metallid

Keemia

2022

Selgitame, mis on metallid, kuidas neid klassifitseeritakse ja millised on nende füüsikalised omadused. Näited metallidest ja mis on mittemetallid.

Metallid on perioodilises tabelis kõige rikkalikumad elemendid.

Mis on metallid?

Valdkonnas keemia, on tuntud kui metallid või metallilised elemendid selle Perioodilisustabel mida iseloomustavad head juhid elektrit ja alates soojust. Need elemendid on suure tihedusega ja üldiselt toatemperatuuril tahked (v.a elavhõbe). Lisaks võivad paljud kajastada valgus, mis annab neile iseloomuliku sära.

Metallid on perioodilises tabelis kõige arvukamad elemendid ja mõned neist on selles kõige rikkalikumad Maakoor. Osa neist leidub tavaliselt suurema või vähema puhtusena loodus, kuigi enamik neist on osa maapõuest pärit mineraalidest ja neid tuleb eraldada inimene neid kasutada.

Metallidel on iseloomulikud sidemed, mida nimetatakse "metallist lingid”. Seda tüüpi sidemete korral on metalliaatomid omavahel seotud nii, et nende aatomituumad ühinevad valentselektronidega (elektronid asuvad viimases elektroonilises kestas ehk äärmistes elektronides), mis moodustavad selle ümber omamoodi "pilve". Seega paiknevad metallilises sidemes metalliaatomid üksteisele väga lähedal ja kõik on "sukeldatud" oma valentselektronidesse, moodustades metallilise struktuuri.

Teisest küljest võivad tekkida metallid ioonsed sidemed mittemetallidega (näiteks kloori ja fluoriga), mille tulemusena tekivad soolad. Seda tüüpi side moodustub elektrostaatilisest külgetõmbest erineva märgiga ioonide vahel, kus metallid moodustavad positiivseid ioone (katioone) ja mittemetallid negatiivseid ioone (anione). Kui need soolad lahustuvad vees, dissotsieeruvad nad omaks ioonid.

Isegi sulamid ühest metallist teise (või mittemetalliga) metallist materjalid, nagu see on terase ja pronksi puhul, kuigi need on segud homogeenne.

Metallid on teeninud inimkond juba ammustest aegadest tänu oma ideaalsele iseloomule igasuguste tööriistade, kujude või ehitiste moodustamiseks selle eriliste füüsikaliste omaduste tõttu:

  • Tekitavus. Kokkusurumisel võivad mõned metallid moodustada õhukesi homogeense materjali lehti.
  • Plastilisus. Tõmbejõudude mõjul võivad mõned metallid moodustada homogeense materjali juhtmeid või kiude.
  • Vastupidavus. Võime seista vastu murdudele, kui see on allutatud jõud järsud (põrutused, kukkumised jne).
  • Mehaaniline tugevus. Võime taluda tõmbe-, surve-, väände- ja muid jõude, andmata sellele järele struktuur füüsiline või deformeerunud.

Lisaks on nende sära tõttu need ideaalsed ehete ja dekoratiivelementide sepistamiseks ning nende hea juhtivus elektrit muudab need edastamisel asendamatuks elektrivool kaasaegsetes süsteemides elektrienergia.

Metalli tüübid

Magneesium (Mg) kuulub leelismuldmetallide hulka.

Metallelemendid võivad olla erinevat tüüpi, mille järgi need perioodilisustabelisse rühmitatakse. Igal rühmal on jagatud omadused:

  • Leelismetallid. Need on normaalsetes tingimustes läikivad, pehmed ja väga reaktsioonivõimelised Surve Y temperatuuri (1 atm ja 25º C), nii et need pole kunagi puhtad loodus. Neil on madal tihedus ning need juhivad hästi soojust ja elektrit. Neil on ka madal sulamis- ja keemistemperatuur. Perioodilises tabelis on nad I rühmas. Selles rühmas on ka vesinik (mis ei ole metall).
  • Leelismuldmetallid. Need asuvad perioodilise tabeli II rühmas. Selle nimi tuleneb selle oksiidide (varem nimetati "maadeks") leeliselistest omadustest. Need on tavaliselt kõvemad ja vähem reageerivad kui leeliselised. Nad on heledad ja head soojus- ja elektrijuhid. Neil on madal tihedus Y värvi.
  • Siirdemetallid. Enamik metalle kuulub sellesse kategooriasse. Need asuvad perioodilise tabeli keskosas ja peaaegu kõik on kõvad ja kõrged sulamispunktid Y keemine, ning hea soojus- ja elektrijuhtivus.
  • Lantaniidid. Neid nimetatakse ka lantanoidideks, need on perioodilise tabeli niinimetatud "haruldased muldmetallid", mis koos aktiniididega moodustavad "sisemised üleminekuelemendid". Need on üksteisega väga sarnased elemendid ja vaatamata oma nimele on neid maakeral väga palju. Neil on magnetiline käitumine (kui nad interakteeruvad magnetväljaga, näiteks magnetväli mis tekitab a magnet) ja spektraalne (kui neile langeb kiirgus) väga iseloomulikud.
  • Aktiniidid. Koos haruldaste muldmetallidega moodustavad need "sisemised üleminekuelemendid" ja on üksteisega väga sarnased. Need on kõrged aatomnumbrid ja paljud neist on kõigis oma isotoopides radioaktiivsed, mistõttu on nad looduses äärmiselt haruldased.
  • Transaktiniidid. Neid nimetatakse ka ülirasketeks elementideks, need on need, mis ületavad in aatomnumber aktiniididest raskeim Lawrencio. Kõik nende elementide isotoobid on väga lühikese poolestusajaga, kõik radioaktiivsed ja saadud laboris sünteesi teel, seega on neil nende loomise eest vastutavate füüsikute nimed.

