FIZIČKA I KEMIJSKA SVOJSTVA METALA - KEMIJA - 2026

Na svojstva metala, i fizičkim i kemijskim, ključni su za izgradnju bezbroj predmeta i inženjerske radove, kao i ukrasnih ornamenata u različitim kulturama i proslave.

Od davnina su pobudili radoznalost zbog svog atraktivnog izgleda, suprotstavljajući se neprozirnosti stijena. Neka od tih najcjenjenijih svojstava su visoka otpornost na koroziju, niska gustoća, velika tvrdoća i žilavost i elastičnost.

Metali su na prvi pogled prepoznatljivi po sjajnoj i obično srebrnoj boji. Izvor: George Becker putem Pexelsa.

U kemiji ga više zanimaju metali iz atomske perspektive: ponašanje njihovih iona prema organskim i anorganskim spojevima. Isto tako, soli se mogu pripraviti od metala za vrlo specifične namjene; na primjer, bakrene i zlatne soli.

Međutim, upravo su fizička svojstva očarala čovječanstvo. Općenito, karakteriziraju ih izdržljivošću, što posebno vrijedi za plemenite metale. Dakle, sve što je nalikovalo zlatu ili srebru smatralo se vrijednim; izrađeni su novčići, dragulji, dragulji, lanci, statue, tanjuri itd.

Metali su najprisutniji elementi u prirodi. Dovoljno je pogledati periodičnu tablicu da biste potvrdili da su gotovo svi njezini elementi metalni. Zahvaljujući njima, bili su dostupni materijali za vođenje električne struje unutar elektroničkih uređaja; to su arterije tehnologije i kosti zgrada.

Fizička svojstva metala

Fizička svojstva metala su ona koja ih definiraju i razlikuju kao materijale. Nije nužno da oni podliježu bilo kakvoj transformaciji uzrokovanoj drugim tvarima, već fizičkim radnjama poput zagrijavanja, deformiranja, poliranja ili jednostavno gledanja u njih.

Sjaj

Ogromna većina metala je sjajna, a imaju i sivkastu ili srebrnu boju. Postoje neke iznimke: živa je crna, bakar crvenkast, zlato zlatno, a osmij pokazuje plavkastu nijansu. Ova svjetlina nastaje uslijed interakcija fotona s površinom koja se elektronički delokalizira metalnom vezom.

Tvrdoća

Metali su tvrdi, osim alkalnih i nekih drugih. To znači da će metalna šipka moći ogrebati površinu koju dodirne. U slučaju alkalnih metala, poput rubidija, oni su toliko mekani da se mogu otkinuti noktom; barem prije nego što počnu korodirati meso.

Poslušnost

Metali su obično plastični na različitim temperaturama. Kada se udare i ako se deformiraju ili drobe bez loma ili lomljenja, za metal se kaže da je kovan i pokazuje kovačnost. Nisu svi metali kovi.

rastegljivost

Metali, osim što su kovani, mogu biti i duktilni. Kad je metal duktil, može podnijeti deformacije u istom smjeru, postajući kao navoj ili žica. Ako se zna da se metalom može trgovati kablovima s kablovima, možemo potvrditi da je to duktilni metal; na primjer, bakrene i zlatne žice.

Sintetički kristali zlata. Alkemičar-hp (razgovor) www.pse-mendelejew.de

Toplinska i električna vodljivost

Metali su dobri provodnici i topline i električne energije. Među najboljim provodnicima topline imamo aluminij i bakar; dok su oni koji najbolje provode struju srebro, bakar i zlato. Stoga je bakar metal koji je u industriji cijenjen zbog izvrsne toplinske i električne vodljivosti.

Bakrene žice. Scott ehardt

zvučnost

Metali su zvučni materijali. Ako se udari dva metalna dijela, stvorit će se karakterističan zvuk za svaki metal. Stručnjaci i ljubitelji metala u stvari su u mogućnosti razlikovati ih po zvuku koji emitiraju.

Visoka tališta i vrelišta

Metali mogu podnijeti visoke temperature prije taljenja. Neki se metali, poput volframa i osmija, tope pri temperaturama od 3422 ° C i 3033 ° C. Međutim, cink (419.5ºC) i natrij (97.79ºC) rastopju se na vrlo niskim temperaturama.

Među svim, cezij (28,44 ºC) i galij (29,76 ºC) su oni koji se tope na najnižim temperaturama.

Iz ovih se vrijednosti može dobiti ideja zašto se električni luk koristi u postupcima zavarivanja i uzrokuju intenzivne bljeskove.

S druge strane, same visoke točke taljenja ukazuju na to da su svi metali kruti na sobnoj temperaturi (25 ° C); S izuzetkom žive, jedini je metal i jedan od rijetkih kemijskih elemenata koji je tekućina.

Merkur u tekućem obliku. Bionerd

legure

Iako nisu takvo fizičko svojstvo, metali se mogu miješati jedan s drugim, pod uvjetom da se njihovi atomi uspiju prilagoditi za stvaranje legura. To su, dakle, čvrste smjese. Jedan par metala se može legirati lakše nego drugi; a neke se u stvari uopće ne mogu legirati zbog niskog srodstva među njima.

