Alle elever som er kjent med det periodiske systemet vet at mengden metaller i det utgjør de fleste kjemiske grunnstoffene. En av de viktige fysiske egenskapene for dem er tetthet. Vurder denne verdien i artikkelen og gi en tabell over tettheten til metaller og legeringer.
Hva er tetthet
Hvis du tar de samme volumene av plast og stål, vil den første være mye enklere enn den andre. Motsatt vil et stykke plast ha nøyaktig samme vekt som et stykke stål hvis det er mye større i volum. Årsaken til disse forskjellene er en fysisk størrelse som tetthet. Formelen for å beregne den er som følger:
ρ=m/V.
Her er m kroppens masse, V er volumet. Den greske bokstaven ρ (rho) brukes ofte for å betegne tetthet. Det følger av formelen at måleenhetene i SI er kilogram per kubikkmeter (kg/m3). Ikke-systemiske enheter kan også brukes, for eksempel g/cm3 eller g/l (for væsker).
Hva er metaller
Før du gir en tabell over tettheten til metaller, la oss forklare hvilket stoff vi snakker om. Metalliske materialer skiller seg fra ikke-metaller i høy termisk og elektrisk ledningsevne og duktilitet. Dette er deres viktigste kjennetegn. Det er også mindre egenskaper, som å ha en karakteristisk metallisk glans, formbarhet og lav elektronegativitet for atomene deres.
Alle metaller under normale forhold finnes i fast form. Det eneste unntaket er kvikksølv, hvor krystalliseringstemperaturen er -39oC. Fast metall eksisterer i form av et krystallgitter. Sistnevnte er en samling atomer som er organisert i rommet på en bestemt geometrisk måte. Ethvert rent (en-komponent) metallisk materiale finnes i en av tre typer krystallgitter under gitte forhold. Dette er følgende rutenett:
- Face Centered Cubic (FCC).
- Body Centred Cubic (BCC).
- Sekskantet tettpakket (hcp).
Hvis forholdene (temperatur, trykk) endres, kan metallet gå fra en til en annen krystallinsk tilstand. Et klassisk eksempel er overgangen fra bcc jern til fcc når temperaturen synker under 1392oC, eller når den stiger over 911oC.
Met altetthetstabell
Tettheten av metaller bestemmes av to hovedfaktorer:
- Typen krystallgitter og de interatomiske avstandene i det.
- Massen til et atomkjemisk element.
Tabell over tetthet av metaller og andre grunnstoffer er gitt nedenfor.
Her er tall i g/cm3. For at metalltetthetstabellen skal uttrykkes i kg / m3, er det nødvendig å multiplisere den tilsvarende verdien med 1000. Tabellen viser at metaller har svært forskjellige tettheter. De kan være lettere enn vann (natrium, litium, kalium) eller veldig tunge (iridium, osmium, platina, gull).
Tetthet av legeringer
Legeringer er flerkomponentstoffer, for eksempel er stål en legering av jern og karbon. Krystallstrukturen til legeringer er mer kompleks enn for rene metaller. For stål, som består av jern og karbonatomer, er det flere muligheter for deres gjensidige arrangement (fast løsning av karbon i bcc eller fcc jern, dannelsen av en spesiell fase - sementitt, dannelsen av grafittinneslutninger og noen andre).
Når det gjelder tettheten til legeringer, kan den i mange tilfeller estimeres ved å bruke følgende enkle formel:
ρ=∑imi/∑iV i.
Hvor i er nummeret på komponenten i legeringen. Hvis dette uttrykket brukes på en to-komponent legering, kan følgende formel oppnås:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1)).
Hvor ρ1 og ρ2 er tetthetene til de tilsvarende komponentene, er x massefraksjonen av den første komponenten i legering. Det er definertså:
x=m1/(m1+ m2).
Tabell over tetthet for noen legeringer i tonn per kubikkmeter er gitt nedenfor.
Siden hver legering hovedsakelig inneholder én komponent (stål - jern, bronse - kobber, nikrom - nikkel, og så videre), er det ikke overraskende at deres tettheter er nær tettheten til rene metaller.
