Mēs izskaidrojam, kas ir metāli, kā tie tiek klasificēti un kādas ir to fizikālās īpašības. Metālu piemēri un kas ir nemetāli.
Kas ir metāli?
Jomā ķīmija, ir pazīstami kā metāli vai metāliski elementi no Periodiskā tabula kuriem ir raksturīgi labi vadītāji elektrība un no karstums. Šiem elementiem ir augsts blīvums, un tie parasti ir cieti istabas temperatūrā (izņemot dzīvsudrabu). Turklāt daudzi var atspoguļot gaisma, kas piešķir tiem raksturīgo spīdumu.
Metāli ir visizplatītākie periodiskās tabulas elementi, un daži ir vieni no visbiežāk sastopamajiem elementiem Zemes garoza. Daļa no tiem parasti atrodas lielākā vai mazākā tīrības stāvoklī dabu, lai gan lielākā daļa ir daļa no minerāliem no zemes dzīlēm, un tie ir jāatdala ar cilvēks lai tās izmantotu.
Metāliem ir raksturīgas saites, ko sauc par "metāla saites”. Šāda veida saitēs metāla atomi ir savienoti kopā tā, ka to atomu kodoli savienojas ar valences elektroniem (elektroni atrodas pēdējā elektroniskajā apvalkā, tas ir, visattālākajos elektronos), kas ap to veido sava veida "mākoni". Tādējādi metāliskajā saitē metāliskie atomi atrodas ļoti tuvu viens otram, un visi ir "iegremdēti" savos valences elektronos, veidojot metālisko struktūru.
No otras puses, var veidoties metāli jonu saites ar nemetāliem (piemēram, hloru un fluoru), kā rezultātā veidojas sāļi. Šāda veida saites veidojas elektrostatiskās pievilkšanās rezultātā starp dažādu zīmju joniem, kur metāli veido pozitīvos jonus (katjonus), bet nemetāli – negatīvos jonus (anjonus). Kad šie sāļi izšķīst ūdenī, tie sadalās savā sastāvā joni.
Pat sakausējumi no viena metāla ar otru (vai ar nemetālu) joprojām ir metāliski materiāli, kā tas ir ar tēraudu un bronzu, lai gan tie ir maisījumi viendabīgs.
Metāli ir kalpojuši cilvēce kopš neatminamiem laikiem, pateicoties tā ideālajam raksturam, lai veidotu visu veidu instrumentus, statujas vai konstrukcijas, pateicoties tā īpašajām fiziskajām īpašībām:
- Kaļamība. Kad daži metāli tiek pakļauti saspiešanai, tie var veidot plānas viendabīga materiāla loksnes.
- Elastīgums. Pakļaujot stiepes spēkiem, daži metāli var veidot viendabīga materiāla stieples vai dzīslas.
- Stingrība. Spēja pretoties lūzumiem, kad tiek pakļauts spēkus pēkšņi (izciļņi, kritieni utt.).
- Mehāniskā izturība. Spēja izturēt vilces, saspiešanas, vērpes un citus spēkus, nepadodoties struktūra fiziska vai deformēta.
Turklāt to spīdums padara tos ideāli piemērotus juvelierizstrādājumu un dekoratīvo elementu kalšanai un to labajai vadītspējai elektrība padara tos neaizstājamus pārraidē elektriskā strāva mūsdienu sistēmās Elektroenerģija.
Metāla veidi
Metāliskie elementi var būt dažāda veida, pēc kuriem tie tiek sagrupēti Periodiskajā tabulā. Katrai grupai ir kopīgi rekvizīti:
- Sārmu metāli. Normālos apstākļos tie ir spīdīgi, mīksti un ļoti reaģējoši Spiediens Y temperatūra (1 atm un 25º C), tāpēc tie nekad nav tīri dabu. Tiem ir mazs blīvums un tie ir labi siltuma un elektrības vadītāji. Viņiem ir arī zems kušanas un viršanas punkts. Periodiskajā tabulā tie ieņem I grupu. Šajā grupā ietilpst arī ūdeņradis (kas nav metāls).
- Sārmzemju metāli. Tie atrodas periodiskās tabulas II grupā. Tās nosaukums cēlies no tā oksīdu (agrāk sauktu par "zemēm") sārmainām īpašībām. Tie parasti ir cietāki un mazāk reaģējoši nekā sārmaini. Tie ir spilgti un labi siltuma un elektrības vadītāji. Viņiem ir zems blīvums Y krāsa.
- Pārejas metāli. Lielākā daļa metālu pieder šai kategorijai. Tie aizņem periodiskās tabulas centrālo reģionu un gandrīz visi ir cieti, ar augstu kušanas punkti Y vārot, un laba siltuma un elektrības vadīšana.
