METALI: POVIJEST, SVOJSTVA, VRSTE, UPOTREBE, PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Su metali nastaju skupine elemenata koji se nalaze na lijevoj strani, s izuzetkom vodika, nemetala Periodnog. Metali čine oko 75% kemijskih elemenata, pa se može reći da je veliki dio prirode metalne prirode.

Metali koje je čovjek u početku pretradio u pretpovijesti bili su sljedeći: zlato, srebro, bakar, kositar, olovo i željezo. To je zbog činjenice da su bili u rodnom stanju ili zato što su ih lako obrađivali kako bi napravili korisne predmete.

Metalni elementi u plavoj boji. Metalloidi u zelenoj, a nemetali u smeđoj boji

Čini se čarolijom da se iz gomile stijena i minerala mogu izdvojiti sjajna i srebrna tijela (uz određene važne i izvanredne iznimke). Takav je slučaj boksita i aluminija, iz čijih se glinenih stijena dobiva ovaj reducirani metal u listovima ili srebrnim papirima.

Metali su okvir industrije; njegovo kabliranje, reaktori, jedinice, spremnici, svi se na neki ili onaj način sastoje od metala i njihovih legura.

Prvi novčići, oružje, oruđe, oklop izrađeni su od metala, da bi se kasnije koristili u proizvodnji vozila, bicikala, čamaca, aviona, računala, među ostalim bitnim predmetima u suvremenom životu.

Povijest

Bakreno doba

Metalurška ekspanzija - Izvor: Metalurška difuzija.svg pod Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 međunarodne licence

9000. godine prije Krista, prvi metalni predmeti kovanog bakra napravljeni su na Bliskom Istoku, kada je čovjek otkrio da čekiranje bakra povećava njegovu snagu i otpornost, koristeći ga za izradu noževa. Ovo je bakreno doba.

Otkriveno je da se bakar može dobiti zagrijavanjem plavih minerala, poput korvelita i malahita (4000-3000 pr. Kr.).

Halkolitsko razdoblje je vremensko razdoblje koje je prethodilo brončanom dobu, što odgovara 5.000.-3.000. Prije Krista.

Brončano doba (3.000.-1500. Pr. Kr.)

Materijali iz brončanog doba - Izvor: Gaguilella pod licencom Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International.

Čovjek je vjerojatno slučajno počeo izrađivati ​​legure, u početku od bakra i arsena, a kasnije s bakrom i kositrom, da bi na Bliskom Istoku dobivao broncu.

Brončani predmeti, koji su odgovarali tom vremenu, imali su 87% bakra, 11% kositra i male količine željeza, arsena, nikla, olova i antimona.

Željezno doba (700 pne)

Čovjek je koristio svoje iskustvo u proizvodnji kovanog bakra za proizvodnju kovanog željeza na Bliskom Istoku. U istom razdoblju dogodila se granulacija etruščanskog praha, Italija.

Najranija poznata proizvodnja čelika, legure željeza i ugljika, očitovana je u komadima metala na arheološkom nalazištu u Anatoliji (1800. pr. Kr.)

Oko AD 1122. godine, nepoznatog datuma i mjesta, uvedeno je lijevano željezo. 1440. g. Proizvedeno je Veliko zvono Pekinga, Kina. Gotovo tri stoljeća kasnije, 1709. godine, proizvedeno je staljeno željezo koristeći koks kao gorivo.

1779. godine u Engleskoj je korišteno lijevano željezo kao arhitektonski materijal. Henry Bessenir je 1855. godine koristio sirovo željezo kao sirovinu za dobivanje blagog čelika. Engleski Clark i Wood (1872) patentirali su leguru, koja se trenutno smatra nehrđajućim čelikom.

Fizička svojstva metala

Bronca ovih drevnih zvona pokazuje korisnost metala u ukrasne ili vjerske svrhe. Izvor: Pxhere.

Među nekim fizikalnim svojstvima metala imamo:

-Metali su sjajnog izgleda i sposobni su reflektirati svjetlost.

- Općenito, oni su dobri provodnici električne energije i topline.

-Imaju visoku talište i vrelište.

