Periodinės lentelės centre ir kairėje pusėje esantys metalai gali būti toliau klasifikuojami į šarminius metalus, šarminius žemės metalus, pereinamuosius metalus ir netauriuosius metalus. Sužinokite per šį įrašą Metalo savybės!
Bendrosios visų metalų savybės
Metalai apskritai yra laidininkai, pasižymintys dideliu elektros laidumu ir dideliu šilumos laidumu, paprastai yra lankstūs ir plastiški, deformuojasi veikiami įtempių neskildami, pavyzdžiui, smogus į metalą plaktuku, metalas „įlenks“, o ne sulaužys į gabalus.
Metalų elektrinis ir šilumos laidumas atsiranda dėl to, kad jų išoriniai elektronai yra delokalizuoti, tai reiškia, kad elektronai nėra blokuojami jokiame atome, o sugeba judėti visame metale.
The fizinės ir cheminės metalų savybės jie gali būti vertinami kaip atomų rinkinys, įterptas į elektronų jūrą, kurie yra labai judrūs, o tai labai prisideda prie metalo laidumo.
Los metalai jie linkę formuoti katijonus praradę elektronus, pavyzdžiui, reaguojant su ore esančiu deguonimi įvairiais laiko intervalais susidaro oksidai (geležis oksiduojasi per metus, o kalis sudega per kelias sekundes), pereinamieji metalai (pvz., geležis, varis, cinkas ir kt. nikelis) oksiduojasi lėčiau, nes sudaro pasyvų oksido sluoksnį, apsaugantį vidų.
Kiti, tokie kaip paladis, platina ir auksas, visiškai nereaguoja su atmosfera, kai kurie metalai savo paviršiuje sudaro barjerinį oksido sluoksnį, į kurį negali prasiskverbti daugiau deguonies molekulių, todėl jie išlaiko blizgančią išvaizdą ir gerą laidumas per kelis dešimtmečius (pvz., aliuminis, magnis, kai kurie plienai ir titanas).
Bendrosios mineralų savybės
Mineralogai naudoja fizines mineralų savybes, kad padėtų suderinti mėginį; daugelis bandymų yra lengvai atliekami lauke, o kitiems reikalinga laboratorinė įranga.
Mineralams identifikuoti galima lengvai naudoti šias fizines mineralų savybes:
- Spalva
- Streikas
- Kietumas
- Skilimas arba lūžis
- kristalų struktūra
- Diafanija arba skaidrumo kiekis
- Atkaklumas
- Magnetizmas
- Lustras
- Kvapas
- malonumas
- specifinė gravitacija
metalo gavyba
Rūda yra bet koks natūralus metalo šaltinis, iš kurio galite išgauti, pavyzdžiui, aliuminis yra labiausiai paplitęs metalas žemės plutoje, randamas visų rūšių rūdose, tačiau ekonomiškai neapsimoka išgauti iš žemės. mineralų, vietoj to įprasta aliuminio rūda yra boksitas, kuriame yra nuo 50 iki 70 % aliuminio oksido.
https://youtu.be/8TmtEkAfnkU
Varis yra daug retesnis, bet, laimei, jo galima rasti aukštos kokybės rūdose (kuriose yra didelis vario procentas) tam tikrose vietose, varis yra vertingas metalas, jį taip pat verta paprastai kasti Kalnai.
Metalo klasifikacija
Pagal pramoninę klasifikaciją visi metalai skirstomi į dvi grupes: juoduosius ir spalvotuosius.
Juodasis metalas
Metalas, kurio deskriptorius „geležies“ reiškia, kad jo sudėtyje yra geležies. Kai vartojamas terminas juodasis metalas, tai paprastai taip pat reiškia, kad geležis sudaro didelę elementų sudėties dalį.
Jei tai nėra labiausiai paplitęs elementas, tai tikriausiai antras ar trečias pagal produktyvumą, jei metale yra tik nedideli geležies kiekiai, kaip daugelis daro. metalai, tuomet tos mažos sumos neužtenka juodajam metalui deklaruoti.
