Фізичні властивості

В даний час відомі 105 хімічних елементів, більшість з них – метали. Останні вельми поширені в природі і зустрічаються у вигляді різних сполук в надрах землі, водах річок, озер, морів, океанів, складі тіл тваринних, рослин і навіть в атмосфері. По своїх властивостях метали різко відрізняються від неметалів. Вперше цю відмінність металів і неметалів визначив М. В. Ломоносов. «Метали, - писав він, - тіла тверді, ковкі блискучі». Зарахувавши той або інший елемент до розряду металів, ми маємо на увазі наявність у нього певного комплексу властивостей:1. Щільна кристалічна структура (добре відбивають світло і тому непрозорі, 2. Характерний металевий блиск.(Найкраще Іn і Ag)3. Висока теплопровідність і електрична провідність.(Найкраще – Ag іСu)4. Зменшення електричної провідності із зростанням температури.5. Низькі значення потенціалу іонізації, тобто здатність легко віддавати електрони. 6. Ковкість і пластичність ( – це здатність легко змінювати форму під дією зовнішніх сил і зберігати одержану форму після припинення цієї дії). Найбільша пластичність у Au.7. Здатність утворювати сплави. Всі метали і сплави, вживані в даний час в техніці, можна розділити на дві основні групи. До першої з них відносять чорні метали - залізо і всі його сплави, в яких воно складає основну частину. Цими сплавами є чавуни і стали. В техніці часто використовують так звані леговані сталі. До них відносяться сталі, що містять хром, нікель, вольфрам, молібден, ванадій, кобальт, титан і інші метали. Іноді в леговані сталі входять 5-6 різних металів. Методом легування одержують різні цінні сталі, володіючі водних випадках підвищеною міцністю, в інших - високою опірністю до стирання, в третіх - корозійною стійкістю, тобто здатністю не руйнуватися під дією зовнішнього середовища. До другої групи відносять кольорові метали і їх сплави. Вони отримали таку назву тому що мають різне забарвлення. Наприклад, мідь світло-червона, нікель, олово, срібло – білі, свинець – голубувато-білий, золото – жовте. Із сплавів в практиці знайшли велике застосування: бронза - сплав міді з оловом і іншими металами, латунь – сплав міді з цинком, бабіт – сплав олова з сурмою і міддю і ін. Цей розподіл на чорні і кольорові метали умовний. Разом з чорними і кольоровими металами виділяють ще групу благороднихметалів: срібло, золото, платину, рутеній і деякі інші. Вони названі так тому що практично не окислюються на повітрі навіть при підвищеній но не окислюються на повітрі навіть при підвищеній температурі і не руйнуються при дії на них розчинів кислот і лугів.

Фізичні властивості металів зумовлені особливостями їх будови. За звичайних умов усі метали (за винятком ртуті) є твердими кристалічними речовинами.

Агрегатний стан у всіх металів однаковий за стандартних умов – це тверді кристалічні речовини (крім ртуті, яка рідка).

Металічний блиск пояснюється здатністю їх кристалів відбивати світло завдяки вільним електронам. Більшість металів, за винятком золота та міді, мають сріблясто-білий або сріблясто-сірий колір. Усі метали мають характерний металевий блиск, який пояснюється наявністю в них вільних електронів. У вигляді порошку метали втрачають блиск (крім магнію і алюмінію) і набувають чорного або темно-сірого кольору.

Електропровідність. Усі метали — добрі провідники електричного струму. Це пояснюється наявністю вільних електронів, які під впливом навіть невеликої різниці потенціалів починають пересуватися в певному напрямку. Найкращими провідниками електричного струму є срібло, мідь, золото, алюміній і залізо.

Теплопровідність. Метали мають високу теплопровідність, яка також пояснюється високою рухливістю електронів. Найбільша теплопровідність у срібла й міді, найменша – в бісмуту і ртуті.

Пластичність. Більшість металів пластичні. Їх можна кувати, витягати в дріт, прокочувати в тонкі листи. При цьому відбувається зсув атомів та йонів кристалічної ґратки, але зв’язки між ними не розриваються завдяки руху відносно вільних електронів. Пластичність зменшується в ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Золото можна прокатати в тонку фольгу товщиною до 0,0001 мм, яка використовується для позолоти різних предметів.

Твердість. Метали відрізняються своєю твердістю. Найбільш твердим є хром, яким можна різати скло. Найбільш м’якими є натрій і калій, які легко ріжуться ножем.

Густина. Також метали різняться своєю густиною. Найлегшим з металів є літій ( густина 0,53 г/см³), а найважчим — осмій густина 22,6 г/см³). Метали з густиною до 5 г/см³ називаються легкими (літій, натрій, магній алюміній), решта – важкими.

Температура плавлення металів залежить від типу кристалічних ґраток, особливо в лужноземельних металів. Метали, які плавляться за температури понад 1000°С, називаються тугоплавкими, за нижчої – легкоплавкими. Температури плавлення металів значно відрізняються: цезій можна розплавити у долоні, а температура плавлення вольфраму +3395 °С, найнижча температура плавлення – ртуті (- 38,87°С).

За іншими ознаками розрізняють рідкісні (літій, рубідій, цезій, молібден, вольфрам, танатал), лужні, лужноземельні Са, Ва, благородні (золото, срібло, платина, паладій, іридій, рутеній, осмій),радіоактивні (технецій, полоній, францій, радій, актиній та актиноїди).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Металічний хімічний зв’язок і металічні кристалічні ґратки	\|	Хімічні властивості.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.016 сек.