeanhohtoinen, ilman seosaineita, se on sitkeämpi eikä niin vahva kuin monet teräkset.
- Kupari: Kupari on toinen erittäin suosittu ei-rautametalliseos, kupari on punaisesta ruskeaan metallia, seostamattomassa tilassaan se on myös pehmeämpää, sitkeämpää eikä yhtä vahvaa kuin hiiliteräs.
- Nikkeli: Nikkeli on toinen suosittu ei-rautametalliseos, nikkeli tunnetaan kovuudestaan, kyvystään toimia korkeissa ja matalissa lämpötiloissa ja korroosionkestävyydestään.
Metallien fysikaaliset ominaisuudet
Fysikaalisia ominaisuuksia ovat tiheys, sulamispiste, sulamispiste, lämmönjohtavuus ja lämpölaajeneminen. Metallien fysikaalisia ominaisuuksia ovat mm.
kirkkaus
Metalleilla on kyky heijastaa valoa pinnalta ja niitä voidaan kiillottaa, kuten kulta, kupari ja hopea, metallien kiilto on erityyppistä, metallikiilto on yleensä himmeää ja heijastaa valoa, näyttää kiillotetulta metallilta.
Kiinteä huoneenlämmössä
Metallit ovat kiinteitä huoneenlämmössä, lukuun ottamatta elohopeaa, joka on huoneenlämmössä nestemäistä, kiinteitä metalleja seuraa samanaikaisesti suuri tiheys siirrettyjä elektroneja, metallit ovat yleensä vahvoja, tiheitä ja hyviä sähkön ja lämmön johtimia. Ihmiskunta on käyttänyt metalleja monenlaisiin tarkoituksiin esihistoriallisista ajoista lähtien.
Sen vahvuus on johtanut sen laajaan käyttöön rakennusten ja muiden rakenteiden rakentamisessa sekä ajoneuvoissa, työkaluissa, kiskoissa jne. Rauta ja alumiini ovat rakenteeltaan kaksi eniten käytettyä metallia, ja ne ovat myös maankuoren runsaimmat metallit.
Koska metallit ovat hyviä sähkönjohtajia, ne ovat arvokkaita sähkölaitteissa ja energiavirtojen kuljettamisessa pitkiä matkoja pienellä energiahäviöllä.
Muokattavuus
Metalleilla on kyky vastustaa vasaraa, ja niistä voidaan tehdä ohuita kerroksia, jotka tunnetaan folioina, esimerkiksi sokerikuution kokoinen kultapala voidaan vasaroida tai tehdä siitä ohut levy, joka peittää jalkapallokentän.
Taipuisuus
Tämä ominaisuus viittaa metalliin, joka on valmistettu ohuiksi langoiksi, se määräytyy venymisprosentin ja metallin alueen pienenemisprosentin mukaan.
Mukavuus tarkoittaa, että metalleista voidaan tehdä lankoja, 100 g hopeaa voidaan tehdä ohueksi, noin 200 metrin pituiseksi ristikoksi.
kiehumis- ja sulamispisteet
Metalleilla on korkea kiehumis- ja sulamispiste, volframilla on korkein sulamispiste, päinvastoin, hopealla on alhaisin kiehumispiste, natriumilla ja kaliumilla on myös alhaiset sulamispisteet.
Sähkönjohtavuus
Nykyään tiedetään, että metallit ovat pääasiassa elementtejä, joille on tunnusomaista atomit, joiden uloimmalla kiertoradalla on hyvin vähän elektroneja vastaavilla energia-arvoilla, korkein johtavuus esiintyy metalleissa, joissa vain yksi elektroni on tilassa kyseisessä kuoressa.
Hopea, kupari ja kulta ovat esimerkkejä korkean johtavuuden metalleista, metallit löytyvät pääasiassa alkuaineiden jaksollisen taulukon vasemmasta reunasta ja siirtymäsarakkeista niiden johtavuuteen vaikuttavat elektronit ovat myös elektroneja, jotka määrittävät niiden kemiallisen valenssin yhdisteiden muodostuksessa jotkin metallijohtimet ovat kahden tai useamman metallisen alkuaineen, kuten teräksen, messingin, pronssin ja tinan, seoksia.
Metallipala on metalliatomien lohko, erillisissä atomeissa valenssielektronit ovat löyhästi kytkettyinä ytimiinsä, lohkossa, huoneenlämmössä, näillä elektroneilla on riittävästi liike-energiaa, jotta ne onnistuvat siirtymään pois ainutlaatuisista paikoistaan.
Lämmönjohtavuus
Lämmönjohtavuus on sähkönjohtavuudelle analoginen termi erolla, joka koskee lämmön virtausta verrattuna virtaan jälkimmäisen tapauksessa, se viittaa materiaalin kykyyn siirtää lämpöä pisteestä toiseen ilman materiaalin liikkumista. Mitä suurempi lämmönjohtavuus on, sitä paremmin se johtaa lämpöä.
Eristysmateriaalien tapauksessa hilan johtavuus edistää lämmönjohtavuutta, mikä johtuu pääasiassa siitä, että eristimissä elektronit ovat vahvasti emoatominsa pitämässä ja vapaita elektroneja ei ole olemassa.
Siksi lämpö siirtyy päästä toiseen hilarakenteeseen jääneiden atomien värähtelyn kautta, ilmeisesti eristimet ovat huonoja lämmönjohtimia, koska niillä ei ole riittävää lämmönsiirtokykyä vapaiden elektronien puutteen vuoksi.
