- Физични свойства на металите
- блясък
- твърдост
- отстъпчивост
- еластичност
- Топло и електрическа проводимост
- звучност
- Високи температури на топене и кипене
- сплави
- Химични свойства
- Структури и връзки
- корозия
- Редуциращи агенти
- реактивност
- Препратки
На свойствата на метали, физически, така и химически, са ключови за изграждането на безброй артефакти и инженерни работи, както и декоративни орнаменти в различни култури и тържества.
От незапомнени времена те будиха любопитство за атрактивния си вид, контрастирайки с непрозрачността на скалите. Някои от тези най-ценени свойства са висока устойчивост на корозия, ниска плътност, голяма твърдост и здравина и еластичност, наред с други.
Металите са разпознаваеми на пръв поглед по лъскавите си и обикновено със сребро тонизирани повърхности. Източник: Джордж Бекер чрез Pexels.
В химията той се интересува повече от металите от атомна гледна точка: поведението на техните йони спрямо органични и неорганични съединения. По същия начин солите могат да се приготвят от метали за много специфични приложения; например медни и златни соли.
Въпреки това, именно физическите свойства първо завладяха човечеството. Като цяло те се характеризират с това, че са издръжливи, което е особено вярно в случая с благородните метали. По този начин всичко, което наподобява злато или сребро, се считаше за ценно; Правени са монети, бижута, бижута, вериги, статуи, плочи и др.
Металите са най-изобилните елементи в природата. Просто погледнете периодичната таблица, за да потвърдите, че почти всички нейни елементи са метални. Благодарение на тях бяха достъпни материали за провеждане на електрически ток в електронни устройства; тоест те са артериите на технологиите и костите на сградите.
Физични свойства на металите
Физичните свойства на металите са тези, които ги определят и диференцират като материали. Не е необходимо те да претърпят каквато и да е трансформация, причинена от други вещества, а от физически действия като нагряване, деформиране, полиране или просто гледане на тях.
блясък
По-голямата част от металите са лъскави, а също имат сивкав или сребрист цвят. Има някои изключения: живакът е черен, медът е червеникав, златото е златисто, а осмият показва синкави оттенъци. Тази яркост се дължи на взаимодействията на фотоните с повърхността й електронно делокализирана от металната връзка.
твърдост
Металите са твърди, с изключение на алкални и някои други. Това означава, че метална пръчка ще може да надраска повърхността, която докосне. В случай на алкални метали, като рубидий, те са толкова меки, че могат да се изстържат с нокът; поне преди да започнат да корозират месото.
отстъпчивост
Обикновено металите са лоши при различни температури. При удара и ако те са деформирани или смачкани без разрушаване или разрушаване, тогава се казва, че металът е ковък и проявява ковност. Не всички метали са лоши.
еластичност
Металите, освен че са ковсти, могат да бъдат и пластични. Когато металът е пластичен, той е в състояние да претърпи деформации в същата посока, като че ли е резба или жица. Ако е известно, че метал може да се търгува с кабелни колела, можем да потвърдим, че той е пластичен метал; например медни и златни проводници.
Синтетични златни кристали. Алхимик-к.с. (говори) www.pse-mendelejew.de
Топло и електрическа проводимост
Металите са добри проводници както на топлина, така и на електричество. Сред най-добрите проводници на топлина имаме алуминий и мед; докато тези, които провеждат електричество най-добре, са сребро, мед и злато. Следователно медта е метал, който е високо ценен в индустрията заради отличната си топло- и електрическа проводимост.
Медни проводници. Скот Ехард
звучност
Метали са звукови материали. Ако се ударят две метални части, ще се издаде характерен звук за всеки метал. Експертите и любителите на металите всъщност са в състояние да ги различат по звука, който излъчват.
Високи температури на топене и кипене
Металите могат да издържат на високи температури преди да се стопят. Някои метали като волфрам и осмий се стопяват при температури 3422 ° С и 3033 ° С съответно. Въпреки това, цинк (419.5ºC) и натрий (97.79ºC) се топят при много ниски температури.
Сред всичките, цезият (28.44 ºC) и галият (29.76 ºC) са тези, които се топят при най-ниски температури.
От тези стойности може да се получи представа защо електрическата дъга се използва при заваръчни процеси и се предизвикват интензивни проблясъци.
От друга страна, самите високи точки на топене показват, че всички метали са твърди при стайна температура (25 ° C); С изключение на живак, единственият метал и един от малкото химични елементи, който е течен.
Живак в течна форма. Bionerd
сплави
Въпреки че не са като такова физическо свойство, металите могат да се смесват помежду си, при условие че техните атоми успеят да се адаптират, за да създадат сплави. Това са твърди смеси. Един чифт метали може да бъде легиран по-лесно от друг; а някои всъщност изобщо не могат да бъдат легирани поради ниския афинитет между тях.
