Хүмүүсийн хэрэгцээнд ашиглаж сурсан анхны материал бол чулуу юм. Гэсэн хэдий ч хожим нь хүн металлын шинж чанарыг мэддэг болсон үед чулуу нэлээд хойшоо хөдөлсөн. Эдгээр бодис, тэдгээрийн хайлш нь хүмүүсийн гарт байгаа хамгийн чухал, гол материал болжээ. Тэднээс гэр ахуйн эд зүйлс, хөдөлмөрийн багаж хэрэгсэл хийж, байр барьсан. Тиймээс энэ нийтлэлд бид метал гэж юу болох, ерөнхий шинж чанар, шинж чанар, хэрэглээ нь өнөөг хүртэл хамааралтай болохыг авч үзэх болно. Чулуун зэвсгийн дараа шууд утгаараа зэс, хүрэл, төмөр зэрэг бүхэл бүтэн металл галактик дагалдаж ирсэн.
Метал: ерөнхий шинж чанар
Эдгээр энгийн бодисын бүх төлөөлөгчийг юу нэгтгэдэг вэ? Мэдээжийн хэрэг, энэ бол тэдний талст торны бүтэц, химийн бондын төрөл, атомын электрон бүтцийн онцлог юм. Эцсийн эцэст, хүн эдгээр материалыг ашиглах үндсэн физик шинж чанаруудаас үүдэлтэй.
Юуны өмнө металлыг үечилсэн системийн химийн элемент гэж үзье. Тэдгээр нь нэлээд чөлөөтэй байрладаг бөгөөд өнөөг хүртэл мэдэгдэж байгаа 115 эсийн 95-ыг эзэлдэг. Ерөнхийдөө тэдгээрийн байршлын хэд хэдэн онцлог байдаг.систем:
- Тэд хөнгөн цагаанаас эхлээд I ба II, түүнчлэн III бүлгийн үндсэн дэд бүлгүүдийг бүрдүүлдэг.
- Бүх хоёрдогч дэд бүлгүүд зөвхөн металлаас тогтоно.
- Тэдгээр нь бороос астатин хүртэлх нөхцөлт диагональ доор байрладаг.
Ийм өгөгдөл дээр үндэслэн системийн баруун дээд хэсэгт металл бус бодисууд хуримтлагдаж, үлдсэн орон зай нь бидний авч үзэж буй элементүүдэд харьяалагддаг болохыг хялбархан харж болно.
Тэд бүгд атомын электрон бүтцийн хэд хэдэн онцлогтой:
- Том атомын радиус, үүний үр дүнд гаднах электрон ба цөмийн хоорондын холбоо сулардаг тул металууд үүнийг амархан гадагшлуулж, ангижруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
- Гадна энергийн давхаргад цөөн тооны электронууд.
- Дээшээс доош чиглэсэн бүлэгт элементүүдийн металл шинж чанар сайжирч, зүүнээс баруун тийш шилжих явцад эсрэгээрээ суларч байна. Тэгэхээр хамгийн хүчтэй металл бус нь фтор, хамгийн сул нь франц юм.
Металл ба металл бусын ерөнхий шинж чанар нь тэдгээрийн бүтцийн хэв шинжийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Тиймээс эхнийх нь болор тор нь металл, онцгой шинж чанартай байдаг. Түүний зангилаанууд нь нэг дор хэд хэдэн төрлийн бөөмс агуулдаг:
- ион;
- атом;
- электрон.
Электрон хий гэж нэрлэгддэг нийтлэг үүл дотор хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь эдгээр бодисын бүх физик шинж чанарыг тайлбарладаг. Тэдэнтэй ижил нэртэй металлын химийн холбооны төрөл.
Физик шинж чанар
Бүх металлыг нэгтгэдэг хэд хэдэн параметрүүд байдаг. Тэдний биеийн ерөнхий шинж чанаршинж чанарууд нь иймэрхүү харагдаж байна.
- Металл гялалзуулна. Энэ бүлгийн бодисын бүх төлөөлөгчид үүнийг эзэмшдэг. Үүний зэрэгцээ ихэнх хэсэг нь нэг долгионы урттай гэрлийг тусгадаг тул зөөлөн цагаан мөнгөн өнгө ялгаруулдаг. Гэхдээ зарим нь (алт, зэс, олон хайлш) шар өнгөтэй байдаг.
- Уян хатан чанар, уян хатан чанар. Энэ параметр нь металлын хувьд мөн адил байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ үндэслэлийн ерөнхий шинж чанар нь бүрэн үнэн зөв биш юм, учир нь төлөөлөгчдийн дунд маш зөөлөн, уян хатан, уян хатан байдаг бөгөөд маш эмзэг байдаг. Хамгийн уян хатан, уян хатан нь алт, мөнгө, зэс, хөнгөн цагаан болон бусад юм. Бага уян хатан - цагаан тугалга, хар тугалга, манган болон бусад.
