:
Общая характеристика металлов
Классификация металлов. Существуют различные способы классификации металлов. Приведем общую классификацию с учетом физических свойств металлов. Все металлы делятся на две большие группы: черные и цветные . Черные металлы - темно - серого цвета , с высокой плотностью (кроме щелочноземельных ) , имеют высокие температуры плавления и кипения , высокую твердость . Среди них выделяют :
1 . Металлы семьи железа - Fe , Co , Ni , а также Mn. Их применяют для получения сплавов железа ;
2 . Тугоплавкие металлы - температура плавления которых превышает температуру плавления железа ( 1536 0С) - Мо , W. Применяются как легирующие добавки к сталям ;
3 . Урановые металлы - актиноиды - металлы ИИИВ подгруппы V периода ;
4 . едкоземельные металлы - лантаноиды - металлы ИИИВ подгруппы VII периода ;
5 . Щелочные и щелочноземельные металлы - элементы IA и ПА подгрупп.
Цветные металлы - окрашенные (желтые , красные , белые) , мягкие , пластичные , имеют низкие температуры плавления и кипения. Их разделяют на :
1 . Легкие металлы - щелочные металлы , Be , Mg , Al (плотность не более 5 г/см3) ;
2 . Благородные металлы - Ag , Au , металлы семьи платины ( VIIIB подгруппа , 5 и 6 период). Все они химически малоактивны.
3 . Легкоплавкие металлы - температура плавления которых ниже температуры плавления железа.
Физические свойства металлов.
Основное влияние на физические свойства имеет электронная структура атома и строение кристаллической решетки металла ( рис. 20.1 . ) . Чаще у металлов встречаются объемно - центрированные кубические (Li , Na , K , Cr , Fe) ( рис. 20.1 , а ) , гранецентровни кубические (Al , Ca , Cu , Ag , Au) ( рис. 20.1 , б) , гексагональные (Be , Mg , Co , Zn) кристаллические решетки ( рис. 20.1 , в ) .
ис. 20.1. Типы кристаллических решеток металлов (объяснение в тексте).
Кристаллическая решетка металлов состоит из положительно заряженных катионов и нейтральных атомов металла , между которыми двигаются валентные электроны , которые связывают все атомы в кристалле в единое целое ( " обобществленные " электроны ) . Такой тип связи называют металлическим . Температуры плавления и кипения. При обычных условиях металлы - твердые вещества ( за исключением Hg) . Температуры плавления изменяются в широких пределах - от -39 0С в Hg в 3420 0С в W. Температуры кипения металле в очень высокие (в Pt 4350 0С , в Cu 2877 0С) . В периодической системе с ростом порядкового номера элемента металла в периоде растут температуры плавления и кипения. Электропроводность металлов обусловлена наличием в кристаллической решетке подвижных электронов , которые даже при небольшой разности потенциалов движутся от отрицательного полюса к положительному . При обычных условиях лучше электрический ток проводят серебро и медь , хуже - свинец и ртуть. С повышением температуры возрастает сила колебания атомов в узлах кристаллической решетки , что затрудняет движение электронов , поэтому электропроводность снижается. При снижении температуры , колебания уменьшаются и электропроводность возрастает. Теплопроводность определяется теми же факторами , что и электропроводность . Лучше тепло проводит серебро , хуже - висмут и ртуть. Металлический блеск характерен для всех металлов. Как правило металлы - серого или белого цвета , однако есть и окрашенные металлы: медь - красная , золото - желтое. Часто на воздухе металлы покрываются оксидной пленкой и теряет блеск . Плотность металлов уменьшается с уменьшением атомной массы элемента и увеличением атомного радиуса . Легкий металл - литий (плотность 0,53 г/см3) , самый тяжелый - осмий (плотность 22,5 г/см3). Литий , натрий и калий - единственные металлы , легче воды . По магнитным свойствам выделяют металлы:
1 . Парамагнитные - втягиваются в магнитное поле за счет неспаренных электронов - d - элементы : ванадий , ниобий , тантал ;
2 . Диамагнитные - выталкиваются из магнитного поля - цинк , ртуть , медь ;
3 . Ферромагнитные - сохраняют намагниченный состояние в течение определенного времени - железо , кобальт , никель. Основными механическими свойствами металлов является твердость , пластичность , прочность . Твердость - сопротивление проникновению в металл другого твердого тела. Твердые металлы - вольфрам , хром ( режут стекло) , самые мягкие - щелочные ( режутся ножом) . Пластичность - способность изменять форму без разрушения и сохранять ее после прекращения действия деформирующей силы . Самыми пластичными - золото (с 1 г золота можно вытянуть нить длиной 2000 м) , серебро и медь. Прочность - способность не разрушаться под действием нагрузки .
: 2015-08-05; : 156; !; |