İnsanların ihtiyaçları için kullanmayı öğrendiği ilk malzeme taştır. Ancak daha sonra, bir kişi metallerin özelliklerinin farkına vardığında, taş çok geriye gitti. İnsanların elinde en önemli ve ana malzeme haline gelen bu maddeler ve alaşımlarıdır. Ev eşyaları, emek aletleri onlardan yapıldı, binalar inşa edildi. Bu nedenle, bu yazıda metallerin ne olduğunu, genel özellikleri, özellikleri ve kullanımları bu günle çok ilgili olan ele alacağız. Ne de olsa, Taş Devri'nden hemen sonra, metallerden oluşan bir galaksi izledi: bakır, bronz ve demir.
Metaller: genel özellikler
Bu basit maddelerin tüm temsilcilerini birleştiren nedir? Tabii ki, bu onların kristal kafeslerinin yapısı, kimyasal bağların türleri ve atomun elektronik yapısının özellikleridir. Sonuçta, bu malzemelerin insanlar tarafından kullanılmasının altında yatan karakteristik fiziksel özellikler bundan kaynaklanmaktadır.
Öncelikle metalleri periyodik sistemin kimyasal elementleri olarak düşünün. İçinde, bugüne kadar bilinen 115 hücreden 95'ini işgal eden oldukça serbest bir şekilde bulunurlar. Genel olarak konumlarının çeşitli özellikleri vardır.sistem:
- Alüminyumdan başlayarak, grup I ve II ile III'ün ana alt gruplarını oluştururlar.
- Tüm ikincil alt gruplar yalnızca metallerden oluşur.
- Borondan astatine koşullu köşegenin altında bulunurlar.
Bu tür verilere dayanarak, sistemin sağ üst kısmında metal olmayanların toplandığını ve uzayın geri kalanının düşündüğümüz elemanlara ait olduğunu görmek kolaydır.
Hepsi atomun elektronik yapısının çeşitli özelliklerine sahiptir:
- Geniş atom yarıçapı, bunun sonucunda dış elektron ile çekirdek arasındaki bağ zayıflar, bu nedenle metaller indirgeyici ajanlar olarak hareket ederek onu kolayca verir.
- Dış enerji katmanında az sayıda elektron.
- Yukarıdan aşağıya doğru olan grupta elementlerin metalik özellikleri artar ve soldan sağa doğru periyot boyunca tam tersine zayıflar. Bu nedenle, en güçlü ametal florin ve en zayıfı fransiyumdur.
Metallerin ve metal olmayanların genel özellikleri, yapılarındaki kalıpları tanımlamamızı sağlar. Böylece, birincisinin kristal kafesi metaliktir, özeldir. Düğümleri aynı anda birkaç tür parçacık içerir:
- iyonlar;
- atomlar;
- elektronlar.
İçeride elektron gazı adı verilen ve bu maddelerin tüm fiziksel özelliklerini açıklayan ortak bir bulut birikir. Onlarla aynı adı taşıyan metallerdeki kimyasal bağ türü.
Fiziksel özellikler
Tüm metalleri birleştiren bir dizi parametre vardır. Fiziksel özelliklerinin genel özellikleriözellikler şuna benziyor.
- Metal parlaklık. Bu madde grubunun tüm temsilcileri buna sahiptir. Aynı zamanda, çoğu bir dalga boyundaki ışığı yansıtır, bu nedenle yumuşak beyaz-gümüş rengi yayar. Ancak bazılarının (altın, bakır, birçok alaşım) sarı bir parlaklığı vardır.
- Dövülebilirlik ve plastisite. Bu parametre aynı zamanda metallerin doğasında vardır. Bununla birlikte, bu temeldeki genel karakteristik, tamamen doğru değildir, çünkü temsilciler arasında çok yumuşak, dövülebilir ve sünek vardır ve işlenmiş oldukça kırılgan olanlar vardır. En dövülebilir ve sünek altın, gümüş, bakır, alüminyum ve diğerleridir. Daha az dövülebilir - kalay, kurşun, manganez ve diğerleri.
