Rozejrzyj się przez chwilę… Ile metalowych przedmiotów widzisz? Zwykle, gdy myślimy o metalach, myślimy o substancjach, które są błyszczące i trwałe. Jednak znajdują się one również w naszym jedzeniu iw naszych ciałach. Przyjrzyjmy się pełnej liście metali znanych nauce, poznajmy ich podstawowe właściwości i dowiedzmy się, dlaczego są tak wyjątkowe.
Czym są metale?
Elementy, które łatwo tracą elektrony, które są błyszczące (odblaskowe), plastyczne (mogą być formowane w inne kształty) i są uważane za dobre przewodniki ciepła i elektryczności, nazywane są metalami. Mają kluczowe znaczenie dla naszego stylu życia, ponieważ są nie tylko częścią konstrukcji i technologii, ale także są niezbędne do produkcji prawie wszystkich przedmiotów. Metal jest nawet w ludzkim ciele. Patrząc na etykietę składnika multiwitaminy, zobaczysz dziesiątki wymienionych związków.
Być może nie wiedziałeś, że pierwiastki takie jak sód, wapń, magnez i cynk są niezbędneżycia, a jeśli nie ma ich w naszym ciele, nasze zdrowie może być poważnie zagrożone. Na przykład wapń jest niezbędny dla zdrowych kości, magnez dla metabolizmu. Cynk wzmacnia działanie układu odpornościowego, a żelazo pomaga komórkom krwi przenosić tlen w organizmie. Jednak metale w naszych ciałach różnią się od metalu w łyżce lub mostku stalowym tym, że straciły elektrony. Nazywane są kationami.
Metale mają również właściwości antybiotyczne, dlatego poręcze i uchwyty w miejscach publicznych są często wykonane z tych elementów. Wiadomo, że wiele narzędzi wykonanych jest ze srebra, aby zapobiec rozwojowi bakterii. Sztuczne stawy są wykonane ze stopów tytanu, które zarówno zapobiegają infekcji, jak i wzmacniają biorców.
Metale w układzie okresowym
Wszystkie pierwiastki w układzie okresowym Dymitra Mendelejewa są podzielone na dwie duże grupy: metale i niemetale. Pierwsza jest najliczniejsza. Większość pierwiastków to metale (kolor niebieski). Niemetale w tabeli pokazane są na żółtym tle. Istnieje również grupa pierwiastków, które są klasyfikowane jako metaloidy (czerwony). Wszystkie metale są zgrupowane po lewej stronie stołu. Zauważ, że wodór jest zgrupowany z metalami w lewym górnym rogu. Mimo to jest uważany za niemetaliczny. Jednak niektórzy naukowcy teoretyzują, że w jądrze Jowisza może znajdować się metaliczny wodór.
Klejenie metali
Wiele wspaniałych i użytecznych cechElement ma związek z tym, jak jego atomy łączą się ze sobą. To tworzy pewne połączenia. Metaliczne oddziaływanie atomów prowadzi do powstania struktur metalicznych. Każdy przypadek tego elementu w życiu codziennym, od samochodu po monety w kieszeni, zawiera metalowe połączenie.
Podczas tego procesu atomy metalu dzielą się równomiernie swoimi zewnętrznymi elektronami. Elektrony przepływające między dodatnio naładowanymi jonami z łatwością przenoszą ciepło i elektryczność, dzięki czemu pierwiastki te są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Do zasilania używane są przewody miedziane.
Reakcje metali
Reaktywność odnosi się do tendencji elementu do reagowania z chemikaliami w jego otoczeniu. Ona jest inna. Niektóre metale, takie jak potas i sód (w kolumnach 1 i 2 układu okresowego pierwiastków), łatwo reagują z wieloma różnymi chemikaliami i rzadko można je znaleźć w czystej, pierwiastkowej postaci. Oba zwykle istnieją tylko w związkach (związanych z jednym lub więcej innymi pierwiastkami) lub jako jony (naładowana wersja ich formy pierwiastkowej).
Z drugiej strony istnieją inne metale, nazywane są również biżuterią. Złoto, srebro i platyna nie są bardzo reaktywne i zwykle występują w czystej postaci. Metale te tracą elektrony łatwiej niż niemetale, ale nie tak łatwo jak metale reaktywne, takie jak sód. Platyna stosunkowoniereaktywny i bardzo odporny na reakcje z tlenem.
