FYSISKE OG KJEMISKE EGENSKAPER TIL METALLER - KJEMI - 2026

De egenskapene til metaller, både fysiske og kjemiske, er nøkkelen til bygging av utallige gjenstander og ingeniørarbeider, samt dekorative ornamenter i ulike kulturer og feiringer.

Siden uminnelige tider har de vekket nysgjerrighet for sitt attraktive utseende, og kontrasterer bergens uklarhet. Noen av disse mest verdsatte egenskapene er blant annet høy motstand mot korrosjon, lav tetthet, stor hardhet og seighet og elastisitet.

Metaller er gjenkjennelig ved første øyekast av sine blanke og vanligvis sølvfargede overflater. Kilde: George Becker via Pexels.

I kjemi er han mer interessert i metaller fra et atomperspektiv: atferden til ionene deres mot organiske og uorganiske forbindelser. På samme måte kan salter fremstilles fra metaller til veldig spesifikk bruk; for eksempel kobber- og gullsalter.

Imidlertid var det de fysiske egenskapene som først betatt menneskeheten. Generelt er de preget av å være holdbare, noe som spesielt gjelder for edelmetaller. Dermed ble alt som lignet gull eller sølv ansett som verdifullt; mynter, juveler, juveler, kjeder, statuer, plater, etc. ble laget.

Metaller er de mest tallrike elementene i naturen. Bare se på det periodiske systemet for å bekrefte at nesten alle elementene er metalliske. Takket være dem var det materiale tilgjengelig for å lede elektrisk strøm i elektroniske apparater; det vil si at de er arteriene i teknologi og beinene til bygninger.

Fysiske egenskaper til metaller

De fysiske egenskapene til metaller er de som definerer og differensierer dem som materialer. Det er ikke nødvendig at de gjennomgår noen transformasjon forårsaket av andre stoffer, men av fysiske handlinger som å varme dem opp, deformere dem, polere dem eller bare se på dem.

Brilliance

De aller fleste metaller er blanke, og har også gråaktig eller sølvfarger. Det er noen unntak: kvikksølv er svart, kobber er rødlig, gull er gyldent, og osmium viser noen blålige fargetoner. Denne lysstyrken skyldes interaksjoner mellom fotoner og overflaten som er elektronisk delokalisert av den metalliske bindingen.

hardhet

Metaller er harde, bortsett fra alkaliske og noen andre. Dette betyr at en metallstang vil kunne klø på overflaten den berører. Når det gjelder alkalimetaller, for eksempel rubidium, er de så myke at de kan skrapes av med en negle; i det minste før de begynner å korrodere kjøttet.

Formbarhet

Metaller er vanligvis formbare ved forskjellige temperaturer. Når de blir truffet, og hvis de deformeres eller knuses uten å sprekke eller smuldre, sies metallet å være formbart og utviser formbarhet. Ikke alle metaller er formbare.

duktilitet

Metaller, i tillegg til å være formbare, kan være behagelig. Når et metall er duktilt, er det i stand til å gjennomgå deformasjoner i samme retning, og bli som om det er en tråd eller ledning. Hvis det er kjent at et metall kan omsettes i kabelhjul, kan vi bekrefte at det er et duktilt metall; for eksempel kobber- og gulltråder.

Syntetiske gullkrystaller. Alchemist-hp (snakk) www.pse-mendelejew.de

Termisk og elektrisk ledningsevne

Metaller er gode ledere av både varme og strøm. Blant de beste varmeledere har vi aluminium og kobber; mens de som leder strøm best er sølv, kobber og gull. Derfor er kobber et metall som er høyt verdsatt i industrien for sin utmerkede termiske og elektriske ledningsevne.

Kobberledninger. Scott ehardt

sonority

Metaller er lydmaterialer. Hvis to metalldeler blir truffet, vil det bli produsert en karakteristisk lyd for hvert metall. Eksperter og elskere av metaller er faktisk i stand til å skille dem ved lyden de gir ut.

Høye smelte- og kokepunkter

Metaller tåler høye temperaturer før smelting. Noen metaller, for eksempel wolfram og osmium, smelter ved temperaturer på henholdsvis 3422 ºC og 3033 ºC. Sink (419,5 ºC) og natrium (97,79 ºC) smelter imidlertid ved veldig lave temperaturer.

Blant alt er cesium (28,44 ºC) og gallium (29,76 ºC) de som smelter ved de laveste temperaturene.

Fra disse verdiene kan man få en ide om hvorfor en elektrisk lysbue brukes i sveiseprosesser og intense blitz forårsakes.

På den annen side indikerer de høye smeltepunktene at alle metaller er faste ved romtemperatur (25 ° C); Med unntak av kvikksølv, det eneste metallet og et av få kjemiske elementer som er flytende.

Kvikksølv i flytende form. Bionerd

legeringer

Selv om ikke som en slik fysisk egenskap, kan metaller blande seg med hverandre, forutsatt at atomene deres klarer å tilpasse seg til å lage legeringer. Dette er således faste blandinger. Ett par metaller kan legeres lettere enn et annet; og noen kan faktisk ikke legeres i det hele tatt på grunn av den lave tilhørigheten mellom dem.