Metallien tiheys
Metalleilla on suuri tiheys ja ne ovat erittäin raskaita, iridiumilla ja osmiumilla on korkein sakeus, päinvastoin litiumilla on pienin tiheys.
kovuus
Kovuus on metallin kykyä vastustaa ulkoisen voiman aiheuttamaa pysyvää muodonmuutosta, kaikki metallit ovat kovia paitsi natrium ja kalium, jotka ovat pehmeitä ja voidaan leikata veitsellä.
Metallien kemialliset ominaisuudet
Kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi kaikki metallit ovat pelkistäviä aineita, ne kaikki lähettävät suhteellisen helposti valenssielektroneja, niistä tulee positiivisesti varautuneita ioneja, eli ne hapettavat.
Kationin muodostuminen
Kationit ovat positiivisia ioneja, jotka muodostuvat yhden tai useamman elektronin häviämisestä, edustavien alkuaineiden yleisimmin muodostuneita kationeja ovat ne, jotka sisältävät kaikkien valenssielektronien häviämisen, ota huomioon alkalimetallinatrium (Na), sillä on valenssielektroni kolmas suuri energiataso.
toimivat pelkistysaineina
Metallit toimivat pelkistimenä, kun taas ei-metallit toimivat hapettimina, metallit pelkistimenä, koska niillä on taipumus luovuttaa elektroneja ja taipumus hapettua. ei-metallien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ne toimivat hapettimina, koska epämetallit pyrkivät saamaan elektroneja ja pelkistymään.
Ioniyhdisteiden muodostuminen
Ioniyhdiste muodostuu elektronien täydellisellä siirtymisellä metallista epämetalliin ja tuloksena olevat ionit ovat saavuttaneet oktetin, protonit eivät muutu, metalliatomit ryhmissä 1-3 menettävät elektroneja ei-metalliatomeiksi, joista puuttuu 5-7 elektronia. ulkoinen taso.
Metallityypit
Luonnossa on saatavilla suuri määrä metalleja, ne voidaan luokitella eri tavoilla kriteerinä käyttämäsi ominaisuuden tai ominaisuuden mukaan, yleisimpiä metalleja ovat:
Alkalimetallit
Ne ovat mitä tahansa elementtejä, jotka löytyvät jaksollisen taulukon ryhmästä IA metallit alkalit ovat erittäin reaktiivisia kemiallisia lajeja, jotka menettävät helposti yhden valenssielektroninsa muodostaen ionisia yhdisteitä ei-metallien kanssa, kaikki alkalimetalliryhmän alkuaineet esiintyvät luonnossa.
maa-alkalimetallit
Maa-alkalimetallien käsite sisältää osan ryhmän II alkuaineista:
- Beryllium
- magnesium
- Calcio
- Strontium
- Barium
- radio
Neljällä viimeisellä metallilla on selkeimmät maa-alkalimetalliluokituksen merkit, joten joissakin lähteissä beryllium ja magnesium eivät sisälly luetteloon, vaan ne on rajoitettu neljään alkuaineeseen.
Siirtymämetallit
Jaksotaulukossa on 38 alkuainetta ryhmissä 3.–12. jaksollisessa taulukossa, kuten kaikki metallit, siirtymämetallit ovat joustavia ja joustavia, ne kuljettavat sähköä ja lämpöä, mielenkiintoisinta siirtymämetalleissa ovat niiden valenssielektroni tai elektronit, joita ne ovat Käytetään seoksissa muiden alkuaineiden kanssa, niissä on useampi kuin yksi näistä elektroneista, minkä vuoksi niillä on usein erilaiset yhteiset hapetustilat.
Siirtymän jälkeiset metallit
Sitä käytetään edustamaan kemiallisten alkuaineiden luokkaa, joiden alkuaineet muistuttavat ominaisuuksiltaan metalleja, ne sijaitsevat siirtymämetallien oikealla puolella jaksollisessa taulukossa.
Uteliaisuutta metalleista
Yleisimpiä metalleja koskevia kysymyksiä ja uteliaisuutta ovat seuraavat:
Mitä raskasmetallit ovat?
Raskasmetallit ovat luonnossa esiintyviä alkuaineita, joita esiintyy kaikkialla maan rakenne, määritellään metallisiksi elementeiksi, joilla on suhteellisen korkea tiheys veteen verrattuna, ainoa varoitus on, että jotkut raskasmetallit ovat välttämättömiä ravintoaineita, joita tarvitaan erilaisiin biokemiallisiin ja fysiologisiin toimintoihin.
runsaasti metalleja maan päällä
Yleisimmät ovat alumiini (Al) ja rauta (Fe).
Metallit ihmiskehossa
Kalsium on välttämätön luiden ja hampaiden rakenteelle, jossa se pysyy erittäin liukenemattomassa muodossa ja maidontuotannossa, jos veren kalsiumtaso laskee, kalsiumia imeytyy luusta, mikä johtaa osteomalasiaan ja osteoporoosiin.
Keho sisältää noin 5 g rautaa, kolme neljäsosaa tästä punasoluissa, jotka ovat kompleksoituneita hemoglobiiniin, ja puolet jäljellä olevasta osasta varastoituu maksaan, munuaisiin, luuytimeen ja pernaan.
nestemäiset metallit
Nestemäisillä metalleilla on monia nestemäisiä ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä ei-metallisten nesteiden kanssa ja monia metallisia ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä kiinteiden metallien kanssa.
