Металы: агульная характарыстыка металаў і сплаваў

Першы матэрыял, які навучыліся выкарыстоўваць людзі для сваіх патрэб - гэта камень. Аднак пазней, калі чалавеку стала вядома пра ўласцівасці металаў, камень адышоў далёка назад. Менавіта гэтыя рэчывы і іх сплавы сталі самым важным і галоўным матэрыялам у руках людзей. З іх вырабляліся прадметы побыту, прылады працы, будаваліся памяшкання. Таму ў дадзеным артыкуле мы разгледзім, што ж сабой уяўляюць металы, агульная характарыстыка, ўласцівасці і ўжыванне якіх так актуальна па гэты дзень. Бо літаральна адразу за каменным стагоддзем рушыла ўслед цэлая плеяда металічных: медны, бронзавы і жалезны.

Металы: агульная характарыстыка

Што ж аб'ядноўвае ўсіх прадстаўнікоў гэтых простых рэчываў? Вядома, гэта будынак іх крышталічнай рашоткі, тыпы хімічных сувязяў і асаблівасці электроннай будовы атама. Бо адсюль і характэрныя фізічныя ўласцівасці, якія ляжаць у аснове выкарыстання гэтых матэрыялаў чалавекам.

У першую чаргу, разгледзім металы як хімічныя элементы перыядычнай сістэмы. У ёй яны размяшчаюцца досыць вальготна, займаючы 95 вочак з вядомых на сённяшні дзень 115. Ёсць некалькі асаблівасцяў іх размяшчэння ў агульнай сістэме:

• Ўтвараюць галоўныя падгрупы I і II груп, а так жа III, пачынаючы з алюмінія.
• Ўсе пабочныя падгрупы складаюцца толькі з металаў.
• Яны размяшчаюцца ніжэй ўмоўнай дыяганалі ад бору да астата.

Абапіраючыся на такія дадзеныя, лёгка прасачыць, што неметалы сабраны ў верхняй правай частцы сістэмы, а ўся астатняя прастора належыць разглядаемых намі элементам.

Усе яны маюць некалькі асаблівасцяў электроннай будовы атама:

• Вялікі атамны радыус, з прычыны чаго сувязь вонкавага электрона і ядра слабее, таму металы лёгка яго аддаюць, выступаючы ў ролі аднаўляльнікаў.
• Малая колькасць электронаў на знешнім энергетычным пласце.
• У групе зверху ўніз металічныя ўласцівасці элементаў узмацняюцца, а па перыяду злева направа, насупраць, слабеюць. Так, самы моцны неметалы - гэта фтор, а слабы - Францыя.

Агульная характарыстыка металаў і неметаллов дазваляе выявіць заканамернасці ў іх будынку. Так, крышталічная рашотка першае - металічная, асаблівая. У вузлах яе знаходзяцца адразу некалькі тыпаў часціц:

• іёны;
• атамы;
• электроны.

Ўнутры запасіцца агульнае воблака, званае электронным газам, якое і тлумачыць усё фізічныя ўласцівасці гэтых рэчываў. Тып хімічнай сувязі ў металах аднайменны з імі.

фізічныя ўласцівасці

Існуе шэраг параметраў, якія аб'ядноўваюць усе металы. Агульная характарыстыка іх па фізічных уласцівасцях выглядае так.