- Elektrik ve termal iletkenlik. İstisnasız tüm temsilcilere aittir. Metaller birinci türden iletkenlerdir.
- Yüksek erime ve kaynama noktaları. Bu temelde, refrakter (sıcaklık 1500 derecenin üzerinde), eriyebilir - belirtilen rakamın altında ayrılırlar.
- Yoğunluklarına göre hafif ve ağır metaller. Ne kadar küçükse, elementin atom ağırlığı o kadar küçüktür. En hafifi lityum, en ağırı ise osmiyumdur.
- Sertlik. Bu göstergenin rekortmeni kromdur ve en yumuşakı sezyumdur, ellerde erir.
Listelenen parametreler - bu, metallerin genel özelliğidir, yani onları büyük bir ailede birleştiren her şeydir. Ancak, her kuralın istisnaları olduğu anlaşılmalıdır. Üstelik bu türden çok fazla unsur var. Bu nedenle, aile içinde,aşağıda ele alacağımız ve karakteristik özelliklerini belirteceğimiz çeşitli gruplara ayrılmış bölümler vardır.
Kimyasal özellikler
Kimya biliminin bakış açısından, tüm metaller indirgeyici ajanlardır. Ve çok güçlü. Dış seviyede daha az elektron ve atom yarıçapı ne kadar büyükse, belirtilen parametreye göre metal o kadar güçlü olur.
Bunun sonucunda metaller şunlarla reaksiyona girebilir:
- metal olmayanlar;
- su;
- asitler;
- alkalilerle (amfoterik metaller);
- oksitler;
- zayıf metallerin tuzları.
Bu sadece kimyasal özelliklere genel bir bakış. Sonuçta, her öğe grubu için tamamen bireyseldirler.
Alkali toprak metaller
Alkali toprak metallerin genel özellikleri aşağıdaki gibidir:
- Dış seviyede iki elektron var.
- Periyodik sistemin ana alt grubunun ikinci grubunu oluştururlar, berilyum hariç.
- Normal koşullar altında bunlar bıçakla kesilemeyecek katı maddelerdir.
- Basit metallerin rengi gümüş grisidir, havada bir oksit film ile kaplanmıştır.
- Kimyasal aktiviteleri yüksektir, magnezyumdan radyuma yükselir.
- Doğada yaygın olarak bulunur, özellikle kalsiyum. Basit bir formda, yüksek aktivitelerinden dolayı bulunmazlar, ancak insanlar için önemli olan birçok farklı bileşik oluştururlar.
- Biyolojik olarak önemli. Kalsiyum ve magnezyum insan vücudunun önemli eser elementleridir vehayvanlar. Magnezyum ayrıca bitki klorofilinin bir parçasıdır.
Bu nedenle, toprak alkali metaller s-ailesinin ortak elementleridir, yüksek kimyasal aktivite sergilerler ve güçlü indirgeyici ajanlardır ve vücuttaki biyolojik süreçlerin önemli katılımcılarıdır.
Alkali metaller
Alkali metallerin genel özelliği isimleriyle başlar. Suda çözünme, alkaliler - kostik hidroksitler oluşturma yeteneği için aldılar. Su ile reaksiyonlar çok şiddetlidir, bazen yanıcıdır. Bu maddeler kimyasal aktiviteleri çok yüksek olduğu için doğada serbest halde bulunmazlar. Hava, su buharı, metal olmayanlar, asitler, oksitler ve tuzlarla hemen hemen her şeyle reaksiyona girerler.
Bu onların elektronik yapısından kaynaklanmaktadır. Dış seviyede, kolayca verebildikleri tek bir elektron vardır. Bunlar en güçlü indirgeyici ajanlardır, bu yüzden onları saf formlarında elde etmek oldukça uzun zaman aldı. Bu ilk olarak Humphrey Davy tarafından 18. yüzyılda sodyum hidroksitin elektrolizi ile yapıldı. Şimdi bu grubun tüm temsilcileri bu yöntemle çıkarılıyor.
