METALLIEN FYSIKAALISET JA KEMIALLISET OMINAISUUDET - KEMIA

Ominaisuudet metallien, sekä fysikaaliset ja kemialliset, ovat keskeisiä rakentamiseen lukemattomia esineitä ja tekniikan työt, sekä koriste koristeet eri kulttuureissa ja juhlia.

He ovat muista ajoista lähtien herättäneet uteliaisuutta houkuttelevaan ulkomuotoonsa vastakkaisesti kivien opasiteetin kanssa. Jotkut näistä arvokkaimmista ominaisuuksista ovat mm. Korkea korroosionkestävyys, matala tiheys, suuri kovuus ja sitkeys ja kimmoisuus.

Metallit tunnistetaan ensi silmäyksellä kiiltävistä ja yleensä hopeasävyisistä pinnoistaan. Lähde: George Becker Pexelsin kautta.

Kemiassa hän on kiinnostuneempi metalleista atomisesta näkökulmasta: niiden ionien käyttäytymisestä orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä vastaan. Samoin suoloja voidaan valmistaa metalleista hyvin erityisiin käyttötarkoituksiin; esimerkiksi kupari- ja kultasuolat.

Kuitenkin fyysiset ominaisuudet kiehtoivat ihmiskunnan ensin. Yleensä niille on ominaista kestävyys, mikä pätee erityisesti jalometallien tapauksessa. Siten kaikkea, joka muistutti kultaa tai hopeaa, pidettiin arvokkaana; Kolikoita, jalokiviä, jalokiviä, ketjuja, patsaita, lautasia jne. tehtiin.

Metallit ovat luonnon runsaimpia alkuaineita. Katso vain jaksotaulukko varmistaaksesi, että melkein kaikki sen elementit ovat metallisia. Niiden ansiosta oli saatavana materiaaleja sähkövirran johtamiseen elektronisissa laitteissa; eli ne ovat tekniikan valtimoita ja rakennusten luita.

Metallien fysikaaliset ominaisuudet

Metallien fysikaaliset ominaisuudet määrittelevät ja erottavat ne materiaaleina. Ei ole välttämätöntä, että ne käyvät läpi muiden aineiden aiheuttamia muutoksia, vaan fysikaalisten toimien, kuten niiden lämmittämisen, muodonmuutoksen, kiillottamisen tai yksinkertaisesti katsomisen avulla.

loisto

Suurin osa metalleista on kiiltäviä, ja niiden värit ovat myös harmahtavia tai hopeisia. Joitakin poikkeuksia on: elohopea on mustaa, kupari on punertavaa, kulta on kultaista ja osmium osoittaa sinertäviä sävyjä. Tämä kirkkaus johtuu fotonien vuorovaikutuksesta sen pinnan kanssa, jonka metallisidos elektronisesti siirtää.

Kovuus

Metallit ovat kovia, paitsi alkalimetallit ja jotkut muut. Tämä tarkoittaa, että metallitanko voi naarmuttaa kosketettua pintaa. Alkalimetallien, kuten rubidiumin, tapauksessa ne ovat niin pehmeitä, että ne voidaan raapia sormella; ainakin ennen kuin ne alkavat syövyttää lihaa.

muokattavuus

Metallit ovat yleensä muokattavia eri lämpötiloissa. Kun isku tapahtuu, ja jos ne ovat muodonmuutos tai murskaus ilman, että niitä murtuu tai murenematta, metallin sanotaan olevan muokattavissa ja sillä on taipuisuus. Kaikki metallit eivät ole muokattavia.

sitkeys

Metallit voivat olla myös muovattavia ja muovautuvia. Kun metalli on taipuisa, se kykenee muuttamaan muodonmuutoksia samaan suuntaan, muuttuen ikään kuin lanka tai lanka. Jos tiedetään, että metallilla voidaan käydä kauppaa köysipyörissä, voimme vakuuttaa, että se on muovivalaistu metalli; esimerkiksi kupari- ja kultalangat.

