Setiap pelajar yang biasa dengan jadual berkala tahu bahawa jumlah logam di dalamnya membentuk sebahagian besar unsur kimia. Salah satu ciri fizikal yang penting bagi mereka ialah kepadatan. Pertimbangkan nilai ini dalam artikel dan berikan jadual ketumpatan logam dan aloi.
Apakah ketumpatan
Jika anda mengambil isipadu plastik dan keluli yang sama, maka yang pertama akan lebih mudah daripada yang kedua. Sebaliknya, sekeping plastik akan mempunyai berat yang sama dengan sekeping keluli jika isipadunya jauh lebih besar. Sebab perbezaan ini adalah kuantiti fizikal seperti ketumpatan. Formula untuk mengiranya adalah seperti berikut:
ρ=m/V.
Di sini m ialah jisim badan, V ialah isipadunya. Huruf Yunani ρ (rho) sering digunakan untuk menunjukkan kepadatan. Ia mengikuti daripada formula bahawa unit ukuran dalam SI ialah kilogram per meter padu (kg/m3). Unit bukan sistemik juga boleh digunakan, seperti g/cm3 atau g/l (untuk cecair).
Apakah itu logam
Sebelum memberikan jadual ketumpatan logam, mari kita terangkan bahan yang kita maksudkan. Bahan logam berbeza daripada bukan logam dalam kekonduksian terma dan elektrik yang tinggi dan kemuluran. Ini adalah ciri membezakan utama mereka. Terdapat juga sifat kecil, seperti mempunyai ciri kilauan logam, kebolehtempaan dan keelektronegatifan rendah untuk atomnya.
Semua logam dalam keadaan normal wujud dalam bentuk pepejal. Satu-satunya pengecualian ialah merkuri, yang mana suhu penghabluran ialah -39oC. Logam pepejal wujud dalam bentuk kekisi kristal. Yang terakhir ialah himpunan atom yang disusun di angkasa dengan cara geometri tertentu. Mana-mana bahan logam tulen (satu komponen) wujud dalam salah satu daripada tiga jenis kekisi kristal di bawah keadaan tertentu. Ini ialah grid berikut:
- Face Centered Cubic (FCC).
- Kubik Berpusat Badan (BCC).
- Heksagon padat rapat (hcp).
Jika keadaan (suhu, tekanan) berubah, maka logam boleh pergi dari satu ke keadaan hablur yang lain. Contoh klasik ialah peralihan seterika bcc kepada fcc apabila suhu turun di bawah 1392oC, atau apabila suhu meningkat melebihi 911oC.
Jadual ketumpatan logam
Ketumpatan logam ditentukan oleh dua faktor utama:
- Jenis kekisi kristal dan jarak interatomik di dalamnya.
- Jisim atomunsur kimia.
Jadual ketumpatan logam dan unsur lain diberikan di bawah.
Berikut ialah angka dalam g/cm3. Agar jadual ketumpatan logam dinyatakan dalam kg / m3, adalah perlu untuk mendarabkan nilai yang sepadan dengan 1000. Jadual menunjukkan bahawa logam mempunyai ketumpatan yang sangat berbeza. Ia boleh menjadi lebih ringan daripada air (natrium, litium, kalium) atau sangat berat (iridium, osmium, platinum, emas).
Ketumpatan aloi
Alloy ialah bahan berbilang komponen, contohnya, keluli ialah aloi besi dan karbon. Struktur kristal aloi adalah lebih kompleks daripada logam tulen. Untuk keluli, yang terdiri daripada atom besi dan karbon, terdapat beberapa kemungkinan untuk susunan bersama mereka (larutan pepejal karbon dalam bcc atau besi fcc, pembentukan fasa khas - simentit, pembentukan kemasukan grafit, dan beberapa yang lain).
Bagi ketumpatan aloi, dalam banyak kes ia boleh dianggarkan menggunakan formula mudah berikut:
ρ=∑imi/∑iV i.
Di mana i ialah nombor komponen dalam aloi. Jika ungkapan ini digunakan pada aloi dua komponen, maka formula berikut boleh diperolehi:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1)).
Di mana ρ1 dan ρ2 ialah ketumpatan komponen yang sepadan, x ialah pecahan jisim komponen pertama dalam aloi. Ia ditakrifkanjadi:
x=m1/(m1+ m2).
Jadual ketumpatan beberapa aloi dalam tan per meter padu diberikan di bawah.
Memandangkan setiap aloi mengandungi kebanyakannya satu komponen (keluli - besi, gangsa - kuprum, nikrom - nikel dan sebagainya), maka tidak hairanlah bahawa ketumpatannya hampir dengan ketumpatan logam tulen.
