Pasižiūrėkite akimirką… Kiek metalinių daiktų galite pamatyti? Paprastai, kai galvojame apie metalus, galvojame apie medžiagas, kurios yra blizgios ir patvarios. Tačiau jų taip pat yra mūsų maiste ir mūsų organizme. Pažvelkime į visą mokslui žinomų metalų sąrašą, sužinokime pagrindines jų savybes ir išsiaiškinkime, kodėl jie tokie ypatingi.
Kas yra metalai?
Elementai, kurie lengvai praranda elektronus, yra blizgūs (atspindintys), lankstūs (gali būti suformuoti į kitas formas) ir laikomi gerais šilumos ir elektros laidininkais, vadinami metalais. Jie yra labai svarbūs mūsų gyvenimo būdui, nes yra ne tik konstrukcijų ir technologijų dalis, bet ir būtini beveik visų daiktų gamybai. Metalo yra net žmogaus kūne. Žiūrėdami į multivitaminų sudedamųjų dalių etiketę, pamatysite daugybę junginių.
Galbūt nežinojote, kad tokie elementai kaip natris, kalcis, magnis ir cinkas yra būtinigyvybei, o jei jų mūsų kūne nėra, mūsų sveikatai gali kilti rimtas pavojus. Pavyzdžiui, kalcis būtinas sveikiems kaulams, magnis – medžiagų apykaitai. Cinkas stiprina imuninės sistemos veiklą, o geležis padeda kraujo ląstelėms pernešti deguonį visame kūne. Tačiau mūsų kūne esantys metalai skiriasi nuo metalo šaukšte ar plieniniame tiltelyje tuo, kad jie prarado elektronus. Jie vadinami katijonais.
Metalai taip pat turi antibiotinių savybių, todėl turėklai ir rankenos viešose vietose dažnai gaminami iš šių elementų. Yra žinoma, kad daugelis įrankių yra pagaminti iš sidabro, kad būtų išvengta bakterijų dauginimosi. Dirbtinės jungtys yra pagamintos iš titano lydinių, kurie apsaugo nuo infekcijos ir sustiprina recipientus.
Metalai periodinėje lentelėje
Visi Dmitrijaus Mendelejevo periodinės sistemos elementai yra suskirstyti į dvi dideles grupes: metalus ir nemetalus. Pirmasis yra pats gausiausias. Dauguma elementų yra metalai (mėlyna). Nemetalai lentelėje pavaizduoti geltoname fone. Taip pat yra elementų grupė, kuri yra klasifikuojama kaip metaloidai (raudona). Visi metalai sugrupuoti kairėje lentelės pusėje. Atkreipkite dėmesį, kad vandenilis yra sugrupuotas su metalais viršutiniame kairiajame kampe. Nepaisant to, jis laikomas nemetaliniu. Tačiau kai kurie mokslininkai teigia, kad Jupiterio planetos šerdyje gali būti metalinio vandenilio.
Metalo klijavimas
Daugelis nuostabių ir naudingų savybiųElementas yra susijęs su tuo, kaip jo atomai jungiasi vienas su kitu. Tai sukuria tam tikrus ryšius. Dėl metalinės atomų sąveikos susidaro metalinės struktūros. Kiekvienas šio elemento pavyzdys kasdieniame gyvenime – nuo automobilio iki monetų kišenėje – turi metalinę jungtį.
Šio proceso metu metalo atomai tolygiai dalijasi savo išoriniais elektronais vienas su kitu. Elektronai, tekantys tarp teigiamai įkrautų jonų, lengvai perduoda šilumą ir elektrą, todėl šie elementai yra tokie geri šilumos ir elektros laidininkai. Energijos tiekimui naudojami variniai laidai.
Metalų reakcijos
Reaktyvumas reiškia elemento polinkį reaguoti su aplinkoje esančiomis cheminėmis medžiagomis. Ji kitokia. Kai kurie metalai, tokie kaip kalis ir natris (periodinės lentelės 1 ir 2 stulpeliuose), lengvai reaguoja su daugeliu skirtingų cheminių medžiagų ir retai randami gryna elementine forma. Abu paprastai egzistuoja tik junginiuose (surištuose su vienu ar daugiau kitų elementų) arba kaip jonai (įkrauta jų elementinės formos versija).
Kita vertus, yra ir kitų metalų, jie dar vadinami papuošalais. Auksas, sidabras ir platina nėra labai reaktyvūs ir dažniausiai būna gryni. Šie metalai praranda elektronus lengviau nei nemetalai, bet ne taip lengvai kaip reaktyvūs metalai, tokie kaip natris. Palyginti su platinanereaguoja ir labai atsparus reakcijai su deguonimi.
