Метал

Из Википедије, слободне енциклопедије

Метал или ковина је супстанција која се састоји од атома металних хемијских елемената који нису повезани са другим атомима.[1] Већина метала су тврде, сјајне, чврсте супстанце на собној температури.Многи од њих су растегљиви, што значи да се могу извлачити у дуге цеви или жице.Многи су, такође и ковни, што значи да се могу исковати у танке листове.Бакар, злато и олово су међу најковнијим металима.Злато је најковније од свих метала и може се истањити у листиће који су дебели само два микрона (два милионита дела метра).Метали се, углавном, лако обликују када су загрејани.Већина метала загревањем на веома високим температурама прелази у течно стање.Отопљен или течан метал се може сипати у калупе или модле.Када се метал охлади он очвршћава у облику калупа.Метали се могу обликовати у различите облике укључујући и цеви.Челични носачи се користе као конструкциони елементи.Челик је легура гвожђа, угљеника и других хемијских елемената. За металне елементе узимају се хемијски елементи који у чистом облику показују физичке и хемијске особине метала. Те особине су:

Метали и њихове легуре имају одличне механичке особине због чега се користе за изградњу машина и алата, а такође и као и материјали у грађевинарству.[2]

Велика већина у периодном систему су метали. По месту на коме се налазе у периодном систему деле се на:

Алуминијум

Према температури топљења деле се на:тешко топљиве(Cu, Ni, Fe, W, V, Mo) и лако топљиве (Sn, Pb, Cd, Al, Mg, Zn). Према специфичној тежини деле се на лаке (густина им је мања од 5 g/cm3) и тешке (густина им је већа од 5 g/cm3).Најлакши метал је литијум (ρ=0,53 g/cm3) он плива по води,најтежи метал је осмијум (ρ=22,6 g/cm3).

Племенити метали[уреди]

Племенити метали су метали који имају специфичне особине и ретки су у природи. Најчешће се користе за израду накита, а раније су се користили за израду новца (златници, сребрењаци итд). У групу племенитих метала спадају злато, сребро, платина и паладијум, а користе се најчешће као легуре. Поред тога што се користе за израду накита, користе се за специјалне врсте лемова и контаката, а у новије време имају велику примену у медицини.

Паладијум

Земноалкални метали[уреди]

У IIа групу периодног система елемената спадају: берилијум, магнезијум, калцијум, стронцијум, баријум и радијум, и једним именом се називају земноалкални метали. Порекло заједничког имена ових елемената лежи у чињеници да су најраспрострањенији међу њима (калцијум и магнезијум) значајни састојци Земљине коре и да њихови карбонати: кречњак (CaCO3), доломит (CaCO3•MgCO3), а у значајној мери и магнезит (MgCO3), представљају основне стене од којих је изграђен рељеф читавих области на Земљи.Сви су лаки метали, изузев радијума. Сивкасто су беле боје, металног сјаја, али на ваздуху брзо потамне, услед оксидације и пресвлачења танким слојем оксида који их штити од даље оксидације. Тврдоћа се разликује од елемента до елемента због тога што поседују различите типоце кристалне решетке, па је тако берилијум прилично тврд а баријум мек као олово. Густина се такође разликује, али су сви тежи од воде. Атоми ових елемената садрже по два s-електрона у највишем енергетском нивоу те су, према томе, у својим једињењима позитивно двовалентни. Због присуства два електрона у периферној сфери електронског омотача имају јако изражен позитивни метални карактер, иако имају релативно слабије изражене металне особине у односу на алкалне метале (због мањег полупречника атома и самим тим јаче изражене силе привлачења између језгра и електрона услед чега се они теже отпуштају), а поред тога земноалкални метали треба да отпусте и већи број валентних електрона да би стекли конфигурацију племенитог гаса. Хемијски су врло реактивни, па се стога не јављају у природи у елементарном стању већ искључиво у облику својих једињења, а међу њима најраспрострањенији су калцијум ибаријум. Као и у другим групама периодног система, идући одозго на доле, од берилијума ка радијуму, са растућим редним бројем повећава се метални карактер и активност елемената што је условљено повећањем пречника атома и смањењем потенцијала јонизације елемената. За сада није објашњено зашто, али се зна да је енергија јонизације код радијума већа него што се очекивало. Због негативног редокс потенцијала добра су редукциона средства. Земноалкални метали се, иначе, одликују веома малим енергијама јонизације, па стога имају и мали коефицијент електронегативности који опада са порастом атомских бројева.Ови елементи се лако растварају у киселинама, а берилијум се раствара и у алкалним хидроксидима јер је амфотеран. Загрејани на ваздуху бурно сагоревају дајући оксиде, који су базични, изузев берилијума чији је оксид амфотеран. Земноалкални метали дејствују и на воду (изузев берилијума) и прелазе у одговарајуће хидроксиде, који представљају јаке базе и веома су слабо растворљиви у води. Иначе ови елементи реагују и са азотом, са угљеником, са халогеним елементима итд. Различита својства берилијума последица су тога што има мањи атомски и јонски полупречник, а и чињеница је да се код s и p- елемемената јавља дијагонални ефекат.

