Spośród 118 pierwiastków znanych człowiekowi 94 to metale. Są to pierwiastki tworzące proste substancje o charakterystycznym połysku, dużej plastyczności i kowalności. Jakie inne właściwości mają metale? Na jakie grupy są podzielone? Dowiedzmy się.
Metale i ich właściwości
Opisywanie metali nie jest łatwe. Trudno je porównywać z innymi pierwiastkami lub substancjami znanymi we współczesnym świecie. W standardowym znaczeniu metal jest solidną szarą substancją o silnym połysku. Ale wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane. Większość z nich jest naprawdę szara, ale odcienie są różne dla każdego. Gal jest niebieskawy, bizmut różowy, miedź jaskrawoczerwona, ale cez, stront i złoto mają żółty odcień.
Metale bardzo różnią się pod względem stopnia manifestacji swoich właściwości. Ale są cechy, które ich łączą. Metale stosunkowo łatwo oddają elektrony na poziom zewnętrzny, ponieważ są one słabo związane z jądrem atomu. Ich struktura wewnętrzna jest reprezentowana przez sieć krystaliczną, dlatego w normalnych warunkach wszystkie są stałe. Jedynym wyjątkiem jest rtęć, która twardnieje dopiero w temperaturach poniżej -38,83°C.
Metale są doskonałymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Wiele z nich jest bardzo plastycznych, jak złoto, miedź, czysty chrom, srebro. Są w stanie zginać się lub zgniatać bez pękania. Inne są dość kruche (mangan, cyna, bizmut).
Grupy metalowe
W tych samych warunkach metale zachowują się inaczej, co widać już na przykładzie rtęci. Bardzo łatwo staje się płynny, ale nie wszystkie substancje zachowują się w ten sam sposób. W zależności od temperatury topnienia rozróżnia się metale topliwe i ogniotrwałe. Te ostatnie obejmują wolfram, tantal, ren, molibden. Topią się w temperaturach powyżej 2000 °C.
Wyróżnia się również metale ciężkie i lekkie. Ciężkie - ołów, kadm, kob alt, rtęć, miedź, wanad, mają dużą masę atomową (ponad 50) i dużą gęstość. Płuca są dokładnie odwrotnie. Należą do nich aluminium, gal, ind. Lit jest najlżejszy, ma gęstość 0,533 g/cm³ i masę atomową 3.
W układzie okresowym wyróżnia się również alkaliczną grupę metali (lit, sód, potas, rubid). Reagują dość łatwo z wodą, tworząc rozpuszczalną zasadę lub wodorotlenek. Wszystkie są bardzo aktywne, miękkie i dużo lżejsze od wody. Istnieją również metale ziem alkalicznych (wapń, bar, stront), zasady z wodą tworzą już tlenki lub ziemie. Są twardsze i nie tak aktywne jak alkaliczne.
W oparciu o różne właściwości metali dzielimy je również na:
- Przejściowy.
- Opublikuj przejście.
- Kolorowe.
- Czarny.
- Lantanowce.
- aktynowce.
- Szlachetny.
- Metale z grupy platynowców.
- Ziemia rzadkie.
Metale szlachetne
Metale często działają jako środki redukujące w reakcjach chemicznych. Oddając swoje elektrony, ulegają procesom korozyjnym, które je niszczą. Pod wpływem czynników utleniających na ich powierzchni tworzą się tlenki, wodorotlenki, które potocznie nazywane są rdzą.
Wiele metali podlega takim procesom. Niszczycielami dla nich mogą być gazy i różne ciecze. Istnieje jednak odrębna klasa metali, które są praktycznie odporne na utlenianie i rdzę. To są metale szlachetne. Wszystkie są również rzadkie i cenne. Ich ceny wahają się od 300 USD (srebro) do 70 000 USD (rod) za kilogram.
Szlachetne są złoto, srebro i metale z grupy platynowców: platyna, ruten, osm, pallad, iryd, rod. Platyna, pallad, złoto i srebro są bardzo plastyczne, ale nie wytrzymują zbyt wysokich temperatur. Pozostałe metale szlachetne również są ogniotrwałe, topiąc się od 2334°C (ruten) do 3033°C (osm).
Wszystkie są odporne na wodę i powietrze, ale mogą reagować z bardziej agresywnymi substancjami. Na przykład srebro łatwo rozpuszcza się w kwasie azotowym i ciemnieje w kontakcie z jodem. Przy okazji za pomocą jodu możesz sprawdzić, czy produkt jest rzeczywiście srebrny.
Przebywanie na łonie natury
Metale są szeroko rozpowszechnione na naszej planecie. w postaci soli izwiązki, które znajdują się w wodzie morskiej. Przede wszystkim zawiera magnez (0,12%) i wapń (1,05%). Najczęściej występującym metalem w skorupie ziemskiej jest aluminium. Stanowi około 8% jego całkowitej masy. Jest również bogaty w żelazo (4,1%), wapń (4%), sód (2,3%), magnez (2,3%), potas (2,1%).
Ale metale są obecne nie tylko w środowisku zewnętrznym. Są obecne w każdym żywym organizmie, odpowiadają za wiele funkcji życiowych. Ciało ludzkie zawiera około 3% metali. Żelazo we krwi pomaga hemoglobinom w przyłączaniu tlenu i wymianie z dwutlenkiem węgla. Magnez znajduje się w mięśniach i układzie nerwowym. Bierze udział w syntezie białek, odpowiada za rozluźnienie mięśni, hamuje pobudzenie zakończeń nerwowych.
Najbardziej potrzebne nam: magnez, żelazo, sód, wapń, potas, cynk, miedź, kob alt, mangan i molibden. Metale znajdują się w kościach, w mózgu, w tkankach innych narządów. Pozyskujemy je z wody i pożywienia i stale musimy uzupełniać ich zapasy. Przy niedoborze tych pierwiastków organizm nie funkcjonuje prawidłowo, jednak ich nadmiar też nie jest dobry.
Aplikacja
Ludzie nauczyli się używać metali w prawie wszystkich dziedzinach swojego życia. Wykonane są z nich materiały konstrukcyjne, druty, elektrotechnika, naczynia. Niestabilne pierwiastki promieniotwórcze, takie jak uran, kaliforn, polon znalazły zastosowanie w energetyce jądrowej i produkcji broni.
Lekkie i mocne metale są wykorzystywane w technologii kosmicznej i przemyśle motoryzacyjnym. Różne elementy są używane wprzemysł farmaceutyczny, spożywczy i tekstylny. Wytwarza się z nich biżuterię, artykuły gospodarstwa domowego, a także leki i instrumenty medyczne. Na przykład lit jest stosowany jako środek przeciwdepresyjny, złoto jest częścią leków na zapalenie stawów i gruźlicę. Tytan i tantal są wykorzystywane w chirurgii do wykonywania protez i wymiany uszkodzonych części ciała.
