FIZINĖS IR CHEMINĖS METALŲ SAVYBĖS - CHEMIJA - 2025

Į metalai, savybės tiek fizines ir chemines, yra raktas į daugybę dalykų ir inžinerinių darbų, taip pat dekoratyvinių ornamentų įvairių kultūrų ir šventėms statybos.

Nuo neatmenamų laikų jie sukėlė smalsumą dėl patrauklios išvaizdos, kontrastuojančios su uolų neskaidrumu. Kai kurios iš šių labiausiai vertinamų savybių yra didelis atsparumas korozijai, mažas tankis, didelis kietumas ir tvirtumas bei elastingumas.

Metalai iš pirmo žvilgsnio atpažįstami pagal blizgančius ir dažniausiai sidabrinius atspalvius. Šaltinis: George'as Beckeris per „Pexels“.

Chemija jį labiau domina metalai iš atominės perspektyvos: jų jonų elgsena prieš organinius ir neorganinius junginius. Taip pat iš metalų gali būti gaminamos druskos labai specifiniams tikslams; pavyzdžiui, vario ir aukso druskos.

Tačiau būtent fizinės savybės pirmiausia sužavėjo žmoniją. Apskritai jie pasižymi patvarumu, o tai ypač pasakytina apie tauriuosius metalus. Taigi viskas, kas priminė auksą ar sidabrą, buvo laikoma vertinga; buvo pagamintos monetos, brangenybės, brangenybės, grandinės, statulos, plokštės ir kt.

Metalai yra gausiausi gamtos elementai. Pažvelkite į periodinę lentelę ir patvirtinkite, kad beveik visi jos elementai yra metaliniai. Jų dėka buvo prieinamos medžiagos elektros srovei valdyti elektroniniuose prietaisuose; tai yra, jie yra technologijos arterijos ir pastatų kaulai.

Fizinės metalų savybės

Metalų fizikinės savybės apibūdina ir išskiria juos kaip medžiagas. Nebūtina, kad jie būtų transformuojami dėl kitų medžiagų, o fiziniais veiksmais, tokiais kaip kaitinimas, deformacija, poliravimas ar tiesiog žiūrėjimas.

Ryškumas

Didžioji dauguma metalų yra blizgūs, taip pat yra pilkšvos ar sidabrinės spalvos. Yra keletas išimčių: gyvsidabris yra juodas, varis yra rausvas, auksas yra aukso spalvos, o osmis turi keletą melsvų atspalvių. Šis ryškumas atsiranda dėl fotonų sąveikos su jo paviršiumi, elektroniniu būdu pašalintu iš metalo jungties.

Kietumas

Metalai yra kieti, išskyrus šarminius ir kai kuriuos kitus. Tai reiškia, kad metalinis strypas galės subraižyti jo liečiamą paviršių. Kalbant apie šarminius metalus, tokius kaip rubidis, jie yra tokie minkšti, kad juos galima nulupti pirštu; bent jau prieš jiems pradedant ardyti mėsą.

Tinkamumas

Metalai paprastai kalinami skirtingose ​​temperatūrose. Sakant, kad metalas yra deformuotas ar susmulkintas nesulaužant ar nesugriuvus, tada metalas laikomas kaliojo ir kaliojo. Ne visi metalai yra kaltiniai.

Tamprumas

Metalai, ne tik kaliojo, gali būti ir kaliojo pavidalo. Kai metalas yra elastingas, jis gali deformuotis ta pačia kryptimi ir tapti tarsi siūlas ar viela. Jei yra žinoma, kad metalu galima prekiauti lynų ratukais, galime patvirtinti, kad tai yra kalusis metalas; pavyzdžiui, vario ir aukso laidai.

Sintetiniai aukso kristalai. Alchemikas-hp (aptarimas) www.pse-mendelejew.de

Šilumos ir elektros laidumas

Metalai yra geri šilumos ir elektros laidininkai. Tarp geriausių šilumos laidininkų turime aliuminį ir varį; o tie, kurie geriausiai veda elektrą, yra sidabras, varis ir auksas. Todėl varis yra metalas, labai vertinamas pramonėje už puikų šilumos ir elektros laidumą.

