İnsanoğlunun bildiği 118 elementten 94'ü metaldir. Bunlar, karakteristik bir parlaklığa, yüksek plastisiteye ve dövülebilirliğe sahip basit maddeler oluşturan elementlerdir. Metallerin başka hangi özellikleri vardır? Hangi gruplara ayrılırlar? Hadi öğrenelim.
Metaller ve özellikleri
Metalleri tanımlamak kolay değil. Modern dünyada bilinen diğer elementler veya maddelerle karşılaştırmak zordur. Standart anlamda metal, güçlü bir parlaklığa sahip katı gri bir maddedir. Ama her şey çok daha karmaşık. Çoğu gerçekten gridir, ancak tonları herkes için farklıdır. Galyum mavimsi, bizmut pembe, bakır parlak kırmızı, ancak sezyum, stronsiyum ve altının sarı bir tonu var.
Metaller, özelliklerinin tezahür derecesi açısından çok farklıdır. Ama onları birleştiren nitelikler var. Metaller, bir atomun çekirdeğine zayıf bir şekilde bağlı olduklarından, elektronları nispeten kolayca dış seviyeye verirler. İç yapıları bir kristal kafes ile temsil edilir, bu nedenle normal koşullar altında hepsi katıdır. Tek istisna, yalnızca -38.83'ün altındaki sıcaklıklarda sertleşen cıvadır.°C.
Metaller mükemmel ısı ve elektrik iletkenleridir. Birçoğu altın, bakır, saf krom, gümüş gibi çok plastiktir. Kırılmadan bükülebilir veya buruşabilirler. Diğerleri oldukça kırılgandır (manganez, kalay, bizmut).
Metal grupları
Aynı koşullar altında metaller farklı davranır, bu zaten cıva örneğinde görülebilir. Çok kolay sıvı hale gelir, ancak tüm maddeler aynı şekilde davranmaz. Erime noktasına bağlı olarak, eriyebilir ve refrakter metaller ayırt edilir. İkincisi tungsten, tantal, renyum, molibden içerir. 2000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda erirler.
Ağır ve hafif metaller de ayırt edilir. Ağır - kurşun, kadmiyum, kob alt, cıva, bakır, vanadyum, büyük bir atom ağırlığına (50'den fazla) ve yüksek yoğunluğa sahiptir. Akciğerler tam tersidir. Bunlara alüminyum, galyum, indiyum dahildir. 0,533 g/cm³ yoğunluğa ve 3,
atom kütlesine sahip olan lityum en hafifidir.
Periyodik tabloda, alkali metal grubu (lityum, sodyum, potasyum, rubidyum) da ayırt edilir. Çözünebilir bir alkali veya hidroksit oluşturmak için su ile oldukça kolay reaksiyona girerler. Hepsi çok aktif, yumuşak ve sudan çok daha hafiftir. Ayrıca alkali toprak metalleri (kalsiyum, baryum, stronsiyum) vardır, suyla alkali zaten oksitlerini veya topraklarını oluşturur. Daha serttirler ve alkali olanlar kadar aktif değildirler.
Metallerin farklı özelliklerine göre, bunlar ayrıca şu şekilde ayrılır:
- Geçiş.
- Geçiş sonrası.
- Renkli.
- Siyah.
- Lantanitler.
- Aktinitler.
- Soylu.
- Platin grubu metaller.
- Nadir toprak.
Değerli Metaller
Metaller genellikle kimyasal reaksiyonlarda indirgeyici ajanlar olarak işlev görür. Elektronlarından vazgeçerek, onları yok eden aşındırıcı süreçlere girerler. Oksitleyici ajanların etkisi altında, yüzeylerinde popüler olarak pas olarak adlandırılan oksitler, hidroksitler oluşur.
Birçok metal bu tür işlemlere tabidir. Onlar için yok ediciler gazlar ve çeşitli sıvılar olabilir. Bununla birlikte, oksidasyona ve paslanmaya karşı pratik olarak dirençli ayrı bir metal sınıfı vardır. Bunlar asil metallerdir. Hepsi de nadir ve değerlidir. Fiyatları kilo başına 300$ (gümüş) ile 70.000$ (rodyum) arasında değişmektedir.
Asil altın, gümüş ve platin grubu metallerdir: platin, rutenyum, osmiyum, paladyum, iridyum, rodyum. Platin, paladyum, altın ve gümüş çok plastiktir ancak çok yüksek sıcaklıklara dayanamazlar. Soy metallerin geri kalanı da refrakterdir, 2334°C'den (rutenyum) 3033°C'ye (osmiyum) erir.
Hepsi suya ve havaya dayanıklıdır ancak daha agresif maddelerle reaksiyona girebilir. Örneğin gümüş, nitrik asitte kolayca çözünür ve iyot ile temas ettiğinde kararır. Bu arada iyot yardımıyla ürünün gerçekten gümüş olup olmadığını kontrol edebilirsiniz.
Doğada olmak
Metaller gezegenimizde yaygındır. tuzlar halinde vedeniz suyunda bulunan bileşiklerdir. Hepsinden önemlisi, magnezyum (%0.12) ve kalsiyum (%1.05) ile doludur. Yerkabuğunda en bol bulunan metal alüminyumdur. Toplam kütlesinin yaklaşık %8'ini oluşturur. Aynı zamanda demir (%4.1), kalsiyum (%4), sodyum (%2.3), magnezyum (%2.3), potasyum (%2.1) bakımından da yüksektir.
Ama metaller sadece dış ortamda bulunmazlar. Birçok hayati fonksiyondan sorumlu olan herhangi bir canlı organizmada bulunurlar. İnsan vücudu metallerin yaklaşık %3'ünü içerir. Kandaki demir, hemoglobinlerin oksijen bağlamasına ve karbondioksit ile değiş tokuş etmesine yardımcı olur. Magnezyum kaslarda ve sinir sisteminde bulunur. Proteinlerin sentezinde yer alır, kas gevşemesinden sorumludur, sinir uçlarının uyarılmasını engeller.
Bizim için en gerekli olanlar: magnezyum, demir, sodyum, kalsiyum, potasyum, çinko, bakır, kob alt, manganez ve molibden. Metaller kemiklerde, beyinde, diğer organların dokularında bulunur. Onları sudan ve yiyeceklerden alıyoruz ve sürekli stoklarını yenilememiz gerekiyor. Bu elementlerin eksikliği ile vücut düzgün çalışmaz, ancak fazlalıkları da iyi değildir.
Uygulama
İnsanlar hayatlarının hemen her alanında metal kullanmayı öğrendiler. Yapı malzemeleri, teller, elektrik mühendisliği, tabaklar onlardan yapılır. Uranyum, kaliforniyum, polonyum gibi kararsız radyoaktif elementler nükleer enerji ve silah üretiminde kullanım alanı bulmuştur.
Hafif ve güçlü metaller uzay teknolojisinde ve otomotiv endüstrisinde kullanılmaktadır. çeşitli elemanlar kullanılırilaç, gıda ve tekstil endüstrileri. Mücevher, ev eşyaları, ilaç ve tıbbi aletler yapmak için kullanılırlar. Örneğin lityum, bir antidepresan olarak kullanılır, artrit ve tüberküloz ilaçlarına altın dahildir. Ameliyatta protez yapmak ve vücudun hasarlı kısımlarını değiştirmek için titanyum ve tantal kullanılır.