Sunku nustatyti bendras juodųjų metalų savybes, nes jie gali turėti daugybę legiruojančių elementų, kurie labai keičia jų charakteristikas, pavyzdžiui, daugelis juodųjų metalų yra magnetiniai, tačiau tai pasakytina ne apie visus juoduosius metalus. Šiuos metalus savo ruožtu galima suskirstyti į:
- Anglinio plieno: Anglinis plienas yra bene plačiausiai naudojamas juodųjų metalų tipas, daugiausia sudarytas iš geležies ir daugiau nei 90 % jų cheminės sudėties sudaro šis elementas, vienintelis reikšmingas anglies plieno lydantis elementas yra anglis, tik yra kitų Elementai, įprasti anglies plieno naudojimo būdai yra konstrukcijos, baldai ir automobilių komponentai.
- Nerūdijantis plienas: Nerūdijantis plienas yra dar viena dažniausiai naudojamų juodųjų metalų grupė. Paprastai nerūdijantis plienas turi daug chromo, kuris padeda jiems geriau atsispirti korozijai nei anglinis plienas.
- Lydyta geležis: Ketaus yra juodųjų metalų rūšis, kurioje yra daugiau anglies nei daugelyje kitų rūšių, tai suteikia jam daug stiprumo.
- plieno lydinys: Legiruotasis plienas yra juodųjų metalų tipas, specialiai sukurtas konkretiems tikslams, nors jis daugiausia sudarytas iš geležies, gali būti naudojami įvairūs vario, vanadžio, volframo, mangano ir kitų elementų kiekiai, kad legiruotasis plienas būtų pritaikytas didesniam atsparumui. plastiškumas, atsparumas tempimui, kietumas ir kitos savybės.
Spalvotieji metalai
Kai metalas apibrėžiamas kaip spalvotasis, tai reiškia, kad jo cheminėje sudėtyje nėra daug geležies.
- Aliuminis: Aliuminis yra plačiai naudojama spalvotųjų metalų lydinio rūšis, neanoduota, sidabrinės spalvos, be legiruojamųjų elementų, yra lankstesnė ir ne tokia tvirta kaip daugelis plienų.
- Varis: Varis yra dar vienas labai populiarus spalvotųjų metalų lydinys, varis yra nuo raudonos iki rudos spalvos metalas, nelegiruotas jis taip pat yra minkštesnis, lankstesnis ir ne toks tvirtas kaip anglinis plienas.
- Nikelis: Nikelis yra dar vienas populiarus spalvotųjų metalų lydinys, nikelis yra žinomas dėl savo kietumo, gebėjimo veikti aukštoje ir žemoje temperatūroje bei atsparumo korozijai.
Fizikinės metalų savybės
Fizinės savybės apima tankį, lydymosi temperatūrą, lydymosi temperatūrą, šilumos laidumą ir šiluminį plėtimąsi. Tarp fizinių metalų savybių yra:
Brillo
Metalai turi savybę atspindėti šviesą nuo paviršiaus ir gali būti poliruoti, pavyzdžiui, auksas, varis ir sidabras, metalų blizgesys būna įvairių tipų, metalinis blizgesys paprastai būna blausus ir atspindi šviesą, turi poliruoto metalo išvaizdą.
Kietas kambario temperatūroje
Metalai kambario temperatūroje yra kieti, išskyrus gyvsidabrį, kuris kambario temperatūroje yra skystas, po kietųjų metalų vienu metu atsiranda didelis delokalizuotų elektronų tankis, metalai paprastai yra stiprūs, tankūs ir geri elektros ir šilumos laidininkai, žmonija metalus naudojo įvairios paskirties nuo priešistorinių laikų.
Dėl savo stiprumo jis plačiai naudojamas statant pastatus ir kitas konstrukcijas, taip pat transporto priemonėse, įrankiuose, bėgiuose ir kt. Geležis ir aliuminis yra du dažniausiai naudojami metalai dėl savo struktūros, taip pat jie yra daugiausiai metalų žemės plutoje.