Магнезијум
Берилијум

Алкални метали[уреди]

Групи алкалних метала припадају: литијум (Li), натријум (Na), калијум (K), рубидијум (Rb), цезијум (Cs) и францијум (Fr). Заједничка ознака за електронску конфигурацију ових елемената је nS1. Вредност оксидационог броја у једињењима јонске природе је +1; граде једновалентне безбојне катјоне. Алкани су добили име по имену калијума (арап. al kali - пепео биљака). У елементарном стању атоми алкалних метала повезани слабом металном везом граде металну кристалну решетку. Због ангажовања само једног електрона веза је слаба, стога имају ниску температуру кључања и малу густину (пливају на води). Мале су тврдоће тако да се могу сећи ножем. Порастом атомског броја у групи расту и јонски радијуси и густина, доктемпературе топљења и кључања опадају. Сребрнастобеле су боје, добри су проводници топлоте и електрицитета. Први члан групе, литијум, има унеколико другачија својства од остатка групе. Тако је по неким особинама сличнији магнезијуму него натријуму. Веома мале димензије атома литијума и још мање његовог јона узрокују веће јачине металне везе у кристалној решетки у односу на остале алкалне метале. Због тога је литијум знатно тврђи од њих, а има и вишу температуру топљења и кључања. Алкални метали боје пламен карактеристичним бојама. Литијум боји пламен светло црвено, натријум жуто, а калијум светло љубичасто. Према хемијском понашању алкални метали чине групу међусобно најсличнијих елемената у периодном систему елемената. Енергија јонизације опада порастом атомског броја. Вредности за прву јонизациону енергију су веома ниске (ниже од осталих елемената). Алкални метали имају најниже вредности за кофицијенте електронегативности у односу на све елементе у периодном систему. Из тога произилази њихов позитиван оксидациони број без обзира са којим елементом градили једињење. На основу редокс-потенцијала може се закључити да су то најреактивнији метали и најјача редукциона средства. У природи се алкални метали налазе само у виду једињења, најчешће у саставу силиката и алумосиликата. Док су натријумова и калијумова једињења веома распрострањена, једињења осталих алкалних метала се јављају у малим количинама. Натријумова једињења су толико распрострањена да је тешко наћи узорак супстанце без трагова натријума (доказ за то је натријумова жута боја у пламену). Највише натријума има у алумосиликатима, каменој соли, чилској шалитри и криолиту. Калијума у земљиној кори има мање него натријума. Највише га има у облику силиката из којих га биљке не могу користити иако је веома значајан за њих. Силикати се не могу користити ни као руда за добијање калијума. Литијум се јавља у неким силикатина и фосфатима, док се рубидијум и цезијум уз остале алкалне метале у алумосиликатима и природним лежиштима калијумових једињења.

Литијум

Екстракција метала[уреди]

Обични метали, као што су гвожђе и олово, присутни су у великим количинама у Земљиној кори.Обично се налазе у стенама као нечиста хемијска једињења која се називају руде.Руде се морају пречистити и хемијски обрадити да би се добио чист метал.Ови процеси су познати као технике екстракције, зато што се помоћу њих ваде чисти метали из нечистих металних једињења.Код већине процеса екстракције, на почетку се врши сепарација ископане или извађене руде и на тај начин се руда раздваја од камења које не садржи жељени метал.Ово се често врши уситњавањем и прањем руде.Једном када се руда одвоји од нечистоћа, хемијске реакције је претварају у чист метал.Гвожђе се, на пример, добија загревањем оксидне руде гвожђа са коксом.Ово претвара оксид у чисти метал.Племенити метали, као што су злато и платина, су ретки,због чега су и веома вредни.Племенити метали се обично налазе као скоро чисте наслаге.

Металургија[уреди]

Vista-xmag.png За више информација погледајте чланак Металургија

Mеталурија је наука о металима, њиховим особинама и начинима њиховог издвајања из природних руда.Металурзи, такође, истражују како се особине метала могу модификовати мешањем метала и производњом супстанци које се називају легуре.Кључни део металиргије је проучавање замора метала који постепено слаби метални предмет.Замор метала може бити изазван напрезањем који се понавља (гурање, вучење и увијање) на металним деловима.Ако је метал превише изложен напрезању, може доћи до појаве ситних површинских пукотина.Нова напрезања шире постојеће пукотине и стварају нове што понекад може довести до ломова.Инжењери узимају у обзир замор метала када пројектују авионе, аутомобиле, мостове и машине.Многи од наведених предмета се морају често проверавати да би се открили рани знаци замора метала.Детектори метала могу да пронађу металне предмете као што су древни новчићи, закопане испод површине тла.


Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 
  2. Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 


Литература[уреди]

Кампел И., Јанковић И. (2003): "Велика енциклопедија науке", ИТП "Змај", Нови Сад

Спољашње везе[уреди]

Блог - хемија Приступљено 17.05.2014.