Variniai laidai. Scotas ehardtas

Sonoriškumas

Metalai yra patikima medžiaga. Stūmimas į dvi metalines dalis sukels būdingą garsą kiekvienam metalui. Ekspertai ir metalų mėgėjai iš tikrųjų sugeba juos atskirti pagal skleidžiamą garsą.

Aukšta lydymosi ir virimo temperatūra

Metalai prieš tirpdami gali atlaikyti aukštą temperatūrą. Kai kurie metalai, tokie kaip volframas ir osmis, lydosi atitinkamai 3422 ºC ir 3033 ºC temperatūroje. Tačiau cinkas (419,5ºC) ir natris (97,79ºC) lydosi labai žemoje temperatūroje.

Cezis (28,44 ºC) ir galis (29,76 ºC) yra tie, kurie tirpsta žemiausiose temperatūrose.

Iš šių verčių galima susidaryti idėją, kodėl suvirinimo procesuose naudojamas elektros lankas ir dėl to atsiranda intensyvūs blyksniai.

Kita vertus, patys aukšti lydymosi taškai rodo, kad visi metalai yra kieti kambario temperatūroje (25 ° C); Išskyrus gyvsidabrį, vienintelį metalą ir vieną iš nedaugelio cheminių elementų, kuris yra skystas.

Skystas gyvsidabris. Bionerdas

Lydiniai

Nors metalai nėra fizikinė savybė, jie gali maišyti vienas su kitu, jei jų atomai sugebės prisitaikyti ir sukuria lydinius. Taigi tai yra kieti mišiniai. Viena metalų pora gali būti legiruojama lengviau nei kita; o kai kurie iš tikrųjų negali būti legiruojami dėl mažo giminingumo tarp jų.

Varis "susitvarko" su alavu, maišant su juo, kad susidarytų bronza; arba su cinku, kad sudarytų žalvarį. Lydiniai siūlo daugybę alternatyvų, kai vien metalai negali atitikti reikiamų charakteristikų taikymo; kaip tada, kai norite sujungti vieno metalo lengvumą su kito metalo tvirtumu.

Cheminės savybės

Cheminės savybės yra būdingos jų atomams ir tai, kaip jos sąveikauja su molekulėmis, esančiomis už jų aplinkos ribų, kad nustotų būti metalais ir tokiu būdu virstų kitais junginiais (oksidais, sulfidais, druskomis, metalo organiniais kompleksais ir kt.). Tuomet kalbama apie jų reaktyvumą ir struktūras.

Konstrukcijos ir saitai

Metalai, skirtingai nei nemetaliniai elementai, nėra sugrupuojami kaip molekulės, MM, bet kaip M atomų tinklas, kurį laiko jų išoriniai elektronai.

Šia prasme metalinius atomus stipriai vienija „elektronų jūra“, kuris juos mauna, ir jie eina visur; ty jie yra delokalizuoti, jie nėra pritvirtinti jokiame kovalentiniame ryšyje, tačiau jie sudaro metalinį ryšį. Šis tinklas yra labai tvarkingas ir pasikartojantis, todėl mes turime metalinių kristalų.

Įvairių dydžių ir netobulumų turintys metaliniai kristalai ir jų metalinis ryšys yra atsakingi už stebimas ir išmatuotas metalų fizikines savybes. Tai, kad jie yra spalvoti, ryškūs, geri laidininkai ir garsas, lemia jų struktūra ir elektroninis jų išsidėstymas.

Yra kristalų, kuriuose atomai yra labiau sutankinti nei kiti. Todėl metalai gali būti tokie tankūs kaip švinas, osmis ar iridis; arba toks pat lengvas kaip ličio, net galintis plaukti ant vandens prieš reaguodamas.