Elemento ypatybės
Kai pradinėje mokykloje studijavote abėcėlę, pastebėjote, kad visos raidės turi savo unikalių savybių rinkinį. Pavyzdžiui, kai kurios turėjo tiesias linijas, kai kurios turėjo kreives, o kitos turėjo abiejų tipų linijas. Tą patį galima pasakyti ir apie elementus. Kiekvienas iš jų turi unikalų fizinių ir cheminių savybių rinkinį. Fizinės savybės yra tam tikroms medžiagoms būdingos savybės. Blizga ar ne, kaip gerai praleidžia šilumą ir elektrą, kokioje temperatūroje tirpsta, koks tankus.
Cheminės savybės apima tas savybes, kurios pastebimos reaguojant į deguonies poveikį, jei jie sudegs (kaip sunku jiems bus išlaikyti savo elektronus cheminės reakcijos metu). Skirtingi elementai gali turėti bendrų savybių. Pavyzdžiui, geležis ir varis yra elementai, kurie praleidžia elektrą. Tačiau jie neturi tų pačių savybių. Pavyzdžiui, geležį veikiant drėgnam orui, ji rūdija, tačiau tokiomis pat sąlygomis veikiamas varis įgauna specifinę žalią dangą. Štai kodėl Laisvės statula yra žalia, o ne surūdijusi. Jis pagamintas iš vario, o ne iš geležies).
Elementų išdėstymas: metalai ir nemetalai
Tai, kad elementai turi bendrų ir unikalių savybių, leidžia juos surūšiuoti į gražią, tvarkingą diagramą,vadinama periodine lentele. Jis organizuoja elementus pagal jų atominį skaičių ir savybes. Taigi periodinėje lentelėje randame sugrupuotus elementus, turinčius bendrų savybių. Geležis ir varis yra arti vienas kito, abu yra metalai. Geležis žymima simboliu „Fe“, o varis – simboliu „Cu“.
Dauguma periodinės lentelės elementų yra metalai ir dažniausiai būna kairėje lentelės pusėje. Jie yra sugrupuoti, nes turi tam tikrų fizinių ir cheminių savybių. Pavyzdžiui, metalai yra tankūs, blizgūs, jie yra geri šilumos ir elektros laidininkai, cheminėse reakcijose lengvai praranda elektronus. Priešingai, nemetalai turi priešingų savybių. Jie nėra tankūs, nepraleidžia šilumos ir elektros, yra linkę įgyti elektronus, o ne juos atiduoti. Žvelgdami į periodinę lentelę matome, kad dauguma nemetalų yra sugrupuoti dešinėje. Tai tokie elementai kaip helis, anglis, azotas ir deguonis.
Kas yra sunkieji metalai?
Metalų sąrašas yra gana didelis. Kai kurie iš jų gali kauptis organizme ir nedaryti žalos, pavyzdžiui, natūralus stroncis (formulė Sr), kuris yra kalcio analogas, nes produktyviai nusėda kauliniame audinyje. Kurie iš jų vadinami sunkiais ir kodėl? Apsvarstykite keturis pavyzdžius: šviną, varį, gyvsidabrį ir arseną.
Kur yra šie elementai ir kaip jie veikia aplinką ir žmonių sveikatą? Sunkusmetalai yra metaliniai, gamtoje esantys junginiai, kurių tankis, palyginti su kitais metalais, yra labai didelis – bent penkis kartus didesnis už vandens tankį. Jie yra toksiški žmonėms. Net mažos dozės gali sukelti rimtų pasekmių.
- Švedas. Tai sunkusis metalas, toksiškas žmonėms, ypač vaikams. Apsinuodijimas šia medžiaga gali sukelti neurologinių problemų. Nors kažkada jis buvo labai patrauklus dėl savo lankstumo, didelio tankio ir gebėjimo sugerti kenksmingą spinduliuotę, švinas daugeliu atžvilgių buvo palaipsniui pašalintas. Šis Žemėje randamas minkštas sidabrinis metalas yra pavojingas žmonėms ir ilgainiui kaupiasi organizme. Blogiausia, kad tu negali jo atsikratyti. Jis ten sėdi, kaupiasi ir palaipsniui nuodija kūną. Švinas yra toksiškas nervų sistemai ir gali sukelti sunkų vaikų smegenų pažeidimą. Jis buvo plačiai naudojamas 1800-aisiais kuriant makiažą ir iki 1978 m. buvo naudojamas kaip vienas iš plaukų dažų ingredientų. Šiandien švinas daugiausia naudojamas didelėse baterijose, kaip rentgeno spindulių ekranai arba kaip radioaktyviųjų medžiagų izoliacija.
