Метали

На малюнку зображена золота маска царя Мікен всіх металів є спільні фізичні властивості, наприклад блиск і електропровідність, однак у залежності від хімічних властивостей вони поділяються на кілька груп. Такі метали, як калій і натрій, дуже активні і миттєво вступають в реакції з водою і повітрям, у той час як золото взагалі не вступає в реакції. На малюнку зображена золота маска царя Мікен (див. статтю «Загадкові мешканці Греції»)

Властивості металів

При кімнатній температурі (20 ° С) всі метали, крім ртуті, перебувають у твердому стані і добре проводять тепло і електрику. На зрізі метали блищать і деякі, як залізо і нікель, намагнічені. Багато метали пластичні – з них можна робити дріт – і кування – їм нескладно надати іншу форму.

Благородні метали в земній корі зустрічаються в чистому вигляді, а не у складі з’єднань. До них відносяться мідь, срібло, золото і платина. Вони хімічно пасивні і насилу вступають в хімічні реакції з іншими елементами. Мідь – благородний метал. Золото – один з найбільш інертних елементів. Через свою інертність благородні метали не схильні до корозії, тому з них роблять прикраси і монети. Золото настільки інертно, що стародавні золоті вироби досі яскраво сяють.

Лужні метали

Групу 1 в періодичній таблиці складають 6 дуже активних металів, в т.ч. натрій і калій. Вони плавляться при порівняно низькій температурі (температура плавлення калію 64 ° С) і настільки м’які, що їх можна різати ножем. Вступаючи в реакцію з водою, ці метали утворюють лужний розчин і тому називаються лужними. Калій бурхливо реагує з водою. При цьому виділяється водень, який згоряє бузковим полум’ям.

Кальцій міститься в мушлях, кістках і губкахЩелочноземельние метали
Шість металів, складових 2-у групу періодичної таблиці (в т.ч. магній і кальцій), називаються лужноземельними. Ці метали входять до складу безлічі мінералів. Так, кальцій мається на кальциті, прожилки якого можна виявити у вапняку і крейді. Лужноземельні метали менш активні, ніж лужні, вони твердіше і плавляться при більш високій температурі. Кальцій міститься в мушлях, кістках і губках. Магній входить до складу хлорофілу, зеленого пігменту, необхідного для фотосинтезу.

Метали 3-й і 4-ї груп

Сім металів цих груп розташовані в періодичній таблиці праворуч від перехідних металів. Алюміній – один з найменш щільних металів, тому він легкий. А ось свинець дуже щільний; з нього роблять екрани, що захищають від рентгенівських променів. Всі ці метали досить м’які і плавляться при відносно низькій температурі. Багато з них використовуються в сплавах – створюваних з певними цілями сумішах металів. Велосипеди та літаки роблять з алюмінієвих сплавів.

Перехідні метали

Перехідні метали мають типово металевими властивостями. Вони міцні, тверді, блискучі і плавляться при високих температурах. Вони менш активні, ніж лужні і лужноземельні метали. До них відносяться залізо, золото, срібло, хром, нікель, мідь. Вони все ковкі і широко застосовуються в промисловості – як у чистому вигляді, так і у вигляді сплавів. Близько 77% від маси автомобіля становлять метали, в основному сталь, тобто сплав заліза і вуглецю (див. статтю “Залізо, сталь та інші метали”). Маточини коліс роблять з хромованою стали – для блиску і запобігання від корозії. Корпус машини зроблений з листової сталі. Сталеві бампери оберігають автомобіль у разі зіткнення.

Ряд активності

Положення металу в ряду активності показує, наскільки охоче метал вступає в реакції. Чим більш активний метал, тим легше він забирає кисень у менш активних металів. Активні метали важко виділити із з’єднань, тоді як малоактивні метали зустрічаються в чистому вигляді. Калій і натрій зберігають у гасі, так як вони моментально вступають в реакції з водою і повітрям. Мідь – найменш активний метал з числа недорогих. Вона використовується у виробництві труб, резервуарів для гарячої води і електричних проводів.

