Bahan pertama yang dipelajari orang untuk digunakan untuk keperluan mereka ialah batu. Walau bagaimanapun, kemudian, apabila seseorang menyedari sifat-sifat logam, batu itu bergerak jauh ke belakang. Ia adalah bahan-bahan ini dan aloi mereka yang telah menjadi bahan yang paling penting dan utama di tangan manusia. Barangan rumah tangga, alat buruh dibuat daripadanya, premis dibina. Oleh itu, dalam artikel ini kita akan mempertimbangkan apa itu logam, ciri-ciri umum, sifat dan penggunaannya yang sangat relevan hingga ke hari ini. Lagipun, sejurus selepas Zaman Batu, seluruh galaksi logam mengikuti: tembaga, gangsa dan besi.
Logam: ciri umum
Apakah yang menyatukan semua wakil bahan mudah ini? Sudah tentu, ini adalah struktur kekisi kristal mereka, jenis ikatan kimia dan ciri struktur elektronik atom. Lagipun, oleh itu ciri ciri fizikal yang mendasari penggunaan bahan ini oleh manusia.
Pertama sekali, pertimbangkan logam sebagai unsur kimia sistem berkala. Di dalamnya, mereka terletak agak bebas, menduduki 95 sel daripada 115 yang diketahui sehingga kini. Terdapat beberapa ciri lokasi mereka secara umumsistem:
- Mereka membentuk subkumpulan utama kumpulan I dan II, serta III, bermula dengan aluminium.
- Semua subkumpulan sekunder terdiri daripada logam sahaja.
- Ia terletak di bawah pepenjuru bersyarat daripada boron ke astatin.
Berdasarkan data sedemikian, mudah untuk melihat bahawa bukan logam dikumpulkan di bahagian atas sebelah kanan sistem dan ruang selebihnya adalah milik elemen yang sedang kami pertimbangkan.
Semuanya mempunyai beberapa ciri struktur elektronik atom:
- Jejari atom yang besar, akibatnya ikatan antara elektron luar dan nukleus menjadi lemah, jadi logam mudah melepaskannya, bertindak sebagai agen pengurangan.
- Sebilangan kecil elektron dalam lapisan tenaga luar.
- Dalam kumpulan dari atas ke bawah, sifat logam unsur dipertingkatkan, dan sepanjang tempoh dari kiri ke kanan, sebaliknya, ia menjadi lemah. Jadi, bukan logam terkuat ialah fluorin, dan yang paling lemah ialah fransium.
Ciri-ciri umum logam dan bukan logam membolehkan kita mengenal pasti corak dalam strukturnya. Oleh itu, kekisi kristal bekas adalah logam, istimewa. Nodnya mengandungi beberapa jenis zarah sekaligus:
- ion;
- atom;
- elektron.
Awan biasa terkumpul di dalam, dipanggil gas elektron, yang menerangkan semua sifat fizikal bahan ini. Jenis ikatan kimia dalam logam dengan nama yang sama dengannya.
Sifat fizikal
Terdapat beberapa parameter yang menyatukan semua logam. Ciri-ciri umum fizikal merekahartanah kelihatan seperti ini.
- Kilauan logam. Semua wakil kumpulan bahan ini memilikinya. Pada masa yang sama, kebanyakannya memantulkan cahaya satu panjang gelombang, oleh itu ia memancarkan warna putih-perak yang lembut. Tetapi sesetengah (emas, tembaga, banyak aloi) mempunyai kilauan kuning.
- Kelembutan dan keplastikan. Parameter ini juga wujud dalam logam. Ciri umum berdasarkan ini, bagaimanapun, tidak sepenuhnya tepat, kerana di kalangan wakil terdapat yang sangat lembut, mudah dibentuk dan mulur, dan terdapat yang agak rapuh yang dimesin. Yang paling mudah ditempa dan mulur ialah emas, perak, tembaga, aluminium dan lain-lain. Kurang mudah dibentuk - timah, plumbum, mangan dan lain-lain.
- Kekonduksian elektrik dan haba. Ia dimiliki oleh semua wakil tanpa pengecualian. Logam ialah konduktor jenis pertama.
- Takat lebur dan didih yang tinggi. Atas dasar ini, ia dibahagikan kepada refraktori (suhu melebihi 1500 darjah), boleh melebur - di bawah angka yang ditentukan.
- Logam ringan dan berat bergantung pada ketumpatannya. Ia adalah lebih kecil, lebih kecil berat atom unsur. Yang paling ringan ialah litium, dan yang paling berat ialah osmium.
- Kekerasan. Pemegang rekod untuk penunjuk ini ialah kromium, dan yang paling lembut ialah cesium, ia cair di tangan.
Parameter yang disenaraikan - ini adalah ciri umum logam, iaitu segala-galanya yang menyatukannya menjadi satu keluarga besar. Walau bagaimanapun, perlu difahami bahawa terdapat pengecualian untuk setiap peraturan. Lebih-lebih lagi, terdapat terlalu banyak elemen seperti ini. Oleh itu, dalam keluarga itu sendiri,terdapat pembahagian kepada pelbagai kumpulan, yang akan kami pertimbangkan di bawah dan yang mana kami akan menunjukkan ciri ciri.
