Metale: caracteristici generale ale metalelor și aliajelor

Primul material pe care oamenii l-au învățat să-l folosească pentru nevoile lor este o piatră. Cu toate acestea, mai târziu, când o persoană a devenit conștientă de proprietățile metalelor, piatra sa mutat mult înapoi. Aceste substanțe și aliajele lor au devenit cele mai importante și materiale principale în mâinile oamenilor. Dintre acestea, au fost fabricate obiecte de viață zilnică, unelte de muncă și s-au construit premise. Prin urmare, în acest articol vom analiza care sunt metalele, caracteristica generală, proprietățile și aplicarea lor fiind atât de reale până în prezent. La urma urmei, literalmente chiar în spatele secolului de piatră, urmată de o întreagă galaxie de metal: cupru, bronz și fier.

Metalele: o caracteristică generală

Ce anunță toți reprezentanții acestor substanțe simple? Desigur, aceasta este structura rețelei cristaline, tipurile de legături chimice și caracteristicile structurii electronice a atomului. La urma urmei, din această și proprietățile fizice caracteristice care stau la baza utilizării acestor materiale de către om.

Mai întâi de toate, să considerăm metalele ca elemente chimice ale sistemului periodic. În el sunt localizate destul de liber, ocupând 95 de celule din cele 115 cunoscute în prezent. Există câteva caracteristici ale localizării lor în sistemul general:

• Formează principalele subgrupe din grupa I și II, precum și III, începând cu aluminiu.
• Toate subgrupurile constau numai din metale.
• Ele sunt situate sub diagonala condiționată de la bor la astatină.

Pe baza acestor date, este ușor să vedem că nețeturile sunt colectate în partea dreaptă superioară a sistemului, iar restul spațiului aparțin elementelor pe care le considerăm.

Toate acestea au mai multe trăsături ale structurii electronice a atomului:

• Radia atomică mare, ca urmare a slăbirii legăturii dintre electronul exterior și nucleu, astfel încât metalele să poată fi renunțate cu ușurință, acționând ca restauratori.
• Un mic număr de electroni pe stratul exterior de energie.
• În grupul de sus în jos proprietăți metalice elementele sunt amplificate, iar în perioada de la stânga la dreapta, dimpotrivă, slăbesc. Deci, cea mai puternică nemetalică este fluorura, iar cea slabă este Franța.

Caracteristicile generale ale metalelor și nemetalilor ne permit să dezvăluim modele în structura lor. Deci, rețeaua cristalină a primei este metalică, specială. La nodurile sale există mai multe tipuri de particule:

• ioni;
• atomi;
• electroni.

În interior, se acumulează un nor obișnuit, numit gaz de electroni, care explică toate proprietățile fizice ale acestor substanțe. Tip de legătura chimică în metale de același nume cu ele.

Proprietăți fizice

Există un număr de parametri care unesc toate metalele. Caracteristica generală a proprietăților lor fizice este după cum urmează.

• Stralucire metalica. Are toți reprezentanții acestui grup de substanțe. În același timp, majoritatea reflectă lumina unei lungimi de undă, deci emite o culoare moale alb-argintiu. Dar unele (aur, cupru, multe aliaje) strălucesc cu o nuanță galbenă.
• Kovkost și plasticitatea. Acest parametru este, de asemenea, inerent metalelor. Caracteristica generală a acestei caracteristici, totuși, nu este în întregime precisă, deoarece printre reprezentanți există foarte moi, ductil și ductil și sunt suficient de fragili pentru a fi prelucrate. Cel mai maleabil și plastic - aur, argint, cupru, aluminiu și altele. Mai puțin pliabil - staniu, plumb, mangan și altele.
• Conductivitate electrică și termică. Se bucură de toți reprezentanții fără excepție. Metalele aparțin dirijorilor de primul tip.
• Puncte de topire și puncte de fierbere ridicate. Pe această bază, ele sunt împărțite în materiale refractare (temperatură peste 1500 de grade), fuzibile - sub această cifră.
• Lumină și metale grele în funcție de densitatea lor. Este mai mică, cu atât este mai mică masa atomică a elementului. Cel mai ușor este litiul, iar greutatea este osmiu.
• Duritate. Suportul pentru acest indicator este crom, iar cel mai moale este cesiul, se topește în mâini.

Parametrii enumerați - aceasta este caracteristica generală a metalelor, adică tot ceea ce le unește într-o familie mare. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă că există excepții de la orice regulă. În plus, există prea multe elemente de acest fel. Prin urmare, în cadrul familiei însăși, există și subdiviziuni diferite în diferite grupuri, pe care le vom lua în considerare mai jos și pentru care indicăm caracteristicile caracteristice.

Proprietăți chimice

Din punctul de vedere al științei chimiei, toate metalele sunt agenți reducători. Și, foarte puternic. Mai puțini electroni de la nivelul exterior și cu cât raza atomică este mai mare, cu atât metalul este mai puternic peste parametrul specificat.

Ca rezultat, metalele sunt capabile să reacționeze cu:

• nemetale;
• apă;
• acizi;
• cu alcalii (metale amfoterice);
• oxizi;
• săruri ale metalelor mai slabe.

Aceasta este doar o prezentare generală a proprietăților chimice. La urma urmei, pentru fiecare grup de elemente sunt strict individuali.