Alkali metallerin genel özelliği, periyodik sistemin ana alt grubunun ilk grubunu oluşturmalarında yatmaktadır. Hepsi insan tarafından kullanılan birçok değerli doğal bileşiği oluşturan önemli unsurlardır.
d- ve f-ailelerinin metallerinin genel özellikleri
Bu öğe grubu, tüm bunları içerir.oksidasyonu değişebilir. Bu, koşullara bağlı olarak metalin hem oksitleyici hem de indirgeyici ajan olarak hareket edebileceği anlamına gelir. Bu tür elementler, reaksiyonlara girme konusunda büyük bir yeteneğe sahiptir. Bunların arasında çok sayıda amfoterik madde bulunmaktadır.
Bütün bu atomların ortak adı geçiş elementleridir. Özellikleri açısından, s-ailesinin tipik metalleri ile p-ailesinin metal olmayanları arasında gerçekten ortada durdukları için aldılar.
Geçiş metallerinin genel karakteristiği, benzer özelliklerinin belirtilmesi anlamına gelir. Bunlar aşağıdaki gibidir:
- dış seviyede çok sayıda elektron;
- büyük atom yarıçapı;
- birkaç oksidasyon durumu (+3'ten +7'ye kadar);
- değerlik elektronları d- veya f- alt düzeyindedir;
- sistemin 4-6 büyük periyodunu oluşturur.
Basit maddeler olarak, bu grubun metalleri çok güçlü, sünek ve dövülebilirdir, bu nedenle büyük endüstriyel öneme sahiptirler.
Periyodik sistemin yan alt grupları
İkincil alt grupların metallerinin genel özellikleri, geçişli alt gruplarınkilerle tamamen örtüşmektedir. Ve bu şaşırtıcı değil, çünkü aslında tamamen aynı şey. Sadece sistemin yan alt grupları, tam olarak d- ve f-ailelerinin temsilcileri, yani geçiş metalleri tarafından oluşturulmaktadır. Dolayısıyla bu kavramların eş anlamlı olduğunu söyleyebiliriz.
Bunlardan en aktif ve önemli olanı, skandiyumdan çinkoya 10 temsilciden oluşan ilk sıradır. Hepsi büyük endüstriyel öneme sahiptir ve genellikleinsan tarafından özellikle eritme için kullanılır.
Alaşımlar
Metallerin ve alaşımların genel özellikleri, bu maddelerin nerede ve nasıl kullanılmasının mümkün olduğunu anlamamızı sağlar. Bu tür bileşikler son on yılda büyük dönüşümler geçirdi, çünkü kalitelerini geliştirmek için giderek daha fazla yeni katkı maddesi keşfediliyor ve sentezleniyor.
Günümüzün en ünlü alaşımları:
- pirinç;
- duralumin;
- dökme demir;
- çelik;
- bronz;
- kazanacak;
- nikrom ve diğerleri.
Alaşım nedir? Bu, özel fırın cihazlarında eritilerek elde edilen metallerin bir karışımıdır. Bu, onu oluşturan saf maddelerden üstün özelliklere sahip bir ürün elde etmek için yapılır.
Metallerin ve metal olmayanların özelliklerinin karşılaştırılması
Genel özellikler hakkında konuşursak, metallerin ve metal olmayanların özellikleri çok önemli bir noktada farklılık gösterecektir: ikincisi için benzer özellikler ayırt edilemez, çünkü bunlar fiziksel ve kimyasal özelliklerinde büyük farklılıklar gösterir.
Dolayısıyla metal olmayanlar için böyle bir özellik yaratmak imkansızdır. Sadece her grubun temsilcilerini ayrı ayrı ele almak ve özelliklerini açıklamak mümkündür.
