Det første materialet folk har lært å bruke for sine behov er stein. Men senere, da en person ble klar over egenskapene til metaller, flyttet steinen langt tilbake. Det er disse stoffene og deres legeringer som har blitt det viktigste og viktigste materialet i hendene på mennesker. Husholdningsartikler, arbeidsverktøy ble laget av dem, lokaler ble bygget. Derfor vil vi i denne artikkelen vurdere hva metaller er, hvis generelle egenskaper, egenskaper og bruk er så relevante i dag. Tross alt, bokstavelig t alt rett etter steinalderen, fulgte en hel galakse av metaller: kobber, bronse og jern.
Metaller: generelle egenskaper
Hva forener alle representanter for disse enkle stoffene? Selvfølgelig er dette strukturen til deres krystallgitter, typer kjemiske bindinger og funksjoner i den elektroniske strukturen til atomet. Tross alt, derav de karakteristiske fysiske egenskapene som ligger til grunn for bruken av disse materialene av mennesker.
Først av alt, betrakt metaller som kjemiske elementer i det periodiske systemet. I den er de plassert ganske fritt, og okkuperer 95 celler av 115 kjente til dags dato. Det er flere trekk ved plasseringen deres i det generellesystem:
- De danner hovedundergruppene i gruppene I og II, samt III, som starter med aluminium.
- Alle sekundære undergrupper består kun av metaller.
- De er plassert under den betingede diagonalen fra bor til astatin.
Basert på slike data er det lett å se at ikke-metaller er samlet i øvre høyre del av systemet, og resten av plassen tilhører elementene vi vurderer.
Alle har flere trekk ved den elektroniske strukturen til atomet:
- Stor atomradius, som et resultat av at bindingen mellom det ytre elektronet og kjernen svekkes, slik at metaller lett gir det bort og fungerer som reduksjonsmidler.
- Et lite antall elektroner i det ytre energilaget.
- I gruppen fra topp til bunn forsterkes de metalliske egenskapene til elementene, og i løpet av perioden fra venstre til høyre, tvert imot, svekkes de. Så det sterkeste ikke-metallet er fluor, og det svakeste er francium.
De generelle egenskapene til metaller og ikke-metaller lar oss identifisere mønstre i deres struktur. Dermed er krystallgitteret til førstnevnte metallisk, spesielt. Nodene inneholder flere typer partikler samtidig:
- ioner;
- atoms;
- elektroner.
En vanlig sky akkumuleres inne, k alt elektrongass, som forklarer alle de fysiske egenskapene til disse stoffene. Type kjemisk binding i metaller med samme navn med dem.
Fysiske egenskaper
Det er en rekke parametere som forener alle metaller. Generelle egenskaper ved deres fysiskeeiendommer ser slik ut.
- Metalglans. Alle representanter for denne gruppen av stoffer har det. Samtidig reflekterer det meste lys av en bølgelengde, derfor avgir det en myk hvit-sølvfarge. Men noen (gull, kobber, mange legeringer) har en gul glans.
- Formbarhet og plastisitet. Denne parameteren er også iboende i metaller. Den generelle karakteristikken på dette grunnlaget er imidlertid ikke helt nøyaktig, siden blant representantene er det veldig myke, formbare og duktile, og det er ganske skjøre som er maskinert. De mest formbare og formbare er gull, sølv, kobber, aluminium og andre. Mindre formbar – tinn, bly, mangan og andre.
- Elektrisk og termisk ledningsevne. Den eies av alle representanter uten unntak. Metaller er ledere av den første typen.
- Høye smelte- og kokepunkter. På dette grunnlaget er de delt inn i ildfaste (temperatur over 1500 grader), smeltbare - under spesifisert tall.
- Lette og tungmetaller avhengig av deres tetthet. Det er jo mindre, jo mindre er atomvekten til grunnstoffet. Den letteste er litium, og den tyngste er osmium.
- Hardhet. Rekordholderen for denne indikatoren er krom, og den mykeste er cesium, den smelter i hendene.
De oppførte parameterne - dette er den generelle egenskapen til metaller, det vil si alt som forener dem til en stor familie. Det skal imidlertid forstås at det er unntak fra hver regel. Dessuten er det for mange elementer av denne typen. Derfor, innenfor familien selv,det er inndelinger i ulike grupper, som vi vil vurdere nedenfor og som vi vil angi de karakteristiske trekkene for.
Kjemiske egenskaper
Fra kjemivitenskapens synspunkt er alle metaller reduksjonsmidler. Og veldig sterk. Jo færre elektroner i det ytre nivået og jo større atomradius, desto sterkere er metallet i henhold til den angitte parameteren.
Som et resultat av dette er metaller i stand til å reagere med:
- ikke-metaller;
- vann;
- acids;
- med alkalier (amfotere metaller);
- oxides;
- s alter av svakere metaller.
Dette er bare en generell oversikt over kjemiske egenskaper. Tross alt, for hver gruppe av elementer er de rent individuelle.
Alkaliske jordmetaller
De generelle egenskapene til jordalkalimetaller er som følger:
- Ha to elektroner på det ytre nivået.