- Цахилгаан ба дулаан дамжилтын илтгэлцүүр. Үүнийг үл хамаарах бүх төлөөлөгчид эзэмшдэг. Металл нь эхний төрлийн дамжуулагч юм.
- Өндөр хайлах болон буцалгах цэг. Үүний үндсэн дээр тэдгээрийг галд тэсвэртэй (1500 градусаас дээш температур), хайлдаг - заасан хэмжээнээс доогуур гэж хуваадаг.
- Хөнгөн ба хүнд металлыг нягтралаас нь хамааруулан. Энэ нь бага байх тусам элементийн атомын жин бага байх болно. Хамгийн хөнгөн нь лити, хамгийн хүнд нь осми юм.
- Хатуулаг. Энэ үзүүлэлтийн дээд амжилтыг эзэмшигч нь хром бөгөөд хамгийн зөөлөн нь цезий бөгөөд гарт хайлдаг.
Жагсаалтад орсон параметрүүд нь металлын ерөнхий шинж чанар, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг нэг том гэр бүлд нэгтгэдэг бүх зүйл юм. Гэсэн хэдий ч дүрэм бүрт үл хамаарах зүйлүүд байдаг гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Түүнээс гадна ийм төрлийн элементүүд хэтэрхий олон байдаг. Тиймээс гэр бүл дотрооТөрөл бүрийн бүлэгт хуваагдсан хэсгүүд байдаг бөгөөд бид үүнийг доор авч үзэх бөгөөд тэдгээрийн онцлог шинж чанаруудыг зааж өгөх болно.
Химийн шинж чанар
Хими шинжлэх ухааны үүднээс авч үзвэл бүх металлууд нь ангижруулагч бодис юм. Бас маш хүчтэй. Гаднах түвшин дэх электрон цөөн, атомын радиус том байх тусам металл нь заасан параметрийн дагуу илүү хүчтэй болно.
Үүний үр дүнд металууд нь:
- металл бус;
- ус;
- хүчил;
- шүлттэй (амфотер металлууд);
- оксид;
- сул металлын давс.
Энэ бол зөвхөн химийн шинж чанарын ерөнхий тойм юм. Эцсийн эцэст бүлэг элемент бүрийн хувьд тэдгээр нь зөвхөн хувь хүн юм.
Шүлтлэг шороон металл
Шүлтлэг шороон металлын ерөнхий шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна:
- Гадаад түвшинд хоёр электронтой байна.
- Эдгээр нь бериллийг эс тооцвол үечилсэн системийн үндсэн дэд бүлгийн хоёрдугаар бүлгийг бүрдүүлдэг.
- Хэвийн нөхцөлд эдгээр нь хутгаар зүсэх боломжгүй хатуу бодис юм.
- Энгийн металлын өнгө нь агаарт исэлдүүлсэн хальсаар бүрхэгдсэн мөнгөн саарал өнгөтэй.
- Тэдний химийн идэвхжил өндөр, магниас радиум хүртэл нэмэгддэг.
- Байгальд өргөн тархсан ялангуяа кальци. Энгийн хэлбэрээр тэдгээр нь өндөр идэвхжилтэй учир олддоггүй ч хүний хувьд чухал ач холбогдолтой олон төрлийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
- Биологийн ач холбогдолтой. Кальци, магни нь хүний биеийн чухал элементүүд болонамьтад. Магни нь мөн ургамлын хлорофилийн нэг хэсэг юм.
Тиймээс шүлтлэг шороон металлууд нь s-гэр бүлийн нийтлэг элементүүд бөгөөд химийн өндөр идэвхжилтэй бөгөөд хүчтэй бууруулагч бодис, бие махбод дахь биологийн үйл явцын чухал оролцогчид юм.
Шүлтлэг металл
Шүлтлэг металлын ерөнхий шинж чанар нь нэрнээс нь эхэлдэг. Тэд үүнийг усанд уусгах чадвартай, шүлтүүд - идэмхий гидроксид үүсгэдэг тул хүлээн авсан. Устай харьцах урвал нь маш хүчтэй, заримдаа шатамхай байдаг. Эдгээр бодисууд нь байгальд чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй, учир нь тэдгээрийн химийн идэвхжил хэт өндөр байдаг. Тэд агаар, усны уур, металл бус, хүчил, исэл, давс гэх мэт бараг бүх зүйлтэй урвалд ордог.
Энэ нь тэдний цахим бүтэцтэй холбоотой. Гаднах түвшинд зөвхөн нэг электрон байдаг бөгөөд тэд үүнийг амархан өгдөг. Эдгээр нь хамгийн хүчтэй бууруулагч бодисууд тул тэдгээрийг цэвэр хэлбэрээр нь олж авахад нэлээд хугацаа шаардагддаг. Үүнийг 18-р зуунд натрийн гидроксидын электролизээр Хамфри Дэви анх хийжээ. Одоо энэ бүлгийн бүх төлөөлөгчдийг энэ аргаар олборлож байна.