Synteettiset kultakiteet. Alkemistinen-hp (keskustelu) www.pse-mendelejew.de

Lämmön ja sähkönjohtavuus

Metallit ovat hyviä johtimia sekä lämmölle että sähkölle. Parhaiden lämmönjohtajien joukossa meillä on alumiini ja kupari; kun taas sähköä parhaiten johtavat hopea, kupari ja kulta. Siksi kupari on teollisuudessa erittäin arvostettu metalli erinomaisesta lämmön- ja sähkönjohtavuudestaan.

Kuparilangat. Scott ehardt

Sonority

Metallit ovat terveitä materiaaleja. Jos osuu kahteen metalliosaan, kuuluu jokaiselle metallille ominainen ääni. Asiantuntijat ja metallien ystävät kykenevät erottamaan ne äänestä.

Korkea sulamis- ja kiehumispiste

Metallit kestävät korkeita lämpötiloja ennen sulamista. Jotkut metallit, kuten volframi ja osmium, sulavat vastaavasti lämpötiloissa 3422 ºC ja 3033 ºC. Sinkki (419,5 ºC) ja natrium (97,79 ºC) sulavat kuitenkin hyvin alhaisissa lämpötiloissa.

Cesium (28,44 ºC) ja gallium (29,76 ºC) ovat ne, jotka sulavat alimmissa lämpötiloissa.

Näistä arvoista voidaan saada idea siitä, miksi hitsausprosesseissa käytetään sähkökaaria ja aiheutetaan voimakkaita välähdyksiä.

Toisaalta korkeat sulamispisteet itse osoittavat, että kaikki metallit ovat kiinteitä huoneenlämpötilassa (25 ° C); Elohopeaa lukuun ottamatta ainoa nestemäinen metalli ja yksi harvoista kemiallisista alkuaineista.

Elohopea nestemäisessä muodossa. Bionerd

Alloys

Vaikka metallit eivät sellaisenaan ole fysikaalinen ominaisuus, ne voivat sekoittua toisiinsa, edellyttäen että niiden atomit onnistuvat mukautumaan luomaan seoksia. Nämä ovat siis kiinteitä seoksia. Yksi metallipari voidaan seostaa helpommin kuin toinen; ja jotkut tosiasiassa eivät voi ollenkaan seostua niiden välisen alhaisen affiniteetin vuoksi.

Kupari "tulee toimeen" tinan kanssa sekoittaen sen kanssa pronssiksi; tai sinkin kanssa messingin muodostamiseksi. Seokset tarjoavat useita vaihtoehtoja, kun metallit eivät yksin pysty täyttämään sovelluksen vaadittuja ominaisuuksia; kuin kun haluat yhdistää yhden metallin kevyyden toisen lujuuteen.

Kemiallisia ominaisuuksia

Kemialliset ominaisuudet ovat niiden atomien luontaisia ominaisuuksia ja sitä, kuinka ne ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä ulkopuolella olevien molekyylien kanssa, jotta ne eivät enää ole metalleja ja muuttuvat siten muiksi yhdisteiksi (oksidit, sulfidit, suolat, organometalliset kompleksit jne.). Sitten on kyse heidän reaktiivisuudesta ja rakenteista.

Rakenteet ja linkit

Toisin kuin ei-metalliset elementit, metallit eivät ole ryhmitetty molekyyleiksi, MM, vaan M-atomien verkkoksi, jota niiden ulkoiset elektronit pitävät yhdessä.

Tässä mielessä metallisia atomeja yhdistää vahvasti "elektronien meri", joka heittää niitä, ja ne menevät kaikkialle; ts. ne ovat siirtyneet, ne eivät ole kiinnittyneet mihinkään kovalenttisiin sidoksiin, mutta ne muodostavat metallisidoksen. Tämä verkko on hyvin järjestetty ja toistuva, joten meillä on metallikiteitä.

Erikokoiset ja täydelliset puutteet sisältävät metallikiteet ja niiden metallisidos ovat vastuussa metallien havaituista ja mitattuista fysikaalisista ominaisuuksista. Se, että ne ovat värikkäitä, kirkkaita, hyviä johtimia ja ääntä, johtuu kaikki niiden rakenteesta ja elektronisesta sijoittelusta.

On kiteitä, joissa atomit ovat tiivistyneempiä kuin toiset. Siksi metallit voivat olla yhtä tiheitä kuin lyijy, osmium tai iridium; tai yhtä kevyt kuin litium, jopa kykenevä kellumaan vedessä ennen reagointia.