Metale alcalino-pământoase

Caracteristica generală a metalelor alcalino-pământoase este după cum urmează:

• Au doi electroni pe plan extern.
• Formează al doilea grup al subgrupului principal al sistemului periodic, cu excepția beriliului.
• În condiții normale, aceasta este solide, nu tăiați cu un cuțit.
• Culoarea metalelor simple este gri-argintiu, în aer sunt acoperite cu un film de oxid.
• Activitatea lor chimică este ridicată, crescând de la magneziu la radiație.
• În natură sunt distribuite pe scară largă, în special calciu. Într-o formă simplă, ele nu apar datorită activității ridicate, dar ele formează mulți compuși diferiți, importanți pentru oameni.
• Sunt de mare importanță în planul biologic. Calciul și magneziul sunt microelemente importante ale corpului uman și animal. Magneziul este, de asemenea, o parte a clorofilei de plante.

Astfel, metalele alcalino-pământoase sunt elemente comune ale familiei s, care prezintă activitate chimică ridicată și sunt agenți reducători puternici și participanți importanți în procesele biologice din organism.

Metale alcaline

Caracteristici generale metale alcaline începe cu numele lor. A fost recepționat pentru abilitatea de a se dizolva în apă, formând alcalii - hidroxizi caustici. Reacțiile cu apă sunt foarte turbulente, uneori cu inflamație. Într-o formă liberă în natură, aceste substanțe nu se găsesc, deoarece activitatea lor chimică este prea mare. Ei reacționează cu aerul, vaporii de apă, nemetalele, acizii, oxizii și sărurile, adică, practic, totul.

Acest lucru se datorează structurii lor electronice. La nivel extern există un singur electron, pe care le dau cu ușurință. Acestea sunt cele mai puternice reductoare, motiv pentru care le-a luat destul de mult timp pentru a le obține în forma lor pură. Acest lucru a fost făcut mai întâi de Gemfri Davy deja în secolul al XVIII-lea prin electroliza hidroxidului de sodiu. Acum toți reprezentanții acestui grup sunt extrași prin această metodă.

Caracteristica generală a metalelor alcaline constă, de asemenea, în faptul că acestea constituie primul grup al subgrupului principal al sistemului periodic. Toate acestea sunt elemente importante, formând mulți compuși naturali valoroși folosiți de om.

Caracteristicile generale ale metalelor din familia d și f

La acest grup de elemente sunt toți cei a căror grad de oxidare poate varia. Aceasta înseamnă că, în funcție de condiții, metalul poate acționa atât ca agent oxidant, cât și ca agent de reducere. Aceste elemente au o mare capacitate de a reacționa. Printre acestea, un număr mare de substanțe amfoterice.

Numele comun al tuturor acestor atomi este elementul de tranziție. Ei au dat-o pentru faptul că, în funcție de proprietățile manifestate, ele într-adevăr stau în mijloc, între metalele tipice ale s-familiei și nemetalele familiei p.

Caracteristica generală a metalelor de tranziție presupune desemnarea unor proprietăți similare. Ele sunt după cum urmează:

• un număr mare de electroni la nivel extern;
• raza atomică mare;
• mai multe grade de oxidare (de la +3 la +7);
• electroni de valență sunt pe d- sau f-subsol;
• forma 4-6 perioade mari ale sistemului.

Ca substanțe simple, metalele din acest grup sunt foarte puternice, ductile și maleabile, deci sunt de mare importanță industrială.

Subgrupurile din tabelul periodic

Caracteristicile generale ale metalelor subgrupurilor coincid în totalitate cu cele ale subgrupurilor de tranziție. Și nu este surprinzător, de fapt, este, în definitiv, același lucru. Doar subgrupele secundare ale sistemului sunt formate tocmai de către reprezentanții familiilor d și f, adică metale de tranziție. Prin urmare, putem spune că aceste concepte sunt sinonime.

Cei mai activi și mai importanți dintre ei sunt primul rând de 10 reprezentanți de la scandiu la zinc. Toate acestea au o mare importanță industrială și sunt adesea folosite de om, în special pentru topire.

aliaje

Caracteristicile generale ale metalelor și aliajelor fac posibilă înțelegerea locului și a modului în care este posibilă utilizarea acestor substanțe. Astfel de compuși au suferit mari transformări în ultimele decenii, deoarece toți aditivii noi sunt deschiși și sintetizați pentru a-și îmbunătăți calitatea.

Cele mai cunoscute aliaje sunt:

• alamă;
• duraluminiu;
• fonta;
• oțel;
• bronz;
• va câștiga;
• nicromul și altele.

Ce este un aliaj? Acesta este un amestec de metale, obținut prin topirea acestuia din urmă în dispozitive speciale pentru cuptoare. Acest lucru se face pentru a obține un produs care este superior în proprietățile substanțelor pure care îl formează.

Compararea proprietăților metalelor și nemetalilor

Dacă vorbim de proprietăți generale, atunci caracteristicile metalelor și ne-metalelor vor fi diferite de un punct foarte important: pentru cel din urmă nu se pot distinge caracteristici similare, deoarece ele variază foarte mult în proprietățile care se manifestă, fizice și chimice.

Prin urmare, este imposibil să se creeze o caracteristică similară pentru metale nemetalice. Puteți lua în considerare numai reprezentanții fiecărui grup și puteți descrie proprietățile acestora.