METALLERS FYSISKE OG KEMISKE EGENSKABER - KEMI - 2025

De egenskaber af metaller, både fysiske og kemiske, er nøglen til opførelsen af utallige artefakter og anlægsarbejder samt dekorative ornamenter i forskellige kulturer og fester.

Siden oldtiden har de vakt nysgerrighed for deres attraktive udseende og kontrasterer klippernes uklarhed. Nogle af disse mest værdsatte egenskaber er blandt andet høj modstand mod korrosion, lav densitet, stor hårdhed og sejhed og elasticitet.

Metaller genkendes ved første øjekast ved deres skinnende og normalt sølvfarvede overflader. Kilde: George Becker via Pexels.

I kemi er han mere interesseret i metaller fra et atomperspektiv: opførelsen af ​​deres ioner mod organiske og uorganiske forbindelser. Ligeledes kan salte fremstilles af metaller til meget specifik anvendelse; for eksempel kobber- og guldsalte.

Det var dog de fysiske egenskaber, der først betagede menneskeheden. Generelt er de kendetegnet ved at være holdbare, hvilket især gælder for ædelmetaller. Alt, der lignede guld eller sølv, blev således betragtet som værdifuldt; mønter, juveler, juveler, kæder, statuer, plader osv. blev lavet.

Metaller er de mest rigelige elementer i naturen. Bare kig på det periodiske system for at bekræfte, at næsten alle elementerne er metalliske. Takket være dem var der materialer til rådighed til at lede elektrisk strøm inden for elektroniske apparater; det vil sige, de er teknologiens arterier og bygningernes knogler.

Metallers fysiske egenskaber

De fysiske egenskaber ved metaller er dem, der definerer og differentierer dem som materialer. Det er ikke nødvendigt, at de gennemgår nogen transformation forårsaget af andre stoffer, men af ​​fysiske handlinger som at opvarme dem, deformere dem, polere dem eller blot se på dem.

Brilliance

Langt de fleste metaller er skinnende og har også grålige eller sølvfarver. Der er nogle undtagelser: kviksølv er sort, kobber er rødligt, guld er gyldent, og osmium viser nogle blålige nuancer. Denne lysstyrke skyldes interaktioner mellem fotoner og dens overflade elektronisk delokaliseret af den metalliske binding.

Hårdhed

Metaller er hårde, undtagen alkaliske og nogle andre. Dette betyder, at en metalstang kan ridse den overflade, den berører. I tilfælde af alkalimetaller, såsom rubidium, er de så bløde, at de kan skrabes af med en negle; i det mindste inden de begynder at korrodere kødet.

formbarhed

Metaller er normalt formbare ved forskellige temperaturer. Når de bliver ramt, og hvis de deformeres eller knuses uden at sprække eller smuldre, siges metallet at være formbart og udviser formbarhed. Ikke alle metaller er formbare.

duktilitet

Metaller kan ud over at være formbare også være let. Når et metal er duktilt, er det i stand til at gennemgå deformationer i samme retning og blive som om det var en tråd eller tråd. Hvis det vides, at et metal kan handles med kabelhjul, kan vi bekræfte, at det er et duktilt metal; for eksempel ledninger af kobber og guld.

Syntetiske guldkrystaller. Alchemist-hp (tale) www.pse-mendelejew.de

Termisk og elektrisk ledningsevne

Metaller er gode ledere af både varme og elektricitet. Blandt de bedste ledere af varme har vi aluminium og kobber; mens de der leder elektricitet bedst er sølv, kobber og guld. Derfor er kobber et metal, der er meget værdsat i branchen for sin fremragende termiske og elektriske ledningsevne.

Kobberledninger. Scott ehardt

Sonority

Metaller er lydmaterialer. Hvis to metaldele slås, produceres en karakteristisk lyd for hvert metal. Eksperter og elskere af metaller er faktisk i stand til at skelne dem ved den lyd, de udsender.

Høje smelte- og kogepunkter

Metaller kan modstå høje temperaturer inden smeltning. Nogle metaller, såsom wolfram og osmium, smelter ved temperaturer på henholdsvis 3422 ºC og 3033 ºC. Zink (419,5 ºC) og natrium (97,79 ºC) smelter imidlertid ved meget lave temperaturer.

Blandt alle er cæsium (28,44 ºC) og gallium (29,76 ºC) dem, der smelter ved de laveste temperaturer.

Fra disse værdier kan man få en idé om, hvorfor en elektrisk lysbue bruges i svejseprocesser, og der forårsages intense blitz.

På den anden side indikerer de høje smeltepunkter, at alle metaller er faste ved stuetemperatur (25 ° C); Med undtagelse af kviksølv, det eneste metal og et af de få kemiske elementer, der er flydende.

Kviksølv i flydende form. Bionerd

Legeringer

Skønt ikke som en sådan fysisk egenskab, kan metaller blandes med hinanden, forudsat at deres atomer formår at tilpasse sig til at skabe legeringer. Disse er således faste blandinger. Et par metaller kan legeres lettere end et andet; og nogle kan faktisk ikke legeres overhovedet på grund af den lave affinitet mellem dem.