Właściwości elementu
Kiedy uczyłeś się alfabetu w szkole podstawowej, odkryłeś, że wszystkie litery mają swój własny, unikalny zestaw właściwości. Na przykład niektóre miały linie proste, inne krzywe, a jeszcze inne oba rodzaje linii. To samo można powiedzieć o żywiołach. Każdy z nich posiada unikalny zestaw właściwości fizycznych i chemicznych. Właściwości fizyczne to cechy charakterystyczne dla niektórych substancji. Błyszczący czy nie, jak dobrze przewodzi ciepło i elektryczność, w jakiej temperaturze topi się, jak gęsty jest.
Właściwości chemiczne obejmują te cechy, które obserwuje się, gdy reagują na kontakt z tlenem podczas spalania (jak trudno będzie im zachować elektrony podczas reakcji chemicznej). Różne elementy mogą mieć wspólne właściwości. Na przykład żelazo i miedź są pierwiastkami przewodzącymi prąd. Nie mają jednak tych samych właściwości. Na przykład, gdy żelazo jest wystawione na działanie wilgotnego powietrza, rdzewieje, ale gdy miedź jest wystawiona na te same warunki, uzyskuje specyficzną zieloną powłokę. Dlatego Statua Wolności jest zielona, a nie zardzewiała. Wykonany jest z miedzi, a nie z żelaza).
Organizacja pierwiastków: metale i niemetale
Fakt, że elementy mają pewne wspólne i unikalne właściwości, pozwala na uporządkowanie ich w ładny, schludny wykres, któryzwany układem okresowym. Organizuje pierwiastki na podstawie ich liczby atomowej i właściwości. Tak więc w układzie okresowym znajdujemy zgrupowane pierwiastki, które mają wspólne właściwości. Żelazo i miedź są blisko siebie, oba są metalami. Żelazo jest oznaczone symbolem „Fe”, a miedź jest oznaczone symbolem „Cu”.
Większość pierwiastków w układzie okresowym to metale i zwykle znajdują się one po lewej stronie układu okresowego. Są one zgrupowane, ponieważ mają pewne właściwości fizyczne i chemiczne. Na przykład metale są gęste, błyszczące, są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności i łatwo tracą elektrony w reakcjach chemicznych. Natomiast niemetale mają przeciwne właściwości. Nie są gęste, nie przewodzą ciepła i elektryczności i mają tendencję do pozyskiwania elektronów zamiast ich oddawania. Kiedy patrzymy na układ okresowy, widzimy, że większość niemetali jest zgrupowana po prawej stronie. Są to pierwiastki takie jak hel, węgiel, azot i tlen.
Czym są metale ciężkie?
Lista metali jest dość liczna. Niektóre z nich mogą akumulować się w organizmie i nie wyrządzać szkody, jak na przykład naturalny stront (formuła Sr), który jest analogiem wapnia, ponieważ produktywnie odkłada się w tkance kostnej. Które z nich nazywane są ciężkimi i dlaczego? Rozważ cztery przykłady: ołów, miedź, rtęć i arsen.
Gdzie znajdują się te elementy i jak wpływają na środowisko i zdrowie ludzi? Ciężkimetale to metaliczne, naturalnie występujące związki, które mają bardzo dużą gęstość w porównaniu z innymi metalami – co najmniej pięciokrotnie większą gęstość niż woda. Są toksyczne dla ludzi. Nawet małe dawki mogą prowadzić do poważnych konsekwencji.
- Ołów. Jest to metal ciężki, który jest toksyczny dla ludzi, zwłaszcza dzieci. Zatrucie tą substancją może prowadzić do problemów neurologicznych. Chociaż kiedyś był bardzo atrakcyjny ze względu na swoją elastyczność, wysoką gęstość i zdolność pochłaniania szkodliwego promieniowania, ołów został wycofany na wiele sposobów. Ten miękki, srebrzysty metal znajdujący się na Ziemi jest niebezpieczny dla ludzi i z czasem gromadzi się w ciele. Najgorsze jest to, że nie możesz się go pozbyć. Siedzi tam, gromadzi się i stopniowo zatruwa organizm. Ołów jest toksyczny dla układu nerwowego i może powodować poważne uszkodzenia mózgu u dzieci. Był szeroko stosowany w XIX wieku do tworzenia makijażu, a do 1978 roku był używany jako jeden ze składników farby do włosów. Obecnie ołów jest używany głównie w dużych bateriach, jako osłony rentgenowskie lub jako izolacja materiałów radioaktywnych.