Korroosio

Metallit ovat alttiita syöpymiselle; vaikka useat niistä voivat poikkeuksellisesti vastustaa sitä normaaleissa olosuhteissa (jalometallit). Korroosio on metallipinnan progressiivinen hapettuminen, joka lopulta murenee aiheuttaen tahroja ja reikiä, jotka pilaavat sen kiiltävän pinnan, samoin kuin muita ei-toivottuja värejä.

Metallilla, kuten titaanilla ja iridiumilla, on korkea korroosionkestävyys, koska niiden muodostuneiden oksidien kerros ei reagoi kosteuden kanssa, eivätkä ne myöskään salli hapen tunkeutua metallin sisäosaan. Ja helpoimmista syövyttävistä metalleista meillä on rautaa, jonka ruoste on melko tunnistettavissa ruskean värinsä perusteella.

Pelkistävät aineet

Jotkut metallit ovat erinomaisia pelkistysaineita. Tämä tarkoittaa, että he luopuvat elektroneistaan muille elektronia nälkäisille lajeille. Tämän reaktion tulos on, että niistä tulee kationeja, Mn ⁺, missä n on metallin hapetustila; eli sen positiivinen varaus, joka voi olla moniarvoinen (suurempi kuin 1+).

Esimerkiksi alkalimetalleja käytetään pelkistämään joitain oksideja tai klorideja. Kun tämä tapahtuu natriumin, Na: n kanssa, se menettää ainoan valenssielektroninsa (koska se kuuluu ryhmään 1) tullakseen natriumioniksi tai kationiksi, Na ⁺ (monovalentti).

Samoin kalsiumin kanssa, Ca (ryhmä 2), joka menettää kaksi elektronia vain yhden sijasta ja pysyy kaksiarvoisena kationina Ca ²⁺.

Metalleja voidaan käyttää pelkistysaineina, koska ne ovat sähköpositiivisia elementtejä; ne luopuvat todennäköisemmin elektroneistaan kuin saadakseen niitä muista lajeista.

reaktiivisuus

Kun elektronit yleensä menettävät elektroneja, on odotettavissa, että kaikissa (tai suurimmassa osassa) reaktioissaan ne lopulta muuttuvat kationeiksi. Nyt nämä kationit ilmeisesti vuorovaikutuksessa anionien kanssa tuottavat laajan valikoiman yhdisteitä.

Esimerkiksi alkali- ja maa-alkalimetallit reagoivat suoraan (ja räjähtävästi) veden kanssa muodostaen hydroksideja, M (OH) _n, jotka muodostuvat Mn ⁺ ja OH ^- ioneista tai M-OH-sidoksista.

Kun metallit reagoivat hapen kanssa korkeissa lämpötiloissa (kuten sellaiset, jotka liekki saavuttaa), ne muuttuvat M ₂ O _n -oksideiksi (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃ jne.). Tämä johtuu siitä, että meillä on happea ilmassa; mutta myös typpeä, ja jotkut metallit voivat muodostaa oksidien seos ja nitridit, M ₃ N _n (TiN, AIN, GaN, Be ₃ N ₂, Ag ₃ N, jne.).

Vahvat hapot ja emäkset voivat hyökätä metallien kanssa. Ensimmäisessä tapauksessa saadaan suoloja, ja toisessa taas hydroksideja tai emäksisiä komplekseja.

Joitakin metalleja peittävä oksidikerros estää happoja hyökkäämästä metalliin. Esimerkiksi suolahappo ei voi liuottaa kaikkia metalleja, jotka muodostavat vastaavat veteen liukenevat metallikloridit.

Viitteet

Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
Kotitieteen työkalut. (2019). Metallitieteen oppitunti. Palautettu osoitteesta: learning-center.homesciencetools.com
Rosen-julkaisuryhmä. (2019). Metalleja. Palautettu osoitteesta: pkphysicalscience.com
Toppr. (SF). Metallien ja ei-metallien kemialliset ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: toppr.com
Wikipedia. (2019). Metalli. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org

METALLIEN FYSIKAALISET JA KEMIALLISET OMINAISUUDET - KEMIA - 2026