Kobber "kommer sammen" med tin, blandes med det for at danne bronze; eller med zink til dannelse af messing. Legeringer tilbyder flere alternativer, når metaller alene ikke kan opfylde de krævede egenskaber til en applikation; som når du vil kombinere lethed af et metal med holdbarhed i et andet.

Kemiske egenskaber

Kemiske egenskaber er dem, der er iboende ved deres atomer, og hvordan de interagerer med molekyler uden for deres miljø for at stoppe med at være metaller, at blive andre forbindelser (oxider, sulfider, salte, organometalliske komplekser osv.). Det handler derefter om deres reaktivitet og deres strukturer.

Strukturer og links

Metaller er i modsætning til ikke-metalliske elementer ikke grupperet som molekyler, MM, men som et netværk af M-atomer, der holdes sammen af ​​deres ydre elektroner.

I denne forstand forbliver de metalliske atomer stærkt forenet af et "hav af elektroner", der bader dem, og de går overalt; det vil sige, de er delokaliserede, de er ikke fastgjort i nogen kovalent binding, men de udgør den metalliske binding. Dette netværk er meget ordnet og gentagende, så vi har metalliske krystaller.

Metalliske krystaller i forskellige størrelser og fuld af ufuldkommenheder og deres metalliske binding er ansvarlige for de observerede og målte fysiske egenskaber for metaller. Det faktum, at de er farverige, lyse, gode ledere og lyd skyldes deres struktur og deres elektroniske delokalisering.

Der er krystaller, hvor atomerne er mere komprimeret end andre. Derfor kan metaller være lige så tæt som bly, osmium eller iridium; eller så let som lithium, endda i stand til at flyde på vandet, før det reagerer.

Korrosion

Metaller er modtagelige for korrodering; skønt flere af dem undtagelsesvis kan modstå det under normale forhold (ædelmetaller). Korrosion er en progressiv oxidation af metaloverfladen, som ender med at smuldre, hvilket forårsager pletter og huller, der ødelægger dens skinnende overflade samt andre uønskede farver.

Metaller såsom titanium og iridium har en høj modstandsdygtighed mod korrosion, da laget af deres dannede oxider ikke reagerer med fugtighed, og heller ikke tillader ilt at trænge ind i det indre af metallet. Og af de nemmeste metaller at korrodere har vi jern, hvis rust er ganske genkendelig af sin brune farve.

Reduktionsmidler

Nogle metaller er fremragende reduktionsmidler. Det betyder, at de opgiver deres elektron til andre elektronhungrige arter. Resultatet af denne reaktion er, at de ender med at blive kationer, M ^{n +}, hvor n er metalets oxidationstilstand; det vil sige dens positive ladning, der kan være polyvalent (større end 1+).

For eksempel bruges alkalimetaller til at reducere nogle oxider eller chlorider. Når dette sker med natrium, Na, mister det sin eneste valenselektron (fordi det hører til gruppe 1) for at blive en natriumion eller kation, Na ⁺ (monovalent).

Tilsvarende med calcium, Ca (gruppe 2), der mister to elektroner i stedet for kun en og forbliver som en divalent kation Ca ²⁺.

Metaller kan bruges som reduktionsmidler, fordi de er elektropositive elementer; de er mere tilbøjelige til at opgive deres elektroner end at få dem fra andre arter.

Reaktivitet

Når det er sagt, at elektroner har en tendens til at miste elektroner, kan det forventes, at de i alle deres reaktioner (eller de fleste) ender med at omdanne til kationer. Nu interagerer disse kationer tilsyneladende med anioner for at generere en bred vifte af forbindelser.

F.eks. Reagerer alkali- og jordalkalimetaller direkte (og eksplosivt) med vand til dannelse af hydroxider, M (OH) _n, dannet af Mn ⁺ og OH ^- ioner, eller ved M-OH-bindinger.

Når metaller reagerer med oxygen ved høje temperaturer (såsom dem nås med en flamme), de forvandler M ₂ O _n oxider (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃, etc.). Dette er fordi vi har ilt i luften; men også nitrogen, og nogle metaller kan danne en blanding af oxider og nitrider, M ₃ N _n (TiN, AlN, GaN, Be ₃ N ₂, Ag ₃ N, etc.).

Metaller kan angribes af stærke syrer og baser. I det første tilfælde opnås salte og i det andet igen hydroxider eller basiske komplekser.

Oxidlaget, der dækker nogle metaller, forhindrer syrer i at angribe metallet. F.eks. Kan saltsyre ikke opløse alle metaller til dannelse af deres respektive vandopløselige metalchlorider.

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
3. Hjemmevidenskabsværktøjer. (2019). Metals videnskabslektion. Gendannes fra: learning-center.homesciencetools.com
4. Rosen Publishing Group. (2019). Metaller. Gendannes fra: pkphysicalscience.com
5. Toppr. (Sf). Kemiske egenskaber ved metaller og ikke-metaller. Gendannes fra: toppr.com
6. Wikipedia. (2019). Metal. Gendannet fra: en.wikipedia.org