Näited metallidest

Liitium (Li) on leelismetall.
  • Leeliseline Liitium (Li), naatrium (Na), kaalium (K), rubiidium (Rb), tseesium (Cs), frantsium (Fr).
  • Leelismullad. Berüllium (Be), magneesium (Mg), kaltsium (Ca), strontsium (Sr), baarium (Ba) ja raadium (Ra).
  • Siirdemetallid. skandium (Sc), titaan (Ti), vanaadium (V), kroom (Cr), mangaan (Mn), raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (mitte kumbagi), vask (Cu), tsink (Zn), ütrium (Y), tsirkoonium (Zr), nioobium (Nb), molübdeen (Mo), tehneetsium (Tc), ruteenium (Ru), roodium (Rh), pallaadium (Pd), hõbe (Ag), kaadmium (Cd), luteetium (Lu), hafnium (Hf), tantaal (Ta), volfram (W), reenium (Re), osmium (Os), iriidium (Ir), plaatina (Pd), kuld (Au), elavhõbe (Hg), Lawrence (Lr), rutherfordium (Rf), dubnium (Db), seaborgium (Sg), bohrio (Bh), hasium (Hs), meitnerium (Mt), darmstadium (Ds), roentgenium (Rg), koperitsium (Cn).
  • Haruldased muldmetallid. Lantaan (La), tseerium (Ce), praseodüüm (Pr), neodüüm (Nd), promeetium (Pm), samaarium (Sm), euroopium (Eu), gadoliinium (Gd), terbium (Tb), düsproosium (Dy), Holmium (Ho), erbium (Er), toolium (Tm), üterbium (Yb), luteetium (Lu).
  • Aktiniidid. Aktiinium (Ac), toorium (Th), protaktiinium (Pa), uraan (U), neptuunium (Np), plutoonium (Pu), americium (Am), kuurium (Cm), berkeelium (Bk), kalifornium (Cf), einsteinium (Es), fermium (Fm), mendelevium (Md), nobeelium (No), Lawrencium (Lr).
  • Transaktiniidid. Rutherfordium (Rf), Dubnium (Db), Seaborgium (Sg), Bohrio (Bh), Hassium (Hs), Meitnerium (Mt), Darmstadium (Ds), Roentgenium (Rg), Kopernicium (Cn), Nihoonium (Nh), flerovio (Fl), moscovio (Mc), livermorio (Lv), teneso (Ts).

Mis on mittemetallid?

Orgaanilise elu olulised elemendid on mittemetallilised.

Mittemetallid on metallide omadustest väga erinevate omadustega elemendid, kuigi leidub ka ühendeid, mida nimetatakse metalloidid, millel on metallide ja mittemetallide vahepealsed omadused ja omadused. Moodustuvad mittemetallid kovalentsed sidemed kui need moodustuvad molekulid nende hulgas. Erinevalt metallidest ei ole need ühendid head elektrivoolu ja soojuse juhid ega ka läikivad.

Hapnik, süsinik, vesinik, lämmastik, fosfor ja väävel, mis on põhielemendid elu, on osa mittemetallidest. Need mittemetallilised elemendid võivad olla tahked, vedelad või gaasilised.

Neid klassifitseeritakse peamiselt järgmiselt:

  • Halogeenid Fluor (F), kloor (Cl), broom (Br), jood (I), astaat (At) ja tenese (Ts).
  • Väärisgaasid. Heelium (He), neoon (Ne), argoon (Ar), krüptoon (Kr), ksenoon (Xe), radoon (Rn), oganesoon (Og).
  • Muud mittemetallid. Vesinik (H), süsinik (C), väävel (S), seleen (Se), lämmastik (N), hapnik (O) ja fosfor (P).
!-- GDPR -->