Метали: общи характеристики на металите и сплавите

Първият материал, който хората се научили да използва за техните нужди, е камък. Но по-късно, когато човек узнал свойствата на металите, камъкът се преместил далеч назад. Тези вещества и техните сплави са станали най-важният и основен материал в ръцете на хората. От тях се произвеждат предмети от ежедневието, инструменти на труда и се построяват помещения. Ето защо в тази статия ще разгледаме какви са металите, общата характеристика, свойствата и приложението на които са толкова актуални и до днес. В края на краищата буквално точно зад каменния век, последвано от цяла галактика от метал - мед, бронз и желязо.

Метали: обща характеристика

Какво обединява всички представители на тези прости вещества? Разбира се, това е структурата на тяхната кристална решетка, видовете химически връзки и характеристиките на електронната структура на атома. В края на краищата, от това и характерните физични свойства, които са в основата на използването на тези материали от човека.

На първо място, нека разгледаме металите като химически елементи на периодичната система. В него те се намират доста свободно, като заемат 95 клетки от сега известната 115. Има няколко характеристики на тяхното местоположение в общата система:

• Създайте основните подгрупи от групи I и II, както и III, като започнете с алуминий.
• Всички подгрупи се състоят само от метали.
• Те са разположени под условния диагонал от бор до астатин.

Въз основа на тези данни е лесно да се види, че неметалните елементи се събират в горната дясна част на системата, а останалата част от пространството принадлежи на елементите, които обмисляме.

Всички те имат няколко свойства на електронната структура на атома:

• Големият атомен радиус, в резултат на което връзката между външния електронен и ядрото отслабва, така че металите лесно могат да се откажат, действайки като реставратори.
• Малък брой електрони на външния енергиен слой.
• В групата отгоре надолу метални свойства елементите се усилват, а в периода от ляво на дясно, напротив, отслабват. Така че, най-силният неметал е флуорид, а слабият е Франция.

Общите характеристики на метали и неметали ни позволяват да разкрием модели в тяхната структура. Така че кристалната решетка на първата е метална, специална. На неговите възли има няколко типа частици:

• йони;
• атома;
• електрони.

Вътре се натрупва общ облак, наречен електронов газ, който обяснява всички физични свойства на тези вещества. Вид химична връзка в метали със същото име с тях.

Физични свойства

Има редица параметри, които обединяват всички метали. Общата характеристика на техните физични свойства е както следва.

• Метален блясък. Тя има всички представители на тази група вещества. В същото време повечето отразяват светлината на една дължина на вълната, така че излъчва мек бял сребърен цвят. Но някои (злато, мед, много сплави) блестят с жълт оттенък.
• Ковкост и пластичност. Този параметър е присъщ и на металите. Общата характеристика на тази характеристика обаче не е напълно точна, тъй като сред представителите има много мека, гъвкава и гъвкава и има достатъчно крехкост, за да бъде машинно обработена. Най-ковък и пластмаса - злато, сребро, мед, алуминий и други. По-малко гъвкави - калай, олово, манган и други.
• Електрическа и топлопроводимост. Тя се радва на всички представители без изключение. Металите принадлежат на диригентите от първия вид.
• Точки на висока топене и кипене. На тази основа те са разделени на огнеупорни (температура над 1500 градуса), разтопими - под тази цифра.
• Светлина и тежки метали в зависимост от тяхната плътност. Колкото по-малка е, толкова по-малко е атомното тегло на елемента. Най-лесният е литият, а тежкият е осмият.
• Твърдост. Рекордерът за този индикатор е хром, а най-мек е цезият, той се топи в ръцете.

Изброените параметри - това е общата характеристика на металите, т.е. всичко, което ги обединява в едно голямо семейство. Трябва обаче да се разбере, че съществуват изключения от някое правило. Освен това има твърде много елементи от този вид. Следователно, в самата фамилия има различни подразделения в различни групи, които ще разгледаме по-долу и за които ние посочваме характерните черти.

Химични свойства

От гледна точка на науката за химия, всички метали са редуциращи агенти. И много силен. Колкото по-малко са електроните на външното ниво и колкото е по-голям атомният радиус, толкова по-силен е металът над определения параметър.

В резултат металите са в състояние да реагират с:

• неметали;
• вода;
• киселини;
• с алкали (амфотерни метали);
• оксиди;
• соли на по-слаби метали.