-Klapi su, tj. Mogu se čekirati za proizvodnju tankih listova.

-Oni su duktilni, sa njima možete izrađivati ​​žice ili vlakna vrlo malog promjera.

-Predstavljaju se u čvrstom stanju, osim žive, koja je tekuća na sobnoj temperaturi, i galija, koji se topi samo pritiskom između vaših ruku. Na sljedećoj slici možete vidjeti spremnik žive.

-To su neprozirna tijela, njihovi tanki listovi nisu prekriženi svjetlošću.

-Vrli su tvrdi, osim natrija i kalija koji se mogu prerezati nožem.

-Imaju visoku gustoću, osmij i iridij imaju najveću gustoću, a litij najmanju gustoću.

Kemijska svojstva metala

Među nekim kemijskim svojstvima metala imamo:

-Oni gube elektrone i tvore katione metala, M ^{n +}, pri čemu n označava njihov oksidacijski broj, što se samo za alkalne i zemnoalkalijske metale podudara s njihovim valencijskim brojem.

-Ima elektronegativnosti je mala.

- Korodiraju i doživljavaju oksidacijska oštećenja.

-Formiranje bazičnih oksida pri reakciji s kisikom. Ti oksidi, kada se kombiniraju s vodom, tvore metalne hidrokside. Metalni oksidi reagiraju s kiselinama, pri čemu nastaju soli i voda.

-Oni su dobri redukcijski agensi, jer se odriču svojih elektrona.

Vrste metala

Metali se klasificiraju u sljedeće: alkalne, alkalno-zemljane, post-tranzicijske, prijelazne i takozvane rijetke zemlje.

Alkalni metali

Obično ih ne nalazimo u prirodi jer se lako oksidiraju. Imaju suborbital s ¹ u svojoj vanjskoj orbitalnoj ljusci, pa imaju +1 oksidacijsko stanje. To su metali koji egzotermno reagiraju s vodom i snažno se smanjuju.

Alkalijski metali

To su kovani i duktilni metali. Atomi elemenata ove skupine imaju s ² konfiguraciju, tako da se može odustati od dva elektrona i njihove oksidacijsko stanje je +2. S izuzetkom berilija, oksidiraju se izloženim zraku.

Post-tranzicijski metali

To su metali takozvanog p bloka, koji se nalaze između prijelaznih metala i metaloida u periodičnoj tablici.

Elementi iz skupine 3 imaju stanje oksidacije +1 i +3 kao najčešća, iako aluminij ima samo oksidacijsko stanje +3. Također su dio post-tranzicijskih metala neki smješteni u skupinama 14 i 15.

Prijelazni metali d

Oni tvore skupinu koja se nalazi između elemenata koji formiraju bazu i elemenata koji stvaraju kiselinu. Atomske orbitale d i f su nepotpune i ispunjavajuće. Iako se termin prijelazni metali odnosi na prijelazne metale d.

Prijelazni metali imaju više od jednog oksidacijskog stanja. Imaju veće talište i vrelište od ostalih skupina metala. Prijelazni metali vrlo su heterogena skupina metala koja između ostalog uključuje željezo, krom, srebro itd.

Rijetka zemlja

Rijetka zemaljska ruda

Ovu skupinu metala čine elementi skandija i itrij i elementi serije lantanida i aktinida. Izraz 'rijetke zemlje' odnosi se na činjenicu da se one ne nalaze u prirodi u čistim stanjima i mogu se spojiti kiselinama.

Prijave

Alkalni metali

Litij se koristi kao medij za prijenos topline u nekim nuklearnim reaktorima. Koristi se u nekim suhim baterijama i svjetlosnim akumulatorima. Litijev klorid i litijev bromid su higroskopski spojevi koji se koriste u industrijskim postupcima sušenja i klimatizacije.

Natrij se koristi u metalurgiji metala, poput titana i cirkonija. Koristi se u javnoj rasvjeti u žaruljama od natrijevog luka. Natrijev klorid (NaCl) koristi se kao okus hrane i za očuvanje mesa.

