Logam ialah sejenis bahan yang telah digunakan oleh manusia sejak zaman dahulu. Kumpulan bahan ini sangat banyak, tetapi semuanya mempunyai ciri fizikal yang sama, yang biasanya dipanggil sifat logam.
Kekerasan di antara mereka adalah perkara biasa, tetapi tidak menentukan. Lebih khusus adalah yang lain yang dimiliki oleh logam paling lembut. Sifat ini ditentukan oleh keanehan strukturnya pada tahap molekul.
Sifat logam
Besi dan aloinya (keluli, besi tuang), kuprum, aluminium… Penggunaan bahan-bahan ini menandakan kejayaan dalam kemajuan sains dan teknologi pada peringkat yang berbeza dalam perkembangan tamadun. Setiap logam ini mempunyai ciri-ciri yang memberikan nilai praktikal yang unik. Ciri biasa bagi mereka ialah kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi, keplastikan - keupayaan untuk mengekalkan integriti semasa ubah bentuk, kilauan logam.
Bilah damask yang memotong perisai besi dan logam yang paling lembut, yang tinggal kesan daripada hentaman yang sedikit, mempunyai struktur dalaman yang serupa. Ia berdasarkan kekisi kristal, di mana nodnya adalah atom dengancaj positif dan neutral, di antaranya terdapat "gas elektron" - zarah yang telah meninggalkan kulit luar atom akibat kelemahan ikatan dengan nukleus. Ikatan logam khas antara ion positif yang terletak di nod kekisi kristal dijalankan disebabkan oleh daya tarikan yang timbul dalam "gas elektron". Kekerasan, ketumpatan, takat lebur logam bergantung pada kepekatan "gas" ini.
Kriteria penilaian
Jawapan kepada soalan logam manakah yang paling lembut akan sentiasa menjadi bahan perbincangan, melainkan kriteria penilaian dipersetujui dan konsep kelembutan ditakrifkan. Pendapat tentang ciri bahan ini akan berbeza untuk pakar dalam industri yang berbeza. Ahli metalurgi mungkin memahami kelembutan sebagai peningkatan kelembutan, kecenderungan untuk menerima ubah bentuk daripada bahan yang melelas, dsb.
Bagi saintis bahan, adalah penting untuk dapat membandingkan ciri-ciri bahan yang berbeza secara objektif. Kelembutan juga harus mempunyai kriteria penilaian yang diterima umum. Logam paling lembut di dunia sepatutnya mempunyai penunjuk yang diiktiraf secara umum yang membuktikan ciri "rekod"nya. Terdapat beberapa kaedah yang bertujuan untuk mengukur kelembutan bahan yang berbeza.
Kaedah pengukuran
Kebanyakan kaedah yang diperakui untuk mengukur kekerasan adalah berdasarkan tindakan sentuhan pada bahan yang diuji, diukur dengan instrumen ketepatan, daripada badan yang lebih keras dipanggil indentor. Bergantung pada jenis indentor dan kaedah pengukuran, terdapat beberapa yang utamakaedah:
- Kaedah Brinell. Diameter kesan yang ditinggalkan oleh bola logam apabila ditekan ke permukaan bahan ujian ditentukan.
- Kaedah Rockwell. Kedalaman lekukan ke dalam permukaan bola atau kon berlian diukur.
- Kaedah Vickers. Luas kesan yang ditinggalkan oleh piramid tetrahedral berlian ditentukan.
- Kekerasan pantai. Terdapat skala untuk bahan yang sangat keras dan sangat lembut - kedalaman rendaman jarum khas atau ketinggian lantunan dari permukaan penyerang khas diukur.
Skala kekerasan Mohs
Skala ini untuk menentukan kekerasan relatif mineral dan logam telah dicadangkan pada awal abad ke-19 oleh Friedrich Moos Jerman. Ia berdasarkan kaedah menggaru, di mana sampel yang lebih keras meninggalkan tanda pada yang lebih lembut, dan sangat mudah untuk mengetahui logam mana yang paling lembut. Berhubung dengan 10 mineral rujukan, yang diberikan indeks kekerasan bersyarat, tempat dalam skala dan indeks digital ditentukan untuk bahan yang diuji. Mineral rujukan yang paling lembut ialah talc. Ia mempunyai kekerasan Mohs 1, dan yang paling sukar, berlian, ialah 10.
Penilaian kekerasan pada skala Mohs adalah berdasarkan prinsip "lebih lembut - lebih keras". Adalah mungkin untuk menentukan dengan tepat berapa kali, contohnya, aluminium, yang mempunyai indeks pada skala Mohs 2.75, lebih lembut daripada tungsten (6.0), hanya dengan hasil pengukuran berdasarkan kaedah lain. Tetapi untuk menentukan logam paling lembut dalam jadual berkala, jadual ini sudah memadai.
Yang paling lembut ialah logam alkali
Daripada skala mineralogi Mohs, dapat dilihat bahawa yang paling lembut adalah bahan yang berkaitan dengan logam alkali. Malah merkuri, yang biasa kepada ramai daripada cecair daripada termometer, mempunyai indeks kekerasan 1.5. Lebih lembut daripada beberapa bahan dengan sifat fizikal, mekanikal dan kimia yang serupa: litium (0.6 pada skala Mohs), natrium (0.5), kalium (0, 4), rubidium (0, 3). Logam paling lembut ialah cesium, yang mempunyai skala kekerasan Mohs 0.2.
Sifat fizikal dan kimia logam alkali ditentukan oleh konfigurasi elektroniknya. Ia hanya berbeza sedikit daripada struktur gas lengai. Elektron yang terletak pada tahap tenaga luaran mempunyai mobiliti, yang menentukan aktiviti kimia yang tinggi. Logam paling lembut dicirikan oleh turun naik khas, ia sukar untuk dilombong dan dipelihara tidak berubah. Mereka mempunyai interaksi kimia yang ganas dengan udara, air, oksigen.
Item 55
Nama "cesium" berasal dari bahasa Latin caesius - "biru langit": dalam spektrum yang dipancarkan oleh bahan yang sangat panas, dua jalur biru terang kelihatan dalam julat inframerah. Dalam bentuk tulen, ia memantulkan cahaya dengan baik, kelihatan seperti emas muda dan mempunyai warna kuning keperakan. Cesium ialah logam paling lembut di dunia, dengan indeks kekerasan Brinell 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2). Takat lebur: +28.5°C, jadi dalam keadaan biasa, pada suhu bilik, sesium berada dalam keadaan separa cecair.
Ia jarang berlakulogam yang mahal dan sangat reaktif. Dalam elektronik, kejuruteraan radio dan industri kimia berteknologi tinggi, sesium dan aloi berasaskannya semakin digunakan dan keperluan untuknya semakin meningkat. Aktiviti kimianya, keupayaan untuk membentuk sebatian dengan kekonduksian elektrik tertinggi adalah dalam permintaan. Cesium adalah komponen penting dalam pengeluaran peranti optik khas, lampu dengan sifat unik dan produk berteknologi tinggi yang lain. Pada masa yang sama, kelembutan bukanlah kualiti yang paling dicari.
