Die eerste materiaal wat mense geleer het om vir hul behoeftes te gebruik, is klip. Maar later, toe 'n persoon bewus geword het van die eienskappe van metale, het die klip ver terugbeweeg. Dit is hierdie stowwe en hul allooie wat die belangrikste en belangrikste materiaal in die hande van mense geword het. Huishoudelike items, arbeidsgereedskap is daarvan gemaak, persele is gebou. Daarom sal ons in hierdie artikel kyk wat metale is, waarvan die algemene kenmerke, eienskappe en gebruik tot vandag so relevant is. Per slot van rekening, letterlik onmiddellik na die Steentydperk, het 'n hele sterrestelsel van metale gevolg: koper, brons en yster.
Metale: algemene kenmerke
Wat verenig alle verteenwoordigers van hierdie eenvoudige stowwe? Natuurlik is dit die struktuur van hul kristalrooster, tipes chemiese bindings en kenmerke van die elektroniese struktuur van die atoom. Per slot van rekening, vandaar die kenmerkende fisiese eienskappe wat die gebruik van hierdie materiale deur mense onderlê.
Beskou eerstens metale as chemiese elemente van die periodieke stelsel. Daarin is hulle redelik vrylik geleë en beset 95 selle uit 115 wat tot dusver bekend is. Daar is verskeie kenmerke van hul ligging in die algemenestelsel:
- Hulle vorm die hoofsubgroepe van groepe I en II, sowel as III, wat met aluminium begin.
- Alle sekondêre subgroepe bestaan slegs uit metale.
- Hulle is onder die voorwaardelike diagonaal van boor tot astatien geleë.
Gegrond op sulke data, is dit maklik om te sien dat nie-metale in die regter boonste gedeelte van die stelsel versamel word, en die res van die spasie behoort aan die elemente wat ons oorweeg.
Almal van hulle het verskeie kenmerke van die elektroniese struktuur van die atoom:
- Groot atoomradius, as gevolg waarvan die binding tussen die buitenste elektron en die kern verswak, sodat metale dit maklik weggee, wat as reduseermiddels optree.
- 'n Klein aantal elektrone in die buitenste energielaag.
- In die groep van bo na onder word die metaaleienskappe van die elemente verbeter, en gedurende die tydperk van links na regs verswak hulle inteendeel. Dus, die sterkste nie-metaal is fluoor, en die swakste is francium.
Die algemene kenmerke van metale en nie-metale stel ons in staat om patrone in hul struktuur te identifiseer. Dus, die kristalrooster van eersgenoemde is metaalagtig, spesiaal. Sy nodusse bevat verskeie soorte deeltjies gelyktydig:
- ione;
- atome;
- elektrone.
'n Algemene wolk versamel binne, genaamd elektrongas, wat al die fisiese eienskappe van hierdie stowwe verduidelik. Tipe chemiese binding in metale met dieselfde naam daarmee.
Fisiese eienskappe
Daar is 'n aantal parameters wat alle metale verenig. Algemene kenmerke van hul fisieseeiendomme lyk so.
- Metaalglans. Alle verteenwoordigers van hierdie groep stowwe het dit. Terselfdertyd reflekteer die meeste daarvan lig van een golflengte, daarom straal dit 'n sagte wit-silwer kleur uit. Maar sommige (goud, koper, baie legerings) het 'n geel glans.
- Smeedbaarheid en plastisiteit. Hierdie parameter is ook inherent aan metale. Die algemene kenmerk op hierdie basis is egter nie heeltemal akkuraat nie, aangesien daar onder die verteenwoordigers baie sag, smeebaar en smeebaar is, en daar is redelik broos mense wat gemasjineer word. Die mees smeebare en smeebare is goud, silwer, koper, aluminium en ander. Minder smeebaar – blik, lood, mangaan en ander.
- Elektriese en termiese geleidingsvermoë. Dit word sonder uitsondering deur alle verteenwoordigers besit. Metale is geleiers van die eerste soort.
- Hoë smelt- en kookpunte. Op hierdie basis word hulle verdeel in vuurvaste (temperatuur bo 1500 grade), smeltbaar - onder die gespesifiseerde syfer.
- Ligte en swaar metale afhangende van hul digtheid. Dit is hoe kleiner, hoe kleiner die atoomgewig van die element. Die ligste is litium, en die swaarste is osmium.
- Hardheid. Die rekordhouer vir hierdie aanwyser is chroom, en die sagste is sesium, dit smelt in die hande.
Die gelyste parameters - dit is die algemene kenmerk van metale, dit wil sê alles wat hulle in een groot familie verenig. Dit moet egter verstaan word dat daar uitsonderings op elke reël is. Boonop is daar te veel elemente van hierdie soort. Daarom, binne die gesin self,daar is indelings in verskeie groepe, wat ons hieronder sal oorweeg en waarvoor ons die kenmerkende kenmerke sal aandui.
Chemiese eienskappe
Vanuit die oogpunt van die wetenskap van chemie is alle metale reduseermiddels. En, baie sterk. Hoe minder elektrone in die buitenste vlak en hoe groter die atoomradius, hoe sterker is die metaal volgens die gespesifiseerde parameter.
As gevolg hiervan is metale in staat om te reageer met:
- nie-metale;
- water;
- sure;
- met alkalieë (amfoteriese metale);
- oksiede;
- soute van swakker metale.
Dit is net 'n algemene oorsig van chemiese eienskappe. Vir elke groep elemente is hulle immers suiwer individueel.