Korozija

Metalai yra jautrūs korozijai; nors kelios iš jų gali išskirtinėmis sąlygomis atsispirti normaliomis sąlygomis (taurieji metalai). Korozija yra laipsniškas metalo paviršiaus oksidavimas, kuris baigiasi trupiniais, todėl atsiranda dėmės ir skylės, gadinančios blizgantį jo paviršių, taip pat kitos nepageidaujamos spalvos.

Metalai, tokie kaip titanas ir iridis, pasižymi dideliu atsparumu korozijai, nes jų suformuotų oksidų sluoksnis nereaguoja su drėgme ir neleidžia deguoniui prasiskverbti pro metalo vidų. Iš lengviausiai koroziją sukeliančių metalų turime geležį, kurios rūdis gana gerai atpažįstamas dėl savo rudos spalvos.

Reduktoriai

Kai kurie metalai yra puikūs reduktoriai. Tai reiškia, kad jie atsisako savo elektronų kitoms elektronų alkanoms rūšims. Šios reakcijos rezultatas yra, kad jie tampa katijonais, M ^{n +} , kur n yra metalo oksidacijos būsena; tai yra jo teigiamas krūvis, kuris gali būti daugiavalentis (didesnis nei 1+).

Pavyzdžiui, šarminiai metalai yra naudojami kai kuriems oksidams ar chloridams redukuoti. Kai tai atsitinka su natriu, Na, jis praranda savo vienintelį valentinį elektroną (nes jis priklauso 1 grupei) ir tampa natrio jonu arba katijonu, Na ⁺ (monovalentu).

Panašiai kaip ir kalcis, Ca (2 grupė), kuri praranda du elektronus, o ne vieną ir išlieka kaip dvivalentis katijonas Ca ²⁺ .

Metalai gali būti naudojami kaip reduktoriai, nes jie yra elektropozityvūs elementai; jie labiau linkę atsisakyti elektronų, nei įgyti juos iš kitų rūšių.

Reaktyvumas

Pasakius, kad elektronai linkę prarasti elektronus, reikia tikėtis, kad visose jų reakcijose (arba daugumoje) jie virsta katijonais. Dabar šie katijonai, matyt, sąveikauja su anijonais ir sukuria platų junginių spektrą.

Pavyzdžiui, šarminių ir šarminių žemių metalai tiesiogiai (ir staigiai) reaguoja su vandeniu, kad susidarytų hidroksidai, M (OH) _n , suformuotus M ^{N +} ir OH ^- jonai , arba pagal M-OH obligacijų.

Kai metalai reaguoja su deguonimi aukštoje temperatūroje (pvz., Kurią pasiekia liepsna), jie virsta M ₂ O _n oksidais (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃ ir kt.). Taip yra todėl, kad ore turime deguonies; bet ir azotas, o kai kurie metalai gali sudaryti iš oksidų ir nitridų M ₃ N _n (TiN, AlN, GaN, Be ₃ N ₂ , Ag ₃ N ir kt.) mišinį .

Metalai gali būti užpulti stiprių rūgščių ir bazių. Pirmuoju atveju gaunamos druskos, o antruoju - vėl hidroksidai arba baziniai kompleksai.

Kai kuriuos metalus dengiantis oksido sluoksnis neleidžia rūgštims pulti metalo. Pvz., Druskos rūgštis negali ištirpinti visų metalų, sudarydama jų vandenyje tirpių metalų chloridus.

Nuorodos

1. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
2. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
3. Namų mokslo įrankiai. (2019 m.). Metalo mokslo pamoka. Atkurta iš: learning-center.homesciencetools.com
4. „Rosen“ leidybos grupė. (2019 m.). Metalai. Atkurta iš: pkphysicalscience.com
5. Toppr. (sf). Metalų ir nemetalų cheminės savybės. Atkurta iš: toppr.com
6. Vikipedija. (2019 m.). Metalas. Atkurta iš: en.wikipedia.org