Kadangi metalai yra geri elektros laidininkai, jie yra vertingi elektros prietaisuose ir perduodant energijos sroves dideliais atstumais, mažai prarandant energiją.
Kalumas
Metalai turi savybę atsispirti kalimui ir gali būti pagaminti į plonus sluoksnius, vadinamus folija, pavyzdžiui, cukraus kubelio dydžio aukso gabalas gali būti įkalamas arba iš plono lakšto, dengiančio futbolo aikštę.
Plastiškumas
Ši savybė reiškia metalą, pagamintą iš plonų vielų, ji nustatoma pagal pailgėjimo procentą ir metalo ploto sumažėjimo procentą.
Plastiškumas reiškia, kad iš metalų galima pagaminti laidus, iš 100 g sidabro galima padaryti ploną apie 200 m ilgio tinklelį.
virimo ir lydymosi taškai
Metalai turi aukštą virimo ir lydymosi temperatūrą, volframo – aukščiausią, atvirkščiai, sidabro – žemiausią, natrio ir kalio – taip pat žemas.
Elektros laidumas
Dabar žinoma, kad metalai daugiausia yra elementai, kuriems būdingi atomai, kurių atokiausiame orbitos apvalkale yra labai mažai elektronų su atitinkamomis energijos vertėmis, didžiausias laidumas būna metaluose, kurių būseną tame apvalkale užima tik vienas elektronas.
Sidabras, varis ir auksas yra didelio laidumo metalų pavyzdžiai, metalai daugiausia randami kairėje elementų periodinės lentelės pusėje, o pereinamosiose kolonėlėse elektronai, kurie prisideda prie jų laidumo, taip pat yra elektronai, lemiantys jų cheminį valentingumą. formuojant junginius kai kurie metaliniai laidininkai yra dviejų ar daugiau metalinių elementų, tokių kaip plienas, žalvaris, bronza ir alavas, lydiniai.
Metalo gabalas yra metalo atomų blokas, atskiruose atomuose valentiniai elektronai yra laisvai susieti su savo branduoliais, bloke, kambario temperatūroje, šie elektronai turi pakankamai kinetinės energijos, kad sugebėtų pasitraukti iš savo unikalių vietų.
Šilumos laidumas
Šilumos laidumas yra terminas, analogiškas elektriniam laidumui su skirtumu, kuris susijęs su šilumos srautu, o ne su srove pastaruoju atveju, jis nurodo medžiagos gebėjimą pernešti šilumą iš vieno taško į kitą nejudant medžiagai. Visa medžiaga, kuo didesnis šilumos laidumas, tuo geriau ji praleidžia šilumą.
Izoliacinių medžiagų atveju gardelės laidumas prisideda prie šilumos laidumo, taip yra daugiausia dėl to, kad izoliatoriuose elektronus stipriai laiko pirminiai atomai, o laisvųjų elektronų nėra.
Todėl šiluma perduodama iš vieno galo į kitą per gardelės struktūroje likusių atomų vibraciją, akivaizdu, kad izoliatoriai yra prasti šilumos laidininkai, nes dėl laisvųjų elektronų trūkumo neturi pakankamai šilumos perdavimo pajėgumų.
Metalų tankis
Metalai turi didelį tankį ir yra labai sunkūs, iridis ir osmis turi didžiausią konsistenciją, priešingai, ličio tankis yra mažiausias.
Kietumas
Kietumas – tai metalo gebėjimas atsispirti nuolatiniam formos pokyčiui, kurį sukelia išorinė jėga, visi metalai yra kieti, išskyrus natrį ir kalį, kurie yra minkšti ir gali būti pjaustomi peiliu.
Cheminės metalų savybės
Visi metalai dėl savo cheminių savybių yra reduktoriai, visi gana lengvai išskiria valentinius elektronus, tampa teigiamai įkrautais jonais, tai yra oksiduojasi.