Метали і полум’я

Деякі метали, якщо піднести їх до вогню, надають полум’я певний відтінок. За кольором полум’я можна визначити присутність у з’єднанні того чи іншого металу. Для цього крупинку речовини завадять в полум’я на кінці дроту з інертною платини. Злуку натрію забарвлюють полум’я в жовтий колір, сполуки міді – в синьо-зелений, з’єднанні кальції – в червоний, і калію – в бузковий. До складу феєрверків входять різні метали, що повідомляють полум’я різні відтінки. Барій дає зелений колір, стронцій – червоний, натрій – жовтий, а мідь – синьо-зелений.

Лицарі змащували сталеві обладунки маслом або воском, щоб вони не ржавеліКоррозія
Корозія – це хімічна реакція, яка відбувається при контакті металу з повітрям або водою. Метал взаємодіє з киснем повітря, і на його поверхні утворюється оксид. Метал втрачає блиск і покривається нальотом. Високоактивні метали піддаються корозії швидше, ніж менш активні. Лицарі змащували сталеві обладунки маслом або воском, щоб вони не іржавіли (сталь містить багато заліза). Для запобігання від іржі сталевий корпус автомобіля покривають декількома шарами фарби. Деякі метали (наприклад, алюміній) покриваються захищає їх щільною оксидною плівкою. Залізо при корозії утворює нещільну плівку оксиду, яка при реакції з водою дає іржу. Шар іржі легко обсипається, і процес корозії поширюється вглиб. Для запобігання від корозії сталеві консервні банки покривають шаром олова – менш активного металу. Великі споруди, наприклад мости, рятує від корозії фарба. Рухомі частини машин, наприклад велосипедні ланцюги, змащують маслом, щоб врятувати від корозії.
Спосіб запобігання стали від корозії шляхом покриття шаром цинку називається гальванізацією. Цинк активніше дива, тому він «відтягує» від неї кисень. Навіть якщо цинковий шар подряпається, кисень повітря буде швидше взаємодіяти з цинком, ніж з залізом. Для зашиті судів від корозії до їх корпусам прикріплюють блоки цинку або магнію, які корродируют самі, але захищають судно. Для додаткового захисту від корозії сталеві листи корпусу автомобілів чисто гальванізіруют перед фарбуванням. З внутрішньої сторони їх іноді покривають пластиком.

Близько 4000 р. до н.е. Шумери робили золоті, срібні та мідні шоломи і кінжалиКак відкривали метали
Ймовірно, люди дізналися, як отримати метали, випадково, коли метали виділялися з мінералів при нагріванні їх у печах з деревним вугіллям. Чистий метал виділяється із з’єднання при реакції відновлення. На малюнку праворуч зображення бронзовий сокира (500 р. до н.е.) і шумерська бронзова чаша таких реакціях заснована дія доменних печей. Близько 4000 р. до н.е. Шумери (дізнайтеся більше у статті “Повсякденне життя Шумерів”) робили золоті, срібні та мідні шоломи і кинджали. Раніше всього люди навчилися обробляти мідь, золото і срібло, тобто благородні метали, оскільки вони зустрічаються в чистому вигляді. Близько 3500 р. до н.е. шумери навчилися робити бронзу – сплав міді та олова. Бронза міцніше благородних металів. Залізо було відкрито пізніше, оскільки для вилучення його з сполук потрібні вельми високі температури. На малюнку справа зображені бронзовий сокира (500 р. до н.е.) і шумерська бронзова чаша.

До 1735 люди знали всього кілька металів: мідь, срібло, золото, залізо, ртуть, олово, цинк, вісмут, сурму і свинець. Алюміній був відкритий в 1825 р. У наші дні вчені синтезували ряд нових металів, опромінюючи в ядерному реакторі атоми урану нейтронами та іншими елементарними частинками. Ці елементи нестабільні і дуже швидко розпадаються.

ПОДІЛИТИСЯ: