Periyodik tabloya aşina olan her öğrenci, içindeki metal miktarının kimyasal elementlerin çoğunu oluşturduğunu bilir. Onlar için önemli fiziksel özelliklerden biri yoğunluktur. Makaledeki bu değeri göz önünde bulundurun ve metallerin ve alaşımların yoğunluğunun bir tablosunu verin.
Yoğunluk nedir
Aynı miktarda plastik ve çelik alırsanız, ilki ikincisinden çok daha kolay olacaktır. Tersine, bir plastik parçası, hacim olarak çok daha büyükse, bir çelik parçasıyla tam olarak aynı ağırlığa sahip olacaktır. Bu farklılıkların nedeni yoğunluk gibi fiziksel bir niceliktir. Bunu hesaplama formülü şu şekildedir:
ρ=m/V.
Burada m cismin kütlesi, V ise hacmidir. Yunanca ρ (rho) harfi genellikle yoğunluğu belirtmek için kullanılır. Formülden, SI cinsinden ölçüm birimlerinin metreküp başına kilogram (kg/m3) olduğu sonucu çıkar. g/cm3 veya g/l (sıvılar için) gibi sistemik olmayan birimler de kullanılabilir.
Metal nedir
Metallerin yoğunluk tablosunu vermeden önce hangi maddeden bahsettiğimizi açıklayalım. Metalik malzemeler, yüksek termal ve elektriksel iletkenlik ve süneklik açısından ametallerden farklıdır. Bunlar onların ana ayırt edici özellikleridir. Ayrıca, atomları için karakteristik bir metalik parlaklığa sahip olma, dövülebilirlik ve düşük elektronegatifliğe sahip olma gibi küçük özellikler de vardır.
Normal koşullar altında tüm metaller katı halde bulunur. Tek istisna, kristalleşme sıcaklığının -39oC olduğu cıvadır. Katı metal bir kristal kafes şeklinde bulunur. İkincisi, uzayda belirli bir geometrik şekilde organize edilmiş bir atom koleksiyonudur. Herhangi bir saf (tek bileşenli) metalik malzeme, belirli koşullar altında üç tip kristal kafesten birinde bulunur. Bunlar aşağıdaki ızgaralardır:
- Yüz Merkezli Kübik (FCC).
- Vücut Merkezli Kübik (BCC).
- Altıgen kapalı (hcp).
Koşullar (sıcaklık, basınç) değişirse, metal bir kristal durumdan diğerine geçebilir. Klasik bir örnek, sıcaklık 1392oC'nin altına düştüğünde veya 911oC'nin üzerine çıktığında bcc demirinin fcc'ye geçişidir.
Metal yoğunluk tablosu
Metallerin yoğunluğu iki ana faktör tarafından belirlenir:
- Kristal kafesin türü ve içindeki atomlar arası mesafeler.
- Bir atomun kütlesikimyasal element.
Metallerin ve diğer elementlerin yoğunluk tablosu aşağıda verilmiştir.
İşte g/cm3 cinsinden rakamlar. Metal yoğunluk tablosunun kg/m3 olarak ifade edilebilmesi için karşılık gelen değerin 1000 ile çarpılması gerekmektedir. Tablo metallerin çok farklı yoğunluklara sahip olduğunu göstermektedir. Sudan daha hafif (sodyum, lityum, potasyum) veya çok ağır (iridyum, osmiyum, platin, altın) olabilirler.
Alaşımların yoğunluğu
Alaşımlar çok bileşenli maddelerdir, örneğin çelik bir demir ve karbon alaşımıdır. Alaşımların kristal yapısı saf metallerden daha karmaşıktır. Demir ve karbon atomlarından oluşan çelik için, karşılıklı düzenlemeleri için birkaç olasılık vardır (bcc veya fcc demirde katı karbon çözeltisi, özel bir faz oluşumu - sementit, grafit kapanımlarının oluşumu ve diğerleri).
Alaşımların yoğunluğuna gelince, çoğu durumda aşağıdaki basit formül kullanılarak tahmin edilebilir:
ρ=∑imi/∑iV ben.
i, alaşımdaki bileşenin sayısıdır. Bu ifade iki bileşenli bir alaşıma uygulanırsa aşağıdaki formül elde edilebilir:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1))).
Burada ρ1 ve ρ2 karşılık gelen bileşenlerin yoğunluklarıdır, x ilk bileşenin kütle kesridir. alaşım. tanımlıyani:
x=m1/(m1+ m2).
Bazı alaşımların metreküp başına ton cinsinden yoğunluk tablosu aşağıda verilmiştir.
Her alaşım ağırlıklı olarak bir bileşen içerdiğinden (çelik - demir, bronz - bakır, nikrom - nikel vb.), yoğunluklarının saf metallerinkine yakın olması şaşırtıcı değildir.