- Miedź. Jest to czerwonobrązowy heavy metal, który ma wiele zastosowań. Miedź jest nadal jednym z najlepszych przewodników elektryczności i ciepła, a wiele przewodów elektrycznych jest wykonanych z tego metalu i pokrytych plastikiem. Z tego elementu układu okresowego wyrabiane są również monety, w większości drobne monety. Ostre zatrucie miedzią jest rzadkie, ale podobnie jak ołów, może gromadzić się w tkankach, prowadząc ostatecznie do toksyczności. Zagrożone są również osoby narażone na duże ilości miedzi lub pyłu miedzianego.
- Merkury. Metal ten jest toksyczny w każdej postaci i może nawet zostać wchłonięty przez skórę. Jego wyjątkowość polega na tym, że jest płynny w temperaturze pokojowej, bywa nazywany „szybkim srebrem”. Widać to w termometrze, ponieważ jako ciecz pochłania ciepło, zmieniając objętość przy nawet najmniejszej różnicy temperatur. Pozwala to rtęci unosić się lub opadać w szklanej rurce. Ponieważ ta substancja jest silną neurotoksyną, wiele firm przechodzi na termometry alkoholowe w kolorze czerwonym.
- Arszenik. Od czasów rzymskich aż do epoki wiktoriańskiej arszenik uważany był za „król trucizn”, a także „truciznę królów”. Historia jest pełna niezliczonych przykładów zarówno członków rodziny królewskiej, jak i zwykłych ludzi, którzy popełniają morderstwa dla osobistych korzyści, używając związków arsenu, które były bezwonne, bezbarwne i pozbawione smaku. Pomimo wszystkich negatywnych wpływów metaloid ten ma również swoje zastosowanie, nawet w medycynie. Na przykład trójtlenek arsenu jest bardzo skutecznym lekiem stosowanym w leczeniu osób z ostrą białaczką promielocytową.
Co to jest metal szlachetny?
Metal szlachetny to metal, którymoże być rzadki lub trudny do zdobycia i bardzo cenny ekonomicznie. Jaka jest lista metali szlachetnych? W sumie są trzy:
- Platyna. Pomimo swojej ogniotrwałości jest stosowany w biżuterii, elektronice, samochodach, procesach chemicznych, a nawet medycynie.
- Złoto. Ten szlachetny metal jest używany do wyrobu biżuterii i złotych monet. Ma jednak wiele innych zastosowań. Znajduje zastosowanie w medycynie, produkcji i sprzęcie laboratoryjnym.
- Srebrny. Ten szlachetny metal ma srebrzystobiały kolor i jest bardzo plastyczny. w czystej postaci jest dość ciężki, jest lżejszy niż ołów, ale cięższy niż miedź.
Metale: rodzaje i właściwości
Większość pierwiastków można uznać za metale. Są zgrupowane pośrodku po lewej stronie stołu. Metale to alkaliczne, ziem alkalicznych, przejściowe, lantanowce i aktynowce.
Wszyscy mają kilka cech wspólnych, są to:
- stały w temperaturze pokojowej (z wyłączeniem rtęci);
- zwykle błyszczące;
- wysoka temperatura topnienia;
- dobry przewodnik ciepła i elektryczności;
- niska zdolność jonizacji;
- niska elektroujemność;
- giętki (może przybrać określony kształt);
- plastik (można wciągnąć w drut);
- wysoka gęstość;
- substancja, która traci elektrony w reakcjach.
Lista metali znanych nauce
- lit;
- beryl;
- sód;
- magnez;
- aluminium;
- potas;
- wapń;
- skandium;
- tytan;
- wanad;
- chrome;
- mangan;
- żelazko;
- kob alt;
- nikiel;
- miedź;
- cynk;
- gal;
- rubid;
- stront;
- itr;
- cyrkon;
- niob;
- molibden;
- technet;
- ruten;
- rod;
- pallad;
- srebrny;
- kadm;
- ind;
- copernicus;
- cez;
- bar;
- cyna;
- żelazko;
- bizmut;
- lead;
- rtęć;
- wolfram;
- złoty;
- platyna;
- osm;
- hafn;
- germania;
- iryd;
- niob;
- ren;
- antymon;
- tal;
- tantal;
- Francuski;
- livermorium.
Łącznie znanych jest około 105 pierwiastków chemicznych, z których większość to metale. Te ostatnie są bardzo powszechnym pierwiastkiem w przyrodzie, który występuje zarówno w czystej postaci, jak i jako część różnych związków.
Metale występują we wnętrzu ziemi, można je znaleźć w różnych zbiornikach wodnych, w składzie ciał zwierząt i ludzi, w roślinach, a nawet w atmosferze. W układzie okresowym znajdują się one od litu (metalu o wzorze Li) ikończąc na livermorium (poz.). Stół wciąż jest uzupełniany o nowe elementy, w większości są to metale.