Bakar se "slaže" s kositrom, miješajući se s njom, čime nastaje bronca; ili s cinkom, da tvori mjed. Legure nude više alternativa kad metali sami ne mogu ispuniti tražene karakteristike za primjenu; kao kad želite spojiti lakoću jednog metala sa čvrstinom drugog.

Kemijska svojstva

Kemijska svojstva su ona svojstvena njihovim atomima i načinu na koji oni komuniciraju s molekulama izvan svog okoliša kako bi prestali biti metali, da bi postali drugi spojevi (oksidi, sulfidi, soli, organometalni kompleksi itd.). Tada se radi o njihovoj reaktivnosti i njihovim strukturama.

Strukture i veze

Metali, za razliku od nemetalnih elemenata, nisu grupirani kao molekule, MM, već kao mreža M atoma koje drže zajedno njihovi vanjski elektroni.

U tom smislu, metalni atomi ostaju snažno sjedinjeni „morem elektrona“ koji ih okupaju i oni idu svuda; to jest, oni su delokalizirani, nisu fiksirani ni u jednoj kovalentnoj vezi, već čine metalnu vezu. Ova mreža je vrlo uredna i ponavljajuća, pa imamo metalne kristale.

Metalni kristali različitih veličina i puni nesavršenosti, te njihova metalna veza, odgovorni su za promatrana i izmjerena fizička svojstva metala. Činjenica da su šareni, svijetli, dobri dirigenti i zvuk sve je posljedica njihove strukture i njihove elektroničke delokalizacije.

Postoje kristali gdje su atomi zbijeniji od ostalih. Stoga metali mogu biti gusti poput olova, osmija ili iridija; ili lagana kao litij, čak i sposobna da pluta po vodi prije nego što reagira.

korozija

Metali su osjetljivi na koroziju; iako se nekoliko njih može iznimno oduprijeti u normalnim uvjetima (plemeniti metali). Korozija je progresivna oksidacija metalne površine koja se na kraju raspada, uzrokujući mrlje i rupe koje kvare njenu sjajnu površinu, kao i druge nepoželjne boje.

Metali poput titana i iridija imaju visoku otpornost na koroziju, jer sloj njihovih formiranih oksida ne reagira s vlagom, niti dopuštaju kisiku da prodre u unutrašnjost metala. A od najlakših metala za koroziju imamo željezo, čija je hrđa prepoznatljiva po smeđoj boji.

Redukciona sredstva

Neki metali su izvrsna reducirajuća sredstva. To znači da oni predaju svoje elektrone drugim vrstama gladanima elektrona. Rezultat ove reakcije je da oni postaju kationi, M ^{n +}, gdje je n oksidacijsko stanje metala; to jest, njegov pozitivni naboj, koji može biti polivalentan (veći od 1+).

Na primjer, alkalni metali koriste se za smanjivanje nekih oksida ili klorida. Kad se to dogodi s natrijom, Na, on gubi jedini valentni elektron (jer spada u skupinu 1) i postaje natrijev ion ili kation, Na ⁺ (monovalentni).

Slično je s kalcijem, Ca (skupina 2), koji gubi dva elektrona umjesto samo jednog i ostaje kao dvovalentni kation Ca ²⁺.

Metali se mogu koristiti kao reducirajuća sredstva jer su elektropozitivni elementi; imaju veću vjerojatnost da će se odreći svojih elektrona nego da ih mogu dobiti od drugih vrsta.

Reaktivnost

Rekavši da elektroni teže gube elektrone, za očekivati ​​je da se u svim svojim reakcijama (ili većini) završe pretvaraju u katione. Sada ovi kationi očigledno djeluju s anionima da bi stvorili širok spektar spojeva.

Na primjer, alkalijski i zemnoalkalijski metali izravno (i eksplozivno) reagiraju s vodom, pri čemu nastaju hidroksidi, M (OH) _n, nastali M ^{n +} i OH ^- ionima, ili vezama M-OH.

Kada metali reagiraju s kisikom na visokim temperaturama (poput onih postignut plamen) se pretvaraju u M ₂ O _n- oksida (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃, itd.) To je zato što imamo kisik u zraku; ali i dušik, a neki metali mogu tvoriti smjese oksida i nitrida, M ₃ N _n (TiN, ALN, Gan, biti ₃ N ₂, Ag ₃ N, itd.)

Metali mogu biti napadnuti jakim kiselinama i bazama. U prvom slučaju dobivaju se soli, a u drugom ponovo hidroksidi ili bazični kompleksi.

Oksidni sloj koji prekriva neke metale sprečava kiseline da napadaju metal. Na primjer, klorovodična kiselina ne može otapati sve metale da bi tvorili odgovarajuće kloride topive u vodi.

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. Kućni alati za znanost. (2019). Lekcija nauke o metalima. Oporavilo sa: learning-center.homesciencetools.com
4. Izdavačka skupina Rosen. (2019). Metali. Oporavilo sa: pkphysicalscience.com
5. Toppr. (SF). Kemijska svojstva metala i nemetala. Oporavilo od: toppr.com
6. Wikipedia. (2019). Metal. Oporavilo sa: en.wikipedia.org