- Lantanīdi. Tos sauc arī par lantanoīdiem, tie ir tā sauktie periodiskās tabulas "retzemju metāli", kas kopā ar aktinīdiem veido "iekšējos pārejas elementus". Tie ir ļoti līdzīgi elementi viens otram, un, neskatoties uz to nosaukumu, tie ir ļoti daudz uz zemes virsmas. Viņiem ir magnētiska uzvedība (kad tie mijiedarbojas ar magnētisko lauku, piemēram, magnētiskais lauks kas rada a magnēts) un spektrālo (kad uz tiem krīt starojums) ļoti raksturīgi.
- Aktinīdi. Kopā ar retzemju metāliem tie veido "iekšējos pārejas elementus" un ir ļoti līdzīgi viens otram. Tie ir augsti atomu skaitļi un daudzi no tiem ir radioaktīvi visos savos izotopos, tāpēc tie dabā ir ārkārtīgi reti.
- Transaktinīdi. Tos sauc arī par "supersmagajiem elementiem", tie ir tie, kas pārsniedz in atomskaitlis smagākais no aktinīdiem, Lawrencio. Visiem šo elementu izotopiem ir ļoti īss pussabrukšanas periods, tie visi ir radioaktīvi un iegūti sintēzes ceļā laboratorijā, tāpēc tiem ir par to radīšanu atbildīgo fiziķu vārdi.
Metālu piemēri
- Sārmains Litijs (Li), nātrijs (Na), kālijs (K), rubīdijs (Rb), cēzijs (Cs), francijs (Fr).
- Sārmzemes. Berilijs (Be), magnijs (Mg), kalcijs (Ca), stroncijs (Sr), bārijs (Ba) un rādijs (Ra).
- Pārejas metāli. Skandijs (Sc), titāns (Ti), vanādijs (V), hroms (Cr), mangāns (Mn), dzelzs (Fe), kobalts (Co), niķelis (Neviens), varš (Cu), cinks (Zn), itrijs (Y), cirkonijs (Zr), niobijs (Nb), molibdēns (Mo), tehnēcijs (Tc), rutēnijs (Ru), rodijs (Rh), pallādijs (Pd), sudrabs (Ag), kadmijs (Cd), lutēcijs (Lu), hafnijs (Hf), tantals (Ta), volframs (W), rēnijs (Re), osmijs (Os), irīdijs (Ir), platīns (Pd), zelts (Au), dzīvsudrabs (Hg), Lawrence (Lr), ruterfordijs (Rf), dubnijs (Db), seborgijs (Sg), bohrio (Bh), hasijs (Hs), meitnērijs (Mt), darmstadium (Ds), rentgens (Rg), kopernicijs (Cn).
- Retzemju metāli. Lantāns (La), Cerijs (Ce), Prazeodīms (Pr), Neodīms (Nd), Prometijs (Pm), Samarijs (Sm), Eiropijs (Eu), Gadolīnijs (Gd), Terbijs (Tb), Disprosijs (Dy), Holmijs (Ho), erbijs (Er), tulijs (Tm), iterbijs (Yb), lutēcijs (Lu).
- Aktinīdi. Aktīnijs (Ac), torijs (Th), protaktīnijs (Pa), urāns (U), neptūnijs (Np), plutonijs (Pu), amerīcijs (Am), kūrijs (Cm), berkelijs (Bk), kalifornijs (Cf), einšteinijs (Es), fermijs (Fm), mendelevijs (Md), nobēlija (No), lorencio (Lr).
- Transaktinīdi. Rutherfordium (Rf), Dubnium (Db), Seaborgium (Sg), Bohrio (Bh), Hassium (Hs), Meitnerium (Mt), Darmstadium (Ds), Rentgenium (Rg), Copernicium (Cn), Nihonium (Nh), flerovio (Fl), moscovio (Mc), livermorio (Lv), teneso (Ts).
Kas ir nemetāli?
Nemetāli ir elementi, kuru īpašības ļoti atšķiras no metālu īpašībām, lai gan ir arī savienojumi, ko sauc metaloīdi, kuru īpašības un raksturlielumi ir starpposma starp metāliem un nemetāliem. Veidojas nemetāli kovalentās saites kad tās veidojas molekulas starp viņiem. Šie savienojumi atšķirībā no metāliem nav labi elektriskās strāvas un siltuma vadītāji, kā arī nav spīdīgi.
Skābeklis, ogleklis, ūdeņradis, slāpeklis, fosfors un sērs, kas ir pamatelementi dzīvi, ir daļa no nemetāliem. Šie nemetāliskie elementi var būt cieti, šķidri vai gāzveida.
Tos galvenokārt klasificē šādi:
- Halogēni Fluors (F), hlors (Cl), broms (Br), jods (I), astāts (At) un tenēze (Ts).
- Cēlgāzes. Hēlijs (He), neons (Ne), argons (Ar), kriptons (Kr), ksenons (Xe), radons (Rn), oganesons (Og).
- Citi nemetāli. Ūdeņradis (H), ogleklis (C), sērs (S), selēns (Se), slāpeklis (N), skābeklis (O) un fosfors (P).