Metaller er en type materialer som har blitt brukt av mennesker siden antikken. Denne gruppen av stoffer er svært tallrik, men de har alle felles fysiske egenskaper, som vanligvis kalles metalliske egenskaper.
Hardheten blant dem er vanlig, men ikke avgjørende. Mer spesifikke er andre som det mykeste metallet har. Disse egenskapene bestemmes av særegenhetene til strukturen deres på molekylært nivå.
Egenskaper til metaller
Jern og dets legeringer (stål, støpejern), kobber, aluminium… Bruken av disse materialene markerte gjennombrudd i vitenskapelig og teknologisk fremgang på forskjellige stadier av sivilisasjonens utvikling. Hvert av disse metallene har egenskaper som gir det en unik praktisk verdi. Fellestrekk for dem er høy termisk og elektrisk ledningsevne, plastisitet - evnen til å opprettholde integritet under deformasjon, metallisk glans.
Damaskbladet som skjærer gjennom jernpanser og det mykeste metallet, som det blir igjen spor på fra den minste støt, har en lignende indre struktur. Den er basert på et krystallgitter, ved nodene som er atomer medpositiv og nøytral ladning, mellom hvilke det er en "elektrongass" - partikler som har forlatt de ytre skallene til atomer på grunn av en svekkelse av bindingen med kjernen. En spesiell metallisk binding mellom positive ioner lokalisert ved nodene til krystallgitteret utføres på grunn av tiltrekningskreftene som oppstår i "elektrongassen". Hardheten, tettheten, smeltepunktet til metallet avhenger av konsentrasjonen av denne "gassen".
Evalueringskriterier
Svaret på spørsmålet om hvilket metall som er det mykeste vil alltid være gjenstand for diskusjon, med mindre man blir enige om vurderingskriteriene og selve begrepet mykhet er definert. Meningen om denne egenskapen til materialet vil være forskjellig for spesialister i forskjellige bransjer. En metallurg kan forstå mykhet som økt formbarhet, en tendens til å akseptere deformasjoner fra slipende materialer osv.
For materialvitere er det viktig å objektivt kunne sammenligne ulike egenskaper ved stoffer. Mykhet bør også ha allment aksepterte vurderingskriterier. Det mykeste metallet i verden burde ha generelt anerkjente indikatorer som beviser dets "rekord"-egenskaper. Det finnes flere metoder som tar sikte på å måle mykheten til forskjellige materialer.
Målemetoder
De fleste av de sertifiserte metodene for å måle hardhet er basert på kontaktvirkningen på materialet som testes, målt med presisjonsinstrumenter, fra en hardere kropp k alt en indenter. Avhengig av type innrykk og målemetoder, er det flere hovedmetoder:
- Brinell-metoden. Diameteren på avtrykket etterlatt av en metallkule når den presses inn i overflaten av teststoffet, bestemmes.
- Rockwell-metoden. Dybden av innrykk i overflaten til en kule eller diamantkjegle måles.
- Vickers-metoden. Arealet av avtrykket etterlatt av en tetraedrisk diamantpyramide bestemmes.
- Shore hardness. Det finnes skalaer for veldig harde og veldig myke materialer - dybden av nedsenking av en spesiell nål eller høyden på tilbakeslag fra overflaten til en spesiell spiss måles.
Mohs hardhetsskala
Denne skalaen for å bestemme den relative hardheten til mineraler og metaller ble foreslått på begynnelsen av 1800-tallet av tyskeren Friedrich Moos. Den er basert på skrapemetoden, hvor en hardere prøve setter et merke på en mykere, og er veldig praktisk for å finne ut hvilket metall som er det mykeste. I forhold til 10 referansemineraler, som tildeles en betinget hardhetsindeks, bestemmes en plass i skalaen og en digital indeks for det testede stoffet. Det mykeste referansemineralet er talkum. Den har en Mohs-hardhet på 1, og den hardeste, diamant, er 10.
Evaluering av hardhet på Mohs-skalaen er basert på prinsippet "mykere - hardere". Det er mulig å fastslå nøyaktig hvor mange ganger for eksempel aluminium, som har en indeks på Mohs-skalaen på 2,75, er mykere enn wolfram (6,0), bare med måleresultater basert på andre metoder. Men for å bestemme det mykeste metallet i det periodiske systemet, er denne tabellen nok.
De mykeste er alkalimetaller
Fra Mohs mineralogiske skala kan man se at de mykeste er stoffer relatert til alkalimetaller. Selv kvikksølv, kjent for mange fra væsken fra et termometer, har en hardhetsindeks på 1,5. Mykere enn det er flere stoffer med lignende fysiske, mekaniske og kjemiske egenskaper: litium (0,6 på Mohs-skalaen), natrium (0,5), kalium (0,4), rubidium (0,3). Det mykeste metallet er cesium, som har en Mohs hardhetsskala på 0,2.
De fysiske og kjemiske egenskapene til alkalimetaller bestemmes av deres elektroniske konfigurasjon. Det skiller seg bare litt fra strukturen til inerte gasser. Et elektron plassert på et eksternt energinivå har mobilitet, som bestemmer høy kjemisk aktivitet. De mykeste metallene er preget av en spesiell flyktighet, de er vanskelige å utvinne og bevare uendret. De har voldsomme kjemiske interaksjoner med luft, vann, oksygen.
Vare 55
Navnet "cesium" kommer fra det latinske caesius - "himmelblå": i spekteret som sendes ut av et veldig varmt stoff, er to knallblå striper synlige i det infrarøde området. I sin rene form reflekterer den lyset godt, ser ut som lyst gull og har en sølvgul farge. Cesium er det mykeste metallet i verden, med en Brinell-hardhetsindeks på 0,15 MN/m2 (0,015 kgf/cm2). Smeltepunkt: +28,5°C, så under normale forhold, ved romtemperatur, er cesium i en halvflytende tilstand.
Det er sjeldendyrt og ekstremt reaktivt metall. Innen elektronikk, radioteknikk og høyteknologisk kjemisk industri brukes cesium og legeringer basert på det i økende grad og behovet for det vokser stadig. Dens kjemiske aktivitet, evnen til å danne forbindelser med høyest elektrisk ledningsevne er etterspurt. Cesium er en viktig komponent i produksjonen av spesielle optiske enheter, lamper med unike egenskaper og andre høyteknologiske produkter. Samtidig er mykhet ikke den mest ettertraktede kvaliteten.