Katijonų susidarymas
Katijonai yra teigiami jonai, susidarantys praradus vieną ar daugiau elektronų, dažniausiai susidaro tie tipinių elementų katijonai, kuriuose prarandami visi valentiniai elektronai, atsižvelgiant į šarminio metalo natrio druską (Na), jame yra valentinis elektronas. trečiasis pagrindinis energijos lygis.
veikia kaip reduktorius
Metalai veikia kaip reduktorius, o nemetalai veikia kaip oksidatorius, metalai veikia kaip reduktorius, nes yra linkę atiduoti elektronus ir oksiduotis. nemetalų fizinės ir cheminės savybės jie veikia kaip oksidatoriai, nes nemetalai linkę įgyti elektronų ir redukuotis.
Joninių junginių susidarymas
Joninis junginys susidaro visiškai elektronams perkeliant iš metalo į nemetalą ir susidarantys jonai pasiekia oktetą, protonai nesikeičia, 1-3 grupėse esantys metalo atomai praranda elektronus nemetalų atomams, kuriuose trūksta 5-7 elektronų. išorinis lygis.
Metalo rūšys
Gamtoje yra daug metalų, jie gali būti klasifikuojami įvairiais būdais, priklausomai nuo savybės ar charakteristikos, kurią naudojate kaip kriterijų, tarp labiausiai paplitusių metalų yra:
Šarminiai metalai
Jie yra bet kuris elementas, esantis periodinės lentelės IA grupėje metalai šarmai yra labai reaktyvios cheminės rūšys, kurios lengvai praranda vieną valentinį elektroną, sudarydamos joninius junginius su nemetalais, visi šarminių metalų grupės elementai yra gamtoje.
šarminių žemių metalai
Šarminių žemės metalų sąvoka apima dalį II grupės elementų:
- Berilis
- Magnis
- calcio
- Stroncis
- Bario
- radijo
Paskutiniai keturi metalai turi ryškiausius šarminių žemių klasifikacijos požymius, todėl kai kuriuose šaltiniuose berilis ir magnis neįtraukti į sąrašą, apsiribodami keturiais elementais.
Pereinamieji metalai
Grupėse nuo 38 iki 3 periodinės lentelės yra 12 elementai, kaip ir visi metalai, pereinamieji metalai yra lankstūs ir lankstūs, perneša elektrą ir šilumą, įdomiausia apie pereinamuosius metalus yra jų valentiniai elektronai arba elektronai, kuriuos jie turi. naudojami mišiniuose su kitais elementais, jie turi daugiau nei vieną tų elektronų, todėl dažnai turi skirtingas bendras oksidacijos būsenas.
Metalai po pereinamojo laikotarpio
Jis naudojamas cheminių elementų, kurių elementai savo savybėmis primena metalus, kategorijai pavaizduoti, periodinėje lentelėje jie yra dešinėje nuo pereinamųjų metalų.
Smalsumai apie metalus
Tarp dažniausiai užduodamų klausimų ir įdomybių, susijusių su metalais, yra šie:
Kas yra sunkieji metalai?
Sunkieji metalai yra gamtoje randami elementai žemės struktūra, yra apibrėžiami kaip metaliniai elementai, kurių tankis yra palyginti didelis, palyginti su vandeniu, vienintelis įspėjimas yra tas, kad kai kurie sunkieji metalai yra būtinos maistinės medžiagos, reikalingos įvairioms biocheminėms ir fiziologinėms funkcijoms.
Žemėje gausu metalų
Gausiausios yra aliuminio (Al) ir geležies (Fe).
Metalai žmogaus organizme
Kalcis yra būtinas kaulų ir dantų struktūrai, kur jis yra labai netirpioje formoje ir pieno gamyboje, jei kalcio kiekis kraujyje sumažėja, kalcis pasisavinamas iš kaulo, todėl atsiranda osteomaliacija ir osteoporozė.
Organizme yra maždaug 5 g geležies, trys ketvirtadaliai jos yra raudonuosiuose kraujo kūneliuose, sudarytuose hemoglobino komplekse, o pusė likusios kaupiasi kepenyse, inkstuose, kaulų čiulpuose ir blužnyje.
skysti metalai
Skystieji metalai turi daug skysčių savybių, panašių į nemetalinius skysčius, ir daug metalinių savybių, panašių į kietuosius metalus.
