Metaller, eski çağlardan beri insanoğlunun kullandığı bir malzeme türüdür. Bu madde grubu çok sayıdadır, ancak hepsinin ortak fiziksel özellikleri vardır ve bunlara genellikle metalik özellikler denir.
Aralarındaki sertlik yaygındır, ancak belirleyici değildir. Daha spesifik olan, en yumuşak metalin sahip olduğu diğerleridir. Bu özellikler, moleküler düzeyde yapılarının özelliklerine göre belirlenir.
Metallerin özellikleri
Demir ve alaşımları (çelik, dökme demir), bakır, alüminyum… Bu malzemelerin kullanımı, uygarlığın gelişiminin farklı aşamalarında bilimsel ve teknolojik ilerlemede çığır açmıştır. Bu metallerin her biri, kendisine benzersiz bir pratik değer veren özelliklere sahiptir. Onlar için ortak özellikler, yüksek termal ve elektriksel iletkenlik, plastisite - deformasyon sırasında bütünlüğü koruma yeteneği, metalik parlaklıktır.
Demir zırhı ve en yumuşak metali delip geçen, en ufak bir darbeden izlerin kaldığı şam bıçağı da benzer bir iç yapıya sahiptir. Düğümlerinde atomlar olan bir kristal kafese dayanır.aralarında bir "elektron gazı" bulunan pozitif ve nötr yük - çekirdekle olan bağın zayıflaması nedeniyle atomların dış kabuklarını terk eden parçacıklar. "Elektron gazında" ortaya çıkan çekici kuvvetler nedeniyle, kristal kafesin düğümlerinde bulunan pozitif iyonlar arasında özel bir metalik bağ gerçekleştirilir. Metalin sertliği, yoğunluğu, erime noktası bu "gaz"ın konsantrasyonuna bağlıdır.
Değerlendirme kriterleri
Hangi metalin en yumuşak olduğu sorusunun cevabı, değerlendirme kriterleri üzerinde anlaşmaya varılmadıkça ve yumuşaklık kavramı tanımlanmadıkça her zaman tartışma konusu olacaktır. Malzemenin bu özelliği hakkındaki görüş, farklı endüstrilerdeki uzmanlar için farklı olacaktır. Bir metalurji uzmanı, yumuşaklığı artan dövülebilirlik, aşındırıcı malzemelerden kaynaklanan deformasyonu kabul etme eğilimi vb. olarak anlayabilir.
Malzeme bilimcileri için maddelerin farklı özelliklerini objektif olarak karşılaştırabilmek önemlidir. Yumuşaklık da genel kabul görmüş değerlendirme kriterlerine sahip olmalıdır. Dünyadaki en yumuşak metal, "rekor" özelliklerini kanıtlayan genel olarak kabul görmüş göstergelere sahip olmalıdır. Farklı malzemelerin yumuşaklığını ölçmeyi amaçlayan birkaç yöntem vardır.
Ölçüm yöntemleri
Sertliği ölçmek için sertifikalı yöntemlerin çoğu, test edilen malzeme üzerindeki, hassas aletlerle ölçülen, girinti adı verilen daha sert bir gövdeden temas hareketine dayanır. Girinti tipine ve ölçüm yöntemlerine bağlı olarak, birkaç anayöntemler:
- Brinell yöntemi. Test maddesinin yüzeyine bastırıldığında metal bir topun bıraktığı baskının çapı belirlenir.
- Rockwell yöntemi. Bir topun veya elmas koninin yüzeyindeki girinti derinliği ölçülür.
- Vickers yöntemi. Bir elmas tetrahedral piramidin bıraktığı iz alanı belirlenir.
- Shore sertliği. Çok sert ve çok yumuşak malzemeler için ölçekler vardır - özel bir iğnenin daldırma derinliği veya özel bir vurucu yüzeyinden geri tepme yüksekliği ölçülür.
Mohs sertlik ölçeği
Minerallerin ve metallerin göreli sertliğini belirlemek için kullanılan bu ölçek, 19. yüzyılın başında Alman Friedrich Moos tarafından önerildi. Daha sert bir numunenin daha yumuşak bir numune üzerinde iz bıraktığı çizilme yöntemine dayanır ve hangi metalin en yumuşak olduğunu bulmak için çok uygundur. Koşullu sertlik indeksi atanan 10 referans mineral ile ilgili olarak, test edilen madde için ölçekte bir yer ve bir dijital indeks belirlenir. En yumuşak referans mineral talktır. Mohs sertliği 1'dir ve en serti elmas 10'dur.
Mohs ölçeğinde sertlik değerlendirmesi "daha yumuşak - daha sert" ilkesine dayanır. Mohs ölçeğinde 2.75 indeksi olan alüminyumun tungstenden (6.0) tam olarak kaç kez daha yumuşak olduğunu sadece diğer yöntemlere dayalı ölçüm sonuçlarıyla tam olarak belirlemek mümkündür. Ama periyodik tablodaki en yumuşak metali belirlemek için bu tablo yeterlidir.
En yumuşakları alkali metallerdir
Mohs mineralojik ölçeğinden, en yumuşak olanın alkali metallerle ilgili maddeler olduğu görülebilir. Bir termometreden gelen sıvıdan birçok kişiye aşina olan cıva bile, 1.5 sertlik indeksine sahiptir. Benzer fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklere sahip birkaç maddeden daha yumuşak: lityum (Mohs ölçeğinde 0.6), sodyum (0.5), potasyum (0, 4), rubidyum (0, 3). En yumuşak metal, Mohs sertlik ölçeği 0,2 olan sezyumdur.
Alkali metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri elektronik konfigürasyonları ile belirlenir. İnert gazların yapısından sadece biraz farklıdır. Dış enerji seviyesinde bulunan bir elektron, yüksek kimyasal aktiviteyi belirleyen hareketliliğe sahiptir. En yumuşak metaller özel bir uçuculuk ile karakterize edilir, madenciliği zordur ve değişmeden muhafaza edilir. Hava, su, oksijen ile şiddetli kimyasal etkileşimleri vardır.
Öğe 55
"Sezyum" adı Latince caesius - "gökyüzü mavisi"nden gelir: çok sıcak bir maddenin yaydığı spektrumda, kızılötesi aralığında iki parlak mavi şerit görünür. Saf haliyle ışığı iyi yansıtır, açık altın görünümündedir ve gümüşi-sarı bir renge sahiptir. Sezyum, 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2) Brinell sertlik indeksi ile dünyanın en yumuşak metalidir. Erime noktası: +28.5°C, yani normal koşullar altında, oda sıcaklığında sezyum yarı sıvı haldedir.
Nadirdirpahalı ve son derece reaktif metal. Elektronik, radyo mühendisliği ve ileri teknoloji kimya endüstrisinde sezyum ve buna dayalı alaşımlar giderek daha fazla kullanılmaktadır ve buna duyulan ihtiyaç sürekli artmaktadır. Kimyasal aktivitesi, en yüksek elektriksel iletkenliğe sahip bileşikler oluşturma yeteneği talep edilmektedir. Sezyum, özel optik cihazların, benzersiz özelliklere sahip lambaların ve diğer yüksek teknoloji ürünlerinin üretiminde önemli bir bileşendir. Aynı zamanda yumuşaklık en çok aranan kalitesi değildir.
