Нягт нь аливаа материалын төлөв байдлын чухал физик хэмжигдэхүүн юм. Энэ нийтлэлд бид металлын нягт гэж юу вэ гэсэн асуултыг авч үзэх болно, бид химийн элементүүдийн хувьд энэ параметрийн хүснэгтийг өгч, дэлхийн хамгийн нягт металлын тухай ярих болно.
Бид ямар физик шинж чанарын тухай ярьж байна вэ?
Нягт гэдэг нь мэдэгдэж буй эзэлхүүн дэх бодисын хэмжээг тодорхойлдог утга юм. Энэ тодорхойлолтын дагуу үүнийг математикийн хувьд дараах байдлаар тооцоолж болно:
ρ=м/V.
Энэ утгыг Грекийн ρ (ro) үсгээр тэмдэглэнэ үү.
Нягт нь янз бүрийн материалыг харьцуулах боломжтой тул бүх нийтийн шинж чанар юм. Энэ баримтыг ашиглан тэдгээрийг тодорхойлох боломжтой бөгөөд үүнийг Грекийн гүн ухаантан Архимед домогт өгүүлснээр (тэр ρ-ийн үнэ цэнийг хэмжиж, хуурамч алтан титэм байгуулж чадсан юм).
Тухайн материалын энэ параметр нь үндсэн хоёр хүчин зүйлээс хамаарна:
- бодисыг бүрдүүлдэг атом ба молекулуудын массаас;
- атом хоорондын болон молекул хоорондын дундаж зайнаас.
Жишээ нь шилжилтийн металлын аль нь ч (алт, төмөр, ванади, вольфрам) нь нүүрстөрөгчийн бүх материалаас өндөр нягттай байдаг, учир нь сүүлийн атомын масс арав дахин бага байдаг. Өөр нэг жишээ. Графит ба алмаз нь нүүрстөрөгчийн хоёр бүтэц юм. Хоёр дахь нь илүү нягт, учир нь түүний тор дахь атом хоорондын зай бага байна.
Металлын нягт
Энэ бол Менделеевийн үелэх системийн хамгийн том бүлэг юм. Металл гэдэг нь дулаан, цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай, өнгөлсөн үед гадаргуугийн өвөрмөц гялалздаг, хуванцар деформацид орох чадвартай аливаа бодис юм.
Ийм химийн элемент нь азот, хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч зэрэг бодисуудтай харьцуулахад цахилгаан сөрөг чанар багатай байдаг. Энэ баримт нь задгай бүтэц дэх металлын атомууд хоорондоо металлын холбоо үүсгэдэг. Энэ нь эерэг цэнэгтэй ион суурь ба сөрөг электрон хий хоорондын цахилгаан харилцан үйлчлэл юм.
Сансар огторгуй дахь металлын атомууд эмх цэгцтэй бүтэц хэлбэрээр байрладаг бөгөөд үүнийг болор тор гэж нэрлэдэг. Зөвхөн гурван төрөл байдаг:
- куб;
- BCC (бие төвтэй куб);
- HCP (зургаан өнцөгт нягт савласан);
- FCC (нүүр төвтэй куб).
Металлын нягт нь болор торны төрлөөс хамаарах физик хэмжигдэхүүн юм. Хэвийн нөхцөлд байгаа бүх химийн элементүүдийн г / см3-ийн энэ үзүүлэлтийн хүснэгтийг доор харуулав.хатуу төлөв.
Хүснэгтээс харахад металлын нягт нь өргөн хүрээний хэлбэлзэлтэй утга юм. Тиймээс хамгийн сул нь лити бөгөөд ижил хэмжээтэй уснаас хоёр дахин хөнгөн байдаг. Осми ховор металлын нягт нь байгальд хамгийн өндөр байдаг. Энэ нь 22.59г/см3.
Та утгыг яаж олох вэ?
Металлын нягт нь үндсэндээ өөр хоёр аргаар тодорхойлж болох шинж чанар юм:
- туршилтын;
- онолын.
Туршилтын аргууд нь дараах байдалтай байна:
- Биеийн жин ба эзэлхүүнийг шууд хэмжих. Биеийн геометрийн параметрүүд нь мэдэгдэж байгаа бол сүүлийнх нь тооцоолоход хялбар бөгөөд түүний хэлбэр нь призм, пирамид эсвэл бөмбөлөг гэх мэт тохиромжтой.
- Гидростатик хэмжилт. Энэ тохиолдолд 16-р зуунд Галилейгийн зохион бүтээсэн тусгай жинг ашигладаг. Тэдний үйл ажиллагааны зарчим нь маш энгийн: эхлээд үл мэдэгдэх нягттай биеийг агаарт, дараа нь шингэн (ус) -д жинлэнэ. Үүний дараа шаардлагатай утгыг энгийн томъёогоор тооцоолно.
Металлын нягтыг тодорхойлох онолын аргын хувьд болор торны төрөл, түүн доторх атом хоорондын зай, атомын массын талаарх мэдлэг шаарддаг нэлээн энгийн арга юм. Дараа нь osmium-ийн жишээн дээр бид энэ аргыг хэрхэн ашигладаг болохыг харуулах болно.
Ховор металлын осмиумын нягт
Тэрманай гариг дээр ул мөр хэмжээгээр олддог. Ихэнхдээ энэ нь иридиум, цагаан алт бүхий хайлш хэлбэрээр, түүнчлэн исэл хэлбэрээр олддог. Осми нь a=2.7343 ба c=4.32 angstroms параметр бүхий hcp тортой. Нэг атомын дундаж масс m=190.23 amu
Дээрх тоонууд нь ρ-ийн утгыг тодорхойлоход хангалттай. Үүнийг хийхийн тулд нягтын анхны томьёог ашиглаж, нэг зургаан өнцөгт призм зургаан атом агуулдаг гэдгийг анхаарч үзээрэй. Үүний үр дүнд бид ажлын томъёонд хүрлээ:
ρ=4м/(√3a2c).
Дээр бичсэн тоонуудыг орлуулж, хэмжээсийг нь харгалзан үзвэл бид үр дүнд хүрнэ: ρ=22 579 кг/м3.
Тиймээс ховор металлын нягт нь 22.58 г/см3 байгаа нь туршилтаар хэмжсэн хүснэгтийн утгатай тэнцүү байна.