Това е само общ преглед на химичните свойства. В крайна сметка за всяка група елементи те са строго индивидуални.

Алкални земни метали

Общата характеристика на алкалоземните метали е, както следва:

• Те имат два електрона на външното ниво.
• Създайте втората група от основната подгрупа на периодичната система, с изключение на берилий.
• При нормални условия това е така твърди частици, не реже с нож.
• Цветът на обикновените метали е сребристо-сив, във въздуха те са покрити с оксиден филм.
• Химическата им активност е висока, увеличавайки се от магнезий до радий.
• В природата са широко разпространени, особено калций. В проста форма, те не се срещат поради висока активност, но образуват много различни, важни съединения за хората.
• Имат голямо значение в биологичния план. Калцият и магнезий са важни микроелементи на човешкото и животинското тяло. Магнезият също е част от хлорофила на растенията.

По този начин, алкалоземните метали са общи елементи на s-семейството, проявяват висока химическа активност и са силни редуциращи агенти и важни участници в биологичните процеси в организма.

Алкални метали

Общи характеристики алкални метали започва с името си. Приема се за способността му да се разтваря във вода, образувайки алкали - каустични хидроксиди. Реакциите с вода са много турбулентни, понякога с възпаление. В свободна форма в природата тези вещества не се откриват, защото тяхната химическа активност е твърде висока. Те реагират с въздух, водни пари, неметали, киселини, оксиди и соли, т.е. практически всичко.

Това се дължи на тяхната електронна структура. На външното ниво има само един електрон, който те лесно дават. Това са най-мощните редуктори, поради което им е отнело доста време да ги получат в чиста форма. Това е направено за пръв път от Гемфри Дейви през 18-ти век чрез електролиза на натриев хидроксид. Сега всички представители на тази група се извличат по този начин.

Общата характеристика на алкалните метали също се крие във факта, че те представляват първата група от основната подгрупа на периодичната система. Всички те са важни елементи, образуващи много ценни природни съединения, използвани от човека.

Общи характеристики на металите на d- и f-семейства

Към тази група елементи са всички, чиято степен на окисление може да варира. Това означава, че в зависимост от условията, металът може да действа както като окислител, така и като редуктор. Тези елементи имат голяма способност да реагират. Сред тях има голям брой амфотерни вещества.

Общото име на всички тези атоми е преходните елементи. Те са го взели за факта, че според проявените свойства те наистина стоят в средата, между типичните метали на s-семейството и неметалите на р-семейството.

Общата характеристика на преходните метали предполага обозначаване на подобни свойства. Те са както следва:

• голям брой електрони на външно ниво;
• голям атомен радиус;
• няколко степени на окисляване (от +3 до +7);
• валентните електрони са на d- или f-подложка;
• форма 4-6 големи периоди от системата.

Като обикновени вещества, металите от тази група са много силни, гъвкави и ковък, така че те са от голямо промишлено значение.

Подгрупите на периодичната таблица

Общите характеристики на металите на подгрупите напълно съвпадат с тези на преходните подгрупи. И не е изненадващо, в края на краищата, това е напълно едно и също нещо. Само вторичните подгрупи на системата се формират точно от представители на d- и f-семейства, т.е. преходни метали. Ето защо можем да кажем, че тези понятия са синоними.

Най-активните и важни от тях са първият ред от 10 представители от скандий до цинк. Всички те са от голямо промишлено значение и често се използват от човека, особено за топене.

сплави

Общите характеристики на металите и сплавите позволяват да се разбере къде и как е възможно тези вещества да се използват. Такива съединения са претърпели големи трансформации през последните десетилетия, тъй като всички нови добавки се отварят и синтезират, за да се подобри тяхното качество.

Най-известните сплави са:

• месинг;
• дуралуминий;
• чугун;
• стомана;
• бронз;
• ще спечели;
• нихром и други.

Какво представлява сплавта? Това е смес от метали, получена чрез топене на последните в специални пещи. Това се прави, за да се получи продукт, който има по-добри свойства от чистите вещества, които го образуват.

Сравнение на свойствата на металите и неметите

Ако говорим за общи свойства, тогава характеристиките на металите и неметалните елементи ще се различават по една много важна точка: за последната не могат да се разграничат подобни характеристики, тъй като те се различават значително в проявяващите се физически и химически свойства.

Следователно е невъзможно да се създаде подобна характеристика за неметалните. Можете да разгледате индивидуално представителите на всяка група и да опишете техните свойства.