Alkaliese aardmetale
Die algemene kenmerke van aardalkalimetale is soos volg:
- Het twee elektrone op die buitenste vlak.
- Hulle vorm die tweede groep van die hoofsubgroep van die periodieke stelsel, behalwe vir berillium.
- Onder normale toestande is dit vaste stowwe wat nie met 'n mes gesny kan word nie.
- Die kleur van eenvoudige metale is silwergrys, bedek met 'n oksiedfilm in die lug.
- Hulle chemiese aktiwiteit is hoog, dit neem toe van magnesium na radium.
- Wydverspreid in die natuur, veral kalsium. In 'n eenvoudige vorm word hulle nie gevind as gevolg van hoë aktiwiteit nie, maar hulle vorm baie verskillende verbindings wat belangrik is vir mense.
- Biologies belangrik. Kalsium en magnesium is belangrike spoorelemente van die menslike liggaam endiere. Magnesium is ook deel van plantchlorofil.
Alkali-aardmetale is dus algemene elemente van die s-familie, wat hoë chemiese aktiwiteit toon en is sterk reduseermiddels en belangrike deelnemers aan biologiese prosesse in die liggaam.
Alkali metale
Die algemene kenmerk van alkalimetale begin met hul naam. Hulle het dit ontvang vir die vermoë om in water op te los en alkalies te vorm - bytende hidroksiede. Reaksies met water is baie gewelddadig, soms vlambaar. Hierdie stowwe word nie in vrye vorm in die natuur aangetref nie, aangesien hul chemiese aktiwiteit te hoog is. Hulle reageer met lug, waterdamp, nie-metale, sure, oksiede en soute, omtrent alles.
Dit is as gevolg van hul elektroniese struktuur. Op die buitenste vlak is daar net een elektron, wat hulle maklik weggee. Dit is die sterkste reduseermiddels, en daarom het dit nogal lank geneem om dit in hul suiwer vorm te verkry. Dit is reeds in die 18de eeu deur Humphrey Davy gedoen deur elektrolise van natriumhidroksied. Nou word alle verteenwoordigers van hierdie groep met hierdie metode ontgin.
Die algemene kenmerk van alkalimetale lê daarin dat hulle die eerste groep van die hoofsubgroep van die periodieke stelsel uitmaak. Almal van hulle is belangrike elemente wat baie waardevolle natuurlike verbindings vorm wat deur die mens gebruik word.
Algemene kenmerke van metale van d- en f-families
Hierdie groep elemente sluit al daardie inwaarvan die oksidasie kan verskil. Dit beteken dat, afhangende van die toestande, die metaal as beide 'n oksideermiddel en 'n reduseermiddel kan optree. Sulke elemente het 'n groot vermoë om in reaksies te tree. Onder hulle, 'n groot aantal amfotere stowwe.
Die algemene naam vir al hierdie atome is oorgangselemente. Hulle het dit ontvang vir die feit dat hulle, wat hul eienskappe betref, werklik as 't ware in die middel staan tussen tipiese metale van die s-familie en nie-metale van die p-familie.
Die algemene kenmerk van oorgangsmetale impliseer die aanduiding van hul soortgelyke eienskappe. Hulle is soos volg:
- 'n groot aantal elektrone in die buitenste vlak;
- groot atoomradius;
- verskeie oksidasietoestande (van +3 tot +7);
- valenselektrone is op die d- of f-subvlak;
- vorm 4-6 groot periodes van die stelsel.
As eenvoudige stowwe is die metale van hierdie groep baie sterk, rekbaar en smeebaar, daarom is hulle van groot industriële belang.
Sysubgroepe van die periodieke stelsel
Die algemene kenmerke van die metale van die sekondêre subgroepe stem heeltemal saam met dié van die oorgangsgroepe. En dit is nie verbasend nie, want dit is eintlik presies dieselfde ding. Dit is net dat die sy-subgroepe van die sisteem juis gevorm word deur verteenwoordigers van die d- en f-families, dit wil sê oorgangsmetale. Daarom kan ons sê dat hierdie konsepte sinonieme is.
Die mees aktiewe en belangrikste van hulle is die eerste ry van 10 verteenwoordigers van skandium tot sink. Almal van hulle is van groot industriële belang en dikwelsdeur die mens gebruik, veral vir smelting.
Allooie
Die algemene kenmerke van metale en legerings stel ons in staat om te verstaan waar en hoe dit moontlik is om hierdie stowwe te gebruik. Sulke verbindings het groot transformasies in die laaste dekades ondergaan, omdat al hoe meer nuwe bymiddels ontdek en gesintetiseer word om hul kwaliteit te verbeter.
Die bekendste legerings vandag is:
- koper;
- duralumin;
- gietyster;
- staal;
- brons;
- sal wen;
- nichrome en ander.
Wat is 'n legering? Dit is 'n mengsel van metale wat verkry word deur laasgenoemde in spesiale oondtoestelle te smelt. Dit word gedoen om 'n produk te verkry wat in eienskappe beter is as die suiwer stowwe wat dit vorm.
Vergelyking van die eienskappe van metale en nie-metale
As ons van algemene eienskappe praat, dan sal die eienskappe van metale en nie-metale op een baie belangrike punt verskil: vir laasgenoemde kan soortgelyke kenmerke nie onderskei word nie, aangesien hulle baie verskil in hul fisiese en chemiese eienskappe.
Daarom is dit onmoontlik om so 'n eienskap vir nie-metale te skep. Dit is slegs moontlik om die verteenwoordigers van elke groep afsonderlik te oorweeg en hul eiendomme te beskryf.