• Металічны бляск. Яго маюць усе прадстаўнікі гэтай групы рэчываў. Пры гэтым вялікая частка адлюстроўвае святло адной даўжыні хвалі, таму выпраменьвае мяккі бел-серабрысты колер. Але некаторыя (золата, медзь, многія сплавы) блішчаць жоўтым адценнем.
• Ковкость і пластычнасць. Гэты параметр таксама ўласцівы менавіта металах. Агульная характарыстыка па дадзеным прыкмеце, аднак, не зусім дакладная, бо сярод прадстаўнікоў ёсць вельмі мяккія, коўка і пластычныя, а ёсць дастаткова далікатныя, якія падвяргаюцца механічнай апрацоўцы. Самыя кавання і пластычныя - золата, срэбра, медзь, алюміній і іншыя. Менш паддатныя - волава, свінец, марганец і іншыя.
• Электра-і цеплаправоднасць. Ёю валодаюць усе прадстаўнікі без выключэння. Металы ставяцца да праваднікам I роду.
• Высокія тэмпературы плаўлення і кіпення. Па гэтай прыкмеце яны дзеляцца на тугаплаўкія (тэмпература вышэй 1500 градусаў), лёгкаплаўкія - ніжэй паказанай лічбы.
• Лёгкія і цяжкія металы ў залежнасці ад іх шчыльнасці. Яна тым менш, чым менш атамную вагу элемента. Самы лёгкі - гэта літый, а цяжкі - осмий.
• Цвёрдасць. Рэкардсмен па гэтым паказчыку хром, а самы мяккі - цэзій, ён растае ў руках.

Пералічаныя параметры - гэта і ёсць агульная характарыстыка металаў, гэта значыць усё тое, што іх аб'ядноўвае ў адно вялікае сямейства. Аднак варта разумець, што з усякага правіла ёсць выключэнні. Тым больш што элементаў падобнага роду занадта шмат. Таму ўнутры самога сямейства таксама ёсць свае падраздзялення на розныя групы, якія мы разгледзім ніжэй і для якіх пакажам характэрныя асаблівасці.

хімічныя ўласцівасці

З пункту гледжання навукі хіміі, усе металы - гэта аднаўляльнікі. Прычым, вельмі моцныя. Чым менш электронаў на знешнім узроўні і чым больш атамны радыус, тым мацней метал па паказаным параметры.

У выніку гэтага металы здольныя рэагаваць з:

• неметаламі;
• вадой;
• кіслотамі;
• са шчолачамі (амфатэрныя металы);
• аксідамі;
• солямі больш слабых металаў.

Гэта толькі агульны агляд хімічных уласцівасцяў. Бо для кожнай групы элементаў яны асабліва індывідуальныя.

шчолачназямельныя металы

Агульная характарыстыка шчолачназямельныя металаў наступная:

• Маюць на знешнім узроўні два электрона.
• Ўтвараюць другую групу галоўную падгрупу перыядычнай сістэмы, выключэннем з'яўляецца берылій.
• Пры звычайных умовах - гэта цвёрдыя рэчывы, ня рэжучыя нажом.
• Колер простых металаў серабрыста-шэры, на паветры пакрываюцца аксіднай плёнкай.
• Хімічная актыўнасць іх высокая, павялічваецца ад магнію да радию.
• У прыродзе шырока распаўсюджаны, асабліва кальцый. У простым выглядзе не сустракаюцца з прычыны высокай актыўнасці, аднак ўтвараюць мноства розных, важных для чалавека злучэнняў.
• Маюць вялікае значэнне ў біялагічным плане. Кальцый, магній - важныя мікраэлементы арганізма чалавека і жывёл. Магній таксама ўваходзіць у склад хларафіла раслін.

Такім чынам, шчолачназямельныя металы - гэта распаўсюджаныя элементы s-сямейства, якія праяўляюць высокую хімічную актыўнасць і якія з'яўляюцца моцнымі адраджэнцам і важнымі ўдзельнікамі біялагічных працэсаў у арганізме.

шчолачныя металы

Агульная характарыстыка шчолачных металаў пачынаецца з іх назвы. Яго яны атрымалі за здольнасць растварацца ў вадзе, фарміруючы шчолачы - з'едлівыя гідраксіды. Рэакцыі з вадой вельмі бурныя, часам з ўзгараньне. У вольным выглядзе ў прыродзе дадзеныя рэчывы не сустракаюцца, бо іх хімічная актыўнасць занадта высокая. Яны рэагуюць з паветрам, парамі вады, неметаламі, кіслотамі, аксідамі і солямі, гэта значыць практычна з усім.