Медът "се разбира" с калай, смесвайки се с него, за да се образува бронз; или с цинк, за да се образува месинг. Сплавите предлагат множество алтернативи, когато металите сами не могат да отговорят на необходимите характеристики за приложение; както когато искате да комбинирате лекотата на един метал с упоритостта на друг.
Химични свойства
Химичните свойства са тези, присъщи на техните атоми и как те взаимодействат с молекулите извън околната си среда, за да спрат да бъдат метали и по този начин се трансформират в други съединения (оксиди, сулфиди, соли, органометални комплекси и др.). Тогава става въпрос за тяхната реактивност и техните структури.
Структури и връзки
Металите, за разлика от неметалните елементи, не са групирани като молекули, ММ, а като мрежа от М атоми, държани заедно от техните външни електрони.
В този смисъл металните атоми остават силно обединени от „море от електрони“, което ги къпе, и те отиват навсякъде; тоест те са делокализирани, те не са фиксирани във никаква ковалентна връзка, а съставляват металната връзка. Тази мрежа е много подредена и повтаряща се, затова имаме метални кристали.
Металните кристали с различни размери и пълни с несъвършенства и тяхната метална връзка са отговорни за наблюдаваните и измерени физични свойства на металите. Фактът, че те са цветни, ярки, добри диригенти и звук, се дължи на тяхната структура и електронната им делокализация.
Има кристали, при които атомите са по-уплътнени от другите. Следователно металите могат да бъдат толкова плътни, колкото олово, осмий или иридий; или толкова лек като литий, дори способен да плава по вода, преди да реагира.
корозия
Металите са податливи на корозия; въпреки че няколко от тях по изключение могат да му се противопоставят при нормални условия (благородни метали). Корозията е прогресивно окисляване на металната повърхност, което в крайна сметка се разпада, причинявайки петна и дупки, които развалят лъскавата й повърхност, както и други нежелани цветове.
Метали като титан и иридий имат висока устойчивост на корозия, тъй като слоят от образуваните им оксиди не реагира с влажност, нито позволяват на кислорода да проникне във вътрешността на метала. А от най-лесните за корозия метали имаме желязо, чиято ръжда е доста разпознаваема по кафявия си цвят.
Редуциращи агенти
Някои метали са отлични редуциращи агенти. Това означава, че те отдават електроните си на други видове, гладни за електрон. Резултатът от тази реакция е, че те се превръщат в катиони, M n +, където n е окислителното състояние на метала; това е нейният положителен заряд, който може да бъде поливалентен (по-голям от 1+).
Например, алкалните метали се използват за намаляване на някои оксиди или хлориди. Когато това се случи с натрий, Na, той губи единствения си валентен електрон (тъй като принадлежи към група 1), за да се превърне в натриев йон или катион, Na + (едновалентен).
Аналогично с калция, Ca (група 2), който губи два електрона вместо само един и остава като двувалентен катион Са 2+.
Металите могат да се използват като редуциращи агенти, защото са електропозитивни елементи; по-вероятно е те да се откажат от електроните си, отколкото да ги спечелят от други видове.
реактивност
Като кажа, че електроните са склонни да губят електрони, трябва да се очаква, че във всичките си реакции (или повечето) те се оказват трансформирани в катиони. Сега тези катиони очевидно взаимодействат с аниони, за да генерират широк спектър от съединения.
Например, алкалните и алкалоземните метали реагират директно (и експлозивно) с вода, за да образуват хидроксиди, M (OH) n, образувани от M n + и OH - йони или от M-OH връзки.
Когато металите реагират с кислород при високи температури (като тези, достигнати от пламък), те се трансформират в M 2 O n оксиди (Na 2 O, CaO, MgO, Al 2 O 3 и т.н.). Това е така, защото имаме въздух във въздуха; но също така азот и някои метали могат да образуват смес от оксиди и нитриди, M 3 N n (TiN, AlN, GaN, Be 3 N 2, Ag 3 N и т.н.).
Метали могат да бъдат атакувани от силни киселини и основи. В първия случай се получават соли, а във втория отново хидроксиди или основни комплекси.
Оксидният слой, който покрива някои метали, не позволява киселините да атакуват метала. Например, солната киселина не може да разтвори всички метали, за да образува съответните им водоразтворими метални хлориди.
Препратки
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
- Начало научни инструменти. (2019). Урок по метали. Възстановени от: learning-center.homesciencetools.com
- Издателска група Росен. (2019). Метали. Възстановена от: pkphysicalscience.com
- Toppr. (SF). Химични свойства на метали и неметали. Възстановено от: toppr.com
- Wikipedia. (2019). Metal. Възстановено от: en.wikipedia.org