Elke student wat met die periodieke tabel vertroud is, weet dat die hoeveelheid metale daarin die meeste van die chemiese elemente uitmaak. Een van die belangrike fisiese kenmerke vir hulle is digtheid. Beskou hierdie waarde in die artikel en gee 'n tabel van die digtheid van metale en legerings.
Wat is digtheid
As jy dieselfde volumes plastiek en staal neem, sal die eerste baie makliker wees as die tweede. Omgekeerd sal 'n stuk plastiek presies dieselfde gewig as 'n stuk staal hê as dit baie groter in volume is. Die rede vir hierdie verskille is so 'n fisiese hoeveelheid soos digtheid. Die formule om dit te bereken is soos volg:
ρ=m/V.
Hier is m die massa van die liggaam, V is sy volume. Die Griekse letter ρ (rho) word dikwels gebruik om digtheid aan te dui. Dit volg uit die formule dat die maateenhede in SI kilogram per kubieke meter is (kg/m3). Nie-sistemiese eenhede kan ook gebruik word, soos g/cm3 of g/l (vir vloeistowwe).
Wat is metale
Voordat ons 'n tabel gee van die digtheid van metale, laat ons verduidelik van watter stof ons praat. Metaalmateriale verskil van nie-metale in hoë termiese en elektriese geleidingsvermoë en rekbaarheid. Dit is hul belangrikste onderskeidende kenmerke. Daar is ook geringe eienskappe, soos om 'n kenmerkende metaalglans, smeebaarheid en lae elektronegatiwiteit vir hul atome te hê.
Alle metale onder normale toestande bestaan in vaste vorm. Die enigste uitsondering is kwik, waarvoor die kristallisasietemperatuur -39oC is. Soliede metaal bestaan in die vorm van 'n kristalrooster. Laasgenoemde is 'n versameling atome wat op 'n sekere meetkundige manier in die ruimte georganiseer is. Enige suiwer (een-komponent) metaalmateriaal bestaan in een van drie tipes kristalroosters onder gegewe toestande. Dit is die volgende roosters:
- Face Centered Cubic (FCC).
- Liggaamsgesentreerde kubieke (BCC).
- Heksagonaal gesluit (hcp).
As die toestande (temperatuur, druk) verander, kan die metaal van een na 'n ander kristallyne toestand gaan. 'n Klassieke voorbeeld is die oorgang van bcc yster na fcc wanneer die temperatuur onder 1392oC daal, of wanneer dit bo 911oC. styg.
Metaaldigtheidstabel
Die digtheid van metale word deur twee hooffaktore bepaal:
- Die tipe kristalrooster en die interatomiese afstande daarin.
- Die massa van 'n atoomchemiese element.
Tabel van digtheid van metale en ander elemente word hieronder gegee.
Hier is syfers in g/cm3. Om die metaaldigtheidstabel in kg / m3 uit te druk, is dit nodig om die ooreenstemmende waarde met 1000 te vermenigvuldig. Die tabel toon dat metale baie verskillende digthede het. Hulle kan ligter as water wees (natrium, litium, kalium) of baie swaar (iridium, osmium, platinum, goud).
Digtheid van legerings
Allooie is multikomponent-stowwe, byvoorbeeld, staal is 'n legering van yster en koolstof. Die kristalstruktuur van legerings is meer kompleks as vir suiwer metale. Vir staal, wat bestaan uit yster en koolstofatome, is daar verskeie moontlikhede vir hul onderlinge rangskikking (vaste oplossing van koolstof in bcc of fcc yster, die vorming van 'n spesiale fase - sementiet, die vorming van grafiet insluitings, en 'n paar ander).
Wat die digtheid van legerings betref, kan dit in baie gevalle geskat word deur die volgende eenvoudige formule te gebruik:
ρ=∑imi/∑iV i.
Waar i die nommer van die komponent in die legering is. As hierdie uitdrukking op 'n tweekomponent-legering toegepas word, kan die volgende formule verkry word:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1)).
Waar ρ1 en ρ2 die digthede van die ooreenstemmende komponente is, is x die massafraksie van die eerste komponent in die legering. Dit word gedefinieerdus:
x=m1/(m1+ m2).
Tabel van digtheid van sommige legerings in ton per kubieke meter word hieronder gegee.
Aangesien elke legering oorwegend een komponent bevat (staal - yster, brons - koper, nichroom - nikkel, ensovoorts), is dit nie verbasend dat hul digthede naby dié van suiwer metale is nie.