Гэта тлумачыцца іх электронным будынкам. На знешнім узроўні ўсяго адзін электрон, які яны лёгка аддаюць. Гэта самыя моцныя аднаўляльнікі, менавіта таму для іх атрымання ў чыстым выглядзе спатрэбілася досыць доўгі час. Упершыню гэта было зроблена Гемфри Дэйві ўжо ў XVIII стагоддзі шляхам электролізу гідраксіду натрыю. Зараз ўсіх прадстаўнікоў гэтай групы здабываюць менавіта такім метадам.

Агульная характарыстыка шчолачных металаў заключаецца яшчэ і ў тым, што яны складаюць першую групу галоўную падгрупу перыядычнай сістэмы. Усе яны - важныя элементы, якія ўтвараюць шмат каштоўных прыродных злучэнняў, якія выкарыстоўваюцца чалавекам.

Агульная характарыстыка металаў d- і f-сямействаў

Да гэтай групы элементаў адносяцца ўсе тыя, ступень акіслення якіх можа вар'іравацца. Гэта значыць, што ў залежнасці ад умоў, метал можа выступаць у ролі і акісляльніка, і аднаўляльніка. У такіх элементаў вялікая здольнасць уступаць у рэакцыі. Сярод іх вялікая колькасць амфатэрнасць рэчываў.

Агульная назва ўсіх гэтых атамаў - пераходныя элементы. Яны атрымалі яго за тое, што па праяўляюць уласцівасцях сапраўды стаяць як бы пасярэдзіне, паміж тыповымі металамі s-сямейства і неметаламі р-сямейства.

Агульная характарыстыка пераходных металаў мае на ўвазе абазначэнне падобных іх уласцівасцяў. Яны наступныя:

• вялікая колькасць электронаў на знешнім узроўні;
• вялікі атамны радыус;
• некалькі ступеняў акіслення (ад +3 да +7);
• валентныя электроны знаходзяцца на d- або f-подуровней;
• ўтвараюць 4-6 вялікіх перыядаў сістэмы.

Як простыя рэчывы металы дадзенай групы вельмі трывалыя, цягучыя і коўка, таму маюць вялікае прамысловае значэнне.

Пабочныя падгрупы перыядычнай сістэмы

Агульная характарыстыка металаў пабочных падгруп цалкам супадае з такой у пераходных. І гэта нядзіўна, бо, па сутнасці, гэта зусім адно і тое ж. Проста пабочныя падгрупы сістэмы ўтвораны менавіта прадстаўнікамі d- і f-сямействаў, то ёсць пераходнымі металамі. Таму можна сказаць, што дадзеныя паняцці - сінонімы.

Самыя актыўныя і важныя з іх - першы шэраг з 10 прадстаўнікоў ад Сканда да цынку. Усе яны маюць важнае прамысловае значэнне і часта выкарыстоўваюцца чалавекам, асабліва для выплаўлення.

сплавы

Агульная характарыстыка металаў і сплаваў дазваляе зразумець, дзе і як магчыма выкарыстоўваць гэтыя рэчывы. Такія злучэння ў апошнія дзясяткі гадоў зведалі вялікія пераўтварэнні, бо адкрываюцца і сінтэзуюцца ўсё новыя дабаўкі для паляпшэння іх якасці.

Найбольш вядомымі сплавамі на сённяшні дзень з'яўляюцца:

• латунь;
• дюраля;
• чыгун;
• сталь;
• бронза;
• пераможа;
• ніхрана і іншыя.

Што такое сплаў? Гэта сумесь металаў, якая атрымліваецца пры плаўленні апошніх у спецыяльных печкавых прыладах. Гэта робіцца для таго, каб атрымаць прадукт, праўзыходны па ўласцівасцях чыстыя рэчывы, яго ўтвараюць.

Параўнанне уласцівасцяў металаў і неметаллов

Калі казаць пра агульныя ўласцівасці, то характарыстыка металаў і неметаллов будзе адрознівацца адным вельмі істотных пунктам: для апошніх нельга вылучыць падобных рысаў, бо яны вельмі адрозніваюцца па праяўляюць уласцівасцях як фізічным, так і хімічным.

Таму для неметаллов стварыць падобную характарыстыку нельга. Можна толькі паасобку разгледзець прадстаўнікоў кожнай групы і апісаць іх ўласцівасці.