Kobber "kommer sammen" med tinn, og blander med det for å danne bronse; eller med sink, for å danne messing. Legeringer tilbyr flere alternativer når metaller alene ikke kan oppfylle de nødvendige egenskapene for en applikasjon; som når du vil kombinere lettheten av ett metall med holdbarheten til et annet.

Kjemiske egenskaper

Kjemiske egenskaper er de som er iboende for deres atomer, og hvordan de interagerer med molekyler utenfor miljøet for å slutte å være metaller, og dermed omdannes til andre forbindelser (oksider, sulfider, salter, organometalliske komplekser, etc.). Det handler da om deres reaktivitet og deres strukturer.

Strukturer og lenker

Metaller, i motsetning til ikke-metalliske elementer, er ikke gruppert som molekyler, MM, men som et nettverk av M-atomer som holdes sammen av deres ytre elektroner.

I denne forstand forblir de metalliske atomene sterkt forenet av et "hav av elektroner" som bader dem, og de går overalt; det vil si at de er delokalisert, de er ikke festet i noen kovalent binding, men de utgjør den metalliske bindingen. Dette nettverket er veldig ryddig og repeterende, så vi har metalliske krystaller.

Metalliske krystaller i forskjellige størrelser og full av ufullkommenheter og deres metalliske binding er ansvarlige for de observerte og målte fysiske egenskapene til metaller. At de er fargerike, lyse, gode dirigenter og lyd skyldes deres struktur og deres elektroniske delokalisering.

Det er krystaller der atomene er mer komprimert enn andre. Derfor kan metaller være like tette som bly, osmium eller iridium; eller så lett som litium, til og med i stand til å flyte på vann før du reagerer.

Korrosjon

Metaller er utsatt for korrodering; selv om flere av dem unntaksvis kan motstå det under normale forhold (edelmetaller). Korrosjon er en progressiv oksidasjon av metalloverflaten, som ender opp med å smuldre, forårsaker flekker og hull som ødelegger den blanke overflaten, så vel som andre uønskede farger.

Metaller som titan og iridium har en høy motstand mot korrosjon, siden laget av de dannede oksydene ikke reagerer med fuktighet, og heller ikke lar oksygen trenge inn i det indre av metallet. Og av de enkleste metaller å korrodere har vi jern, hvis rust er ganske gjenkjennelig av sin brune farge.

Reduserende midler

Noen metaller er utmerkede reduksjonsmidler. Dette betyr at de gir fra seg elektronene sine til andre elektronhungrige arter. Resultatet av denne reaksjonen er at de ender med å bli kationer, M ^{n +} , hvor n er oksidasjonstilstanden til metallet; det vil si den positive ladningen, som kan være flerverdig (større enn 1+).

For eksempel brukes alkalimetaller for å redusere noen oksider eller klorider. Når dette skjer med natrium, Na, mister det sitt eneste valenselektron (fordi det tilhører gruppe 1) for å bli et natriumion eller kation, Na ⁺ (monovalent).

Tilsvarende med kalsium, Ca (gruppe 2), som mister to elektroner i stedet for bare en og forblir som en divalent kation Ca ²⁺ .

Metaller kan brukes som reduksjonsmiddel fordi de er elektropositive elementer; det er mer sannsynlig at de gir opp elektronene sine enn å hente dem fra andre arter.

reaktivitet

Når det er sagt at elektronene har en tendens til å miste elektroner, er det å forvente at de i alle sine reaksjoner (eller de fleste) ender opp med å transformere til kationer. Nå samhandler tilsynelatende disse kationene med anioner for å generere et bredt spekter av forbindelser.

For eksempel reagerer alkali og jordalkalimetaller direkte (og eksplosivt) med vann for å danne hydroksider, M (OH) _n , dannet av M ^{n +} og OH ^- ioner , eller ved M-OH bindinger.

Når metaller reagerer med oksygen ved høye temperaturer (som de som ble oppnådd ved hjelp av en flamme), de transformere inn i M ₂ O _n oksider (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃ , etc.). Dette er fordi vi har oksygen i luften; men også nitrogen, og noen metaller kan danne en blanding av oksider og nitrider, M ₃ N _n (TiN, AlN, GaN, Be ₃ N ₂ , Ag ₃ N, etc.).

Metaller kan angripes av sterke syrer og baser. I det første tilfellet oppnås salter, og i det andre igjen hydroksider eller basiske komplekser.

Oksidlaget som dekker noen metaller forhindrer syrer i å angripe metallet. Saltsyre kan for eksempel ikke løse opp alle metaller som danner deres respektive metallklorider, oppløselige i vann.

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
3. Hjemmevitenskapsverktøy. (2019). Metals Science Lesson. Gjenopprettet fra: learning-center.homesciencetools.com
4. Rosen Publishing Group. (2019). Metaller. Gjenopprettet fra: pkphysicalscience.com
5. Toppr. (SF). Kjemiske egenskaper for metaller og ikke-metaller. Gjenopprettet fra: toppr.com
6. Wikipedia. (2019). Metall. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org