- Varis. Tai rausvai rudas sunkusis metalas, kuris turi daugybę naudojimo būdų. Varis vis dar yra vienas geriausių elektros ir šilumos laidininkų, o daugelis elektros laidų yra pagaminti iš šio metalo ir padengti plastiku. Iš šio periodinės sistemos elemento taip pat gaminamos monetos, dažniausiai smulkmenos. Ūmus apsinuodijimas variu yra retas, tačiau, kaip ir švinas, jis gali kauptis audiniuose ir galiausiai sukelti toksiškumą. Taip pat gresia pavojus žmonėms, kurie yra veikiami daug vario arba vario dulkių.
- Merkurijus. Šis metalas yra toksiškas bet kokia forma ir netgi gali būti absorbuojamas per odą. Jo išskirtinumas slypi tame, kad kambario temperatūroje jis yra skystas, kartais vadinamas „greituoju sidabru“. Jį galima pamatyti termometre, nes, kaip skystis, jis sugeria šilumą, keisdamas tūrį net esant menkiausiam temperatūros skirtumui. Tai leidžia gyvsidabriui pakilti arba kristi stikliniame vamzdyje. Kadangi ši medžiaga yra galingas neurotoksinas, daugelis įmonių pereina prie raudonos spalvos alkoholio termometrų.
- Arsenas. Nuo romėnų laikų iki pat Viktorijos eros arsenas buvo laikomas „nuodų karaliumi“ir „karalių nuodais“. Istorija yra kupina daugybės pavyzdžių, kai karališkieji asmenys ir paprasti žmonės žudo siekdami asmeninės naudos, naudodami bekvapius, bespalvius ir beskonius arseno junginius. Nepaisant visų neigiamų poveikių, šis metaloidas taip pat gali būti naudojamas net medicinoje. Pavyzdžiui, arseno trioksidas yra labai veiksmingas vaistas, vartojamas žmonėms, sergantiems ūmine promielocitine leukemija.
Kas yra taurusis metalas?
Tauriųjų metalų yra metalas, kurisgali būti reta arba sunkiai prieinama ir ekonomiškai labai vertinga. Koks yra tauriųjų metalų sąrašas? Iš viso yra trys:
- Platina. Nepaisant atsparumo ugniai, jis naudojamas papuošaluose, elektronikoje, automobiliuose, cheminiuose procesuose ir net medicinoje.
- Auksas. Šis taurusis metalas naudojamas papuošalams ir auksinėms monetoms gaminti. Tačiau jis turi daug kitų naudojimo būdų. Jis naudojamas medicinoje, gamyboje ir laboratorinėje įrangoje.
- Sidabras. Šis taurusis metalas yra sidabriškai b altos spalvos ir labai kalus. gryna forma yra gana sunkus, jis yra lengvesnis už šviną, bet sunkesnis už varį.
Metalai: tipai ir savybės
Dauguma elementų gali būti laikomi metalais. Jie sugrupuoti viduryje kairėje lentelės pusėje. Metalai yra šarminiai, šarminių žemių, pereinamieji, lantanidai ir aktinidai.
Jie visi turi keletą bendrų dalykų, tai yra:
- kieta kambario temperatūroje (išskyrus gyvsidabrį);
- paprastai blizga;
- aukšta lydymosi temperatūra;
- geras šilumos ir elektros laidininkas;
- maža jonizacijos talpa;
- mažas elektronegatyvumas;
- lankstus (gali įgauti tam tikrą formą);
- plastikas (galima įtraukti į vielą);
- didelis tankis;
- medžiaga, kuri reakcijos metu praranda elektronus.
Mokslui žinomų metalų sąrašas
- litis;
- berilis;
- natris;
- magnis;
- aliuminis;
- kalis;
- kalcis;
- scandium;
- titanas;
- vanadium;
- chromas;
- manganas;
- geležis;
- kob altas;
- nikelis;
- varis;
- cinkas;
- galis;
- rubidium;
- stroncis;
- yttrium;
- cirkonis;
- niobis;
- molibdenas;
- techneciumas;
- rutenis;
- rodis;
- paladis;
- sidabras;
- kadmis;
- indiumas;
- copernicus;
- cezis;
- bariumas;
- alvas;
- geležis;
- bismutas;
- lead;
- gyvsidabris;
- volframas;
- auksas;
- platina;
- osmium;
- hafnium;
- germanis;
- iridium;
- niobis;
- renis;
- stibis;
- talis;
- tantalas;
- prancūzų;
- livermorium.
Iš viso žinomi apie 105 cheminiai elementai, kurių dauguma yra metalai. Pastarieji yra labai paplitęs gamtoje elementas, kuris randamas ir gryna forma, ir kaip įvairių junginių dalis.
Metalų yra žemės žarnyne, jų galima rasti įvairiuose vandens telkiniuose, gyvūnų ir žmonių kūnų sudėtyje, augaluose ir net atmosferoje. Periodinėje lentelėje jie yra pradedant ličiu (metalo, kurio formulė Li) irbaigiant livermorium (Lv). Lentelė ir toliau pildoma naujais elementais, dažniausiai tai yra metalai.