Шүлтлэг металлын ерөнхий шинж чанар нь үечилсэн системийн үндсэн дэд бүлгийн эхний бүлгийг бүрдүүлдэгт оршдог. Эдгээр нь бүгд хүний хэрэглэдэг байгалийн олон үнэт нэгдлүүдийг үүсгэдэг чухал элементүүд юм.
d- болон f-гэр бүлийн металлын ерөнхий шинж чанар
Энэ бүлгийн элементүүдэд бүгд багтанаисэлдэлт нь янз бүр байж болно. Энэ нь нөхцлөөс хамааран метал нь исэлдүүлэгч болон бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг гэсэн үг юм. Ийм элементүүд нь урвалд орох чадвартай байдаг. Тэдгээрийн дотор амфотерийн бодисууд их байна.
Эдгээр бүх атомын нийтлэг нэр нь шилжилтийн элементүүд юм. Тэд өөрсдийн шинж чанарын хувьд s-бүлэгт хамаарах ердийн металл ба p-бүлэгт хамаарах металл бус хоёрын дунд яг л яг голд нь оршдог тул үүнийг хүлээн авсан.
Шилжилтийн металлын ерөнхий шинж чанар нь тэдгээрийн ижил төстэй шинж чанарыг илэрхийлдэг. Тэдгээр нь дараах байдалтай байна:
- гадна түвшинд олон тооны электронууд;
- том атомын радиус;
- хэд хэдэн исэлдэлтийн төлөв (+3-аас +7 хүртэл);
- валент электронууд d- эсвэл f-дэд түвшинд байна;
- системийн 4-6 том үеийг бүрдүүлнэ.
Энгийн бодис болохын хувьд энэ бүлгийн металлууд нь маш бат бөх, уян хатан, уян хатан байдаг тул үйлдвэрлэлийн хувьд маш чухал ач холбогдолтой.
Тогтмол системийн хажуугийн дэд бүлгүүд
Хоёрдогч дэд бүлгийн металлын ерөнхий шинж чанар нь шилжилтийн үеийнхтэй бүрэн давхцдаг. Энэ нь гайхмаар зүйл биш юм, учир нь үнэндээ энэ нь яг ижил зүйл юм. Зүгээр л системийн хажуугийн дэд бүлгүүдийг d- ба f-гэр бүлийн төлөөлөгчид, өөрөөр хэлбэл шилжилтийн металлууд яг нарийн бүрдүүлдэг. Тиймээс бид эдгээр ойлголтыг ижил утгатай гэж хэлж болно.
Тэдгээрийн хамгийн идэвхтэй бөгөөд чухал нь скандиас цайр хүртэлх 10 төлөөлөгчийн эхний эгнээ юм. Эдгээр нь бүгд үйлдвэрлэлийн чухал ач холбогдолтой бөгөөд ихэвчлэн байдагхүн, ялангуяа хайлуулахад ашигладаг.
Хайлш
Металл ба хайлшийн ерөнхий шинж чанар нь эдгээр бодисыг хаана, хэрхэн ашиглах боломжтойг ойлгох боломжийг олгодог. Сүүлийн хэдэн арван жилд ийм нэгдлүүд асар их өөрчлөлтийг авчирсан, учир нь чанараа сайжруулахын тулд улам олон шинэ нэмэлтүүдийг олж, нэгтгэж байна.
Өнөөдрийн хамгийн алдартай хайлшууд нь:
- гуулин;
- дуралюминий;
- цутгамал;
- ган;
- хүрэл;
- ялах болно;
- nichrome болон бусад.
Хайлш гэж юу вэ? Энэ нь тусгай зуухны төхөөрөмжид хайлуулах замаар олж авсан металлын холимог юм. Үүнийг бүрдүүлдэг цэвэр бодисоос шинж чанараараа давуу бүтээгдэхүүн авахын тулд үүнийг хийдэг.
Металл ба металл бус шинж чанаруудын харьцуулалт
Хэрэв бид ерөнхий шинж чанаруудын талаар ярих юм бол металл ба металл бус шинж чанарууд нь нэг чухал зүйлээр ялгаатай байх болно: сүүлийнх нь физик, химийн шинж чанараараа маш их ялгаатай тул ижил төстэй шинж чанаруудыг ялгах боломжгүй юм.
Тиймээс метал бусд ийм шинж чанарыг бий болгох боломжгүй юм. Зөвхөн бүлэг тус бүрийн төлөөлөгчдийг тусад нь авч үзэж, шинж чанарыг нь тайлбарлах боломжтой.