Alkalijski metali

Magnezij je korišten u fotografiji kao bljeskalica i vatromet. Barij je komponenta legura koje se koriste u svjećicama zbog lakoće elementa da emitira elektrone. Barijeve soli koriste se za ograničavanje oštećenja rendgenskih zraka na pločama u gastrointestinalnom traktu.

Kalcij se koristi za uklanjanje otopljenih nečistoća u rastopljenim metalima i za uklanjanje otpadnih plinova u vakuumskim cijevima. Dio je žbuke, materijala koji se koristi u građevinarstvu i u liječenju lomova kostiju.

Post-tranzicijski metali

Aluminij jer je lagan metal koristi se u gradnji zrakoplova i brodova. Također se koristi u proizvodnji brojnih kuhinjskih pomagala. Koristi se kao sirovina u proizvodnji dezodoransa koji ograničavaju znojenje.

Galij se koristi u visokotemperaturnim tranzistorima i termometrima. Izotop ⁶⁷ Ga koristi se u medicini za liječenje nekih melanoma. Olovo se koristi u konstrukciji baterija i u zaštiti od ionizirajućeg zračenja.

Prijelazni metali

Bakar se koristi u vodovodnim cijevima, hladnjacima i klimatizacijskim sustavima. Također se koristi i kao dio mehanizma za raspršivanje topline računala. Koristi se za provođenje električne struje, za elektromagnete i za bojanje naočala.

Nikal se koristi za izradu nehrđajućeg čelika, kao i za žice za gitaru i punjive baterije. Koristi se i za galvanizaciju u zaštiti metala. Koristi se u legurama koje se nalaze u dijelovima vozila kao što su ventili, ležajevi i kočnice.

Nikal se dugo koristi u izradi kovanica.

Cink se koristi za zaštitu metala od korozije, u proizvodnji mjedi. Cink oksid i cink sulfat koriste se u proizvodnji limova koji se koriste u krovovima, olucima i ispadima.

Krom se koristi za zaštitu metala od korozije i daje im sjaj. Se koristi kao katalizator u reakciji sinteze amonijaka (NH ₃). Kromov oksid koristi se za zaštitu drva.

Rijetka zemlja

Scandium se koristi u legurama s aluminijom za zrakoplovne komponente. Aditiv je u živinasti žaruljama.

Lanthanum se koristi u čašama sa visokim indeksom loma koje su otporne na alkalije. Osim toga koristi se u proizvodnji leća za kamere i kao katalizator katalitičkog krekinga za rafinerije nafte.

Cerium se koristi kao kemijsko oksidirajuće sredstvo. Osim toga, koristi se za dobivanje žute boje u staklu i keramici, kao i katalizator za pećnicu za samočišćenje.

Primjeri metalnih elemenata

alkalna

Natrij (Na), kalij (K), cezij (Cs), litij (Li) i rubidij (Ru).

Alkalna-zemljani

Berilij (Be), magnezij (Mg), kalcij (Ca), stroncij (Sr), barij (Ba) i radijum (Ra).

Post-tranzicijski

Aluminij (Al), galij (Ga), Indij (In), talij (Tl), kositar (Sn) i olovo (Pb).

prijelazan

Titan (Ti), vanadij (V), krom (Cr), mangan (Mn), željezo (Fe), kobalt (Co), nikal (Ni), bakar (Cu), cink (Zn), cirkonij (Zr), niobij (Nb), molibden (Mo), paladij (Pd), srebro (Ag), volfram (W), renij (Re), osmijum (Os), iridij (Ir), Platina (Pt), zlato (Au) i živa (Hg).

Rijetka zemlja

Skandija (Sc), itrijuma (Y), lantana (La), cerija (Ce), prazeodimija (Pr), neodimija (Nd), samarijuma (Sm), europija (Eu), gadolinija (Gd), holmija (Ho), erbija (Er), tuluma (Tm), iterbija (Yb) i lutecija (Lu).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (05. listopada 2019.). Metali i nemetali. Oporavilo od: misel.com
4. Metali i njihova svojstva - fizikalna i kemijska., Oporavak od: csun.edu
5. Jonathan Maes. (2019). 18 različitih vrsta metala (činjenice i upotrebe). Oporavilo od: makeitfrommetal.com