- De utgjør den andre gruppen av hovedundergruppen i det periodiske systemet, bortsett fra beryllium.
- Under normale forhold er dette faste stoffer som ikke kan kuttes med kniv.
- Fargen på enkle metaller er sølvgrå, dekket med en oksidfilm i luften.
- Deres kjemiske aktivitet er høy, den øker fra magnesium til radium.
- Utbredt i naturen, spesielt kalsium. I en enkel form finnes de ikke på grunn av høy aktivitet, men de danner mange forskjellige forbindelser som er viktige for mennesker.
- Biologisk viktig. Kalsium og magnesium er viktige sporstoffer i menneskekroppen ogdyr. Magnesium er også en del av planteklorofyll.
Alkalimetaller er således vanlige elementer i s-familien, som viser høy kjemisk aktivitet og er sterke reduksjonsmidler og viktige deltakere i biologiske prosesser i kroppen.
Alkalimetaller
Den generelle egenskapen til alkalimetaller begynner med navnet deres. De mottok det for evnen til å oppløses i vann og danne alkalier - kaustiske hydroksyder. Reaksjoner med vann er svært voldsomme, noen ganger brannfarlige. Disse stoffene finnes ikke i fri form i naturen, siden deres kjemiske aktivitet er for høy. De reagerer med luft, vanndamp, ikke-metaller, syrer, oksider og s alter, omtrent alt.
Dette er på grunn av deres elektroniske struktur. På det ytre nivået er det bare ett elektron, som de lett gir bort. Dette er de sterkeste reduksjonsmidlene, og derfor tok det ganske lang tid å få dem i ren form. Dette ble først gjort av Humphrey Davy allerede på 1700-tallet ved elektrolyse av natriumhydroksid. Nå er alle representanter for denne gruppen utvunnet med denne metoden.
Det generelle kjennetegn ved alkalimetaller ligger i det faktum at de utgjør den første gruppen av hovedundergruppen i det periodiske systemet. Alle er viktige elementer som danner mange verdifulle naturlige forbindelser som brukes av mennesker.
Generelle egenskaper for metaller fra d- og f-familier
Denne gruppen av elementer inkluderer alle dissehvis oksidasjon kan variere. Dette betyr at metallet avhengig av forholdene kan virke både som oksidasjonsmiddel og reduksjonsmiddel. Slike elementer har stor evne til å gå inn i reaksjoner. Blant dem et stort antall amfotere stoffer.
Fellesnavnet for alle disse atomene er overgangselementer. De fikk den for at de med tanke på egenskapene deres virkelig står så å si midt mellom typiske metaller fra s-familien og ikke-metaller i p-familien.
Den generelle egenskapen til overgangsmetaller innebærer betegnelsen på deres lignende egenskaper. De er som følger:
- et stort antall elektroner i det ytre nivået;
- stor atomradius;
- flere oksidasjonstilstander (fra +3 til +7);
- valenselektroner er på d- eller f-undernivå;
- danner 4-6 store perioder av systemet.
Som enkle stoffer er metallene i denne gruppen veldig sterke, formbare og formbare, derfor er de av stor industriell betydning.
Sideundergrupper av det periodiske systemet
De generelle egenskapene til metallene i de sekundære undergruppene er fullstendig sammenfallende med de til overgangsgruppene. Og dette er ikke overraskende, for det er faktisk akkurat det samme. Det er bare at sideundergruppene til systemet dannes nettopp av representanter for d- og f-familiene, det vil si overgangsmetaller. Derfor kan vi si at disse begrepene er synonymer.
De mest aktive og viktigste av dem er første rad med 10 representanter fra skandium til sink. Alle av dem er av stor industriell betydning og oftebrukt av mennesker, spesielt til smelting.
legeringer
De generelle egenskapene til metaller og legeringer gjør at vi kan forstå hvor og hvordan det er mulig å bruke disse stoffene. Slike forbindelser har gjennomgått store transformasjoner de siste tiårene, fordi flere og flere nye tilsetningsstoffer blir oppdaget og syntetisert for å forbedre kvaliteten.
De mest kjente legeringene i dag er:
- brass;
- duralumin;
- støpejern;
- stål;
- bronse;
- vil vinne;
- nichrome og andre.
Hva er en legering? Dette er en blanding av metaller oppnådd ved å smelte sistnevnte i spesielle ovnsenheter. Dette gjøres for å få et produkt som er overlegen i egenskaper enn de rene stoffene som danner det.
Sammenligning av egenskapene til metaller og ikke-metaller
Hvis vi snakker om generelle egenskaper, vil egenskapene til metaller og ikke-metaller avvike på ett veldig viktig punkt: for sistnevnte kan lignende egenskaper ikke skilles fra hverandre, siden de er svært forskjellige i deres fysiske og kjemiske egenskaper.
Derfor er det umulig å lage en slik karakteristikk for ikke-metaller. Det er bare mulig å vurdere representantene for hver gruppe separat og beskrive egenskapene deres.