Sifat kimia
Dari sudut pandangan sains kimia, semua logam adalah agen penurunan. Dan, sangat kuat. Semakin sedikit elektron di paras luar dan semakin besar jejari atom, semakin kuat logam mengikut parameter yang ditentukan.
Akibatnya, logam dapat bertindak balas dengan:
- bukan logam;
- air;
- asid;
- dengan alkali (logam amfoterik);
- oksida;
- garam logam lemah.
Ini hanyalah gambaran umum sifat kimia. Lagipun, untuk setiap kumpulan elemen ia adalah individu semata-mata.
Logam tanah beralkali
Ciri-ciri umum logam alkali tanah adalah seperti berikut:
- Mempunyai dua elektron pada paras luar.
- Mereka membentuk kumpulan kedua subkumpulan utama sistem berkala, kecuali berilium.
- Dalam keadaan biasa, ini adalah pepejal yang tidak boleh dipotong dengan pisau.
- Warna logam ringkas adalah kelabu perak, ditutup dengan filem oksida di udara.
- Aktiviti kimianya tinggi, ia meningkat daripada magnesium kepada radium.
- Bersifat meluas, terutamanya kalsium. Dalam bentuk yang mudah, ia tidak dijumpai kerana aktiviti yang tinggi, tetapi ia membentuk banyak sebatian berbeza yang penting untuk manusia.
- Penting dari segi biologi. Kalsium dan magnesium adalah unsur surih penting bagi tubuh manusia danhaiwan. Magnesium juga merupakan sebahagian daripada klorofil tumbuhan.
Oleh itu, logam alkali tanah ialah unsur biasa bagi keluarga s, mempamerkan aktiviti kimia yang tinggi dan merupakan agen penurunan yang kuat serta peserta penting dalam proses biologi dalam badan.
Logam alkali
Ciri umum logam alkali bermula dengan namanya. Mereka menerimanya kerana keupayaan untuk larut dalam air, membentuk alkali - hidroksida kaustik. Tindak balas dengan air sangat ganas, kadangkala mudah terbakar. Bahan-bahan ini tidak ditemui dalam bentuk bebas di alam semula jadi, kerana aktiviti kimianya terlalu tinggi. Ia bertindak balas dengan udara, wap air, bukan logam, asid, oksida dan garam, hampir semuanya.
Ini disebabkan oleh struktur elektroniknya. Di peringkat luar, hanya terdapat satu elektron, yang mudah mereka berikan. Ini adalah agen pengurangan yang paling kuat, itulah sebabnya ia mengambil masa yang agak lama untuk mendapatkannya dalam bentuk tulennya. Ini pertama kali dilakukan oleh Humphrey Davy pada abad ke-18 melalui elektrolisis natrium hidroksida. Kini semua wakil kumpulan ini dilombong menggunakan kaedah ini.
Ciri umum logam alkali terletak pada fakta bahawa ia merupakan kumpulan pertama subkumpulan utama sistem berkala. Kesemuanya adalah unsur penting yang membentuk banyak sebatian semula jadi berharga yang digunakan oleh manusia.
Ciri umum logam bagi d- dan f-famili
Kumpulan unsur ini merangkumi semua unsur tersebutyang pengoksidaan mungkin berbeza-beza. Ini bermakna, bergantung kepada keadaan, logam boleh bertindak sebagai agen pengoksida dan agen penurunan. Unsur-unsur sedemikian mempunyai keupayaan yang hebat untuk memasuki reaksi. Antaranya, sejumlah besar bahan amfoterik.
Nama biasa untuk semua atom ini ialah unsur peralihan. Mereka menerimanya kerana, dari segi sifat mereka, mereka benar-benar berdiri, seolah-olah, di tengah-tengah, antara logam tipikal keluarga-s dan bukan logam bagi keluarga-p.
Ciri umum logam peralihan membayangkan penetapan sifat serupa mereka. Ia adalah seperti berikut:
- sebilangan besar elektron di peringkat luar;
- jejari atom besar;
- beberapa keadaan pengoksidaan (dari +3 hingga +7);
- elektron valens berada pada subperingkat d- atau f;
- bentuk 4-6 tempoh besar sistem.
Sebagai bahan ringkas, logam kumpulan ini sangat kuat, mulur dan mudah ditempa, oleh itu ia mempunyai kepentingan industri yang besar.
Subkumpulan sampingan sistem berkala
Ciri-ciri umum logam subkumpulan sekunder sepenuhnya bertepatan dengan ciri-ciri logam peralihan. Dan ini tidak menghairankan, kerana, sebenarnya, ia adalah perkara yang sama. Cuma subkumpulan sampingan sistem dibentuk dengan tepat oleh wakil keluarga d dan f, iaitu logam peralihan. Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa konsep ini adalah sinonim.
Yang paling aktif dan penting daripada mereka ialah barisan pertama 10 wakil daripada skandium hingga zink. Kesemua mereka mempunyai kepentingan industri yang besar dan selalunyadigunakan oleh manusia, terutamanya untuk peleburan.
Alloy
Ciri-ciri umum logam dan aloi membolehkan kita memahami di mana dan bagaimana boleh menggunakan bahan ini. Sebatian sedemikian telah mengalami perubahan yang hebat dalam beberapa dekad yang lalu, kerana semakin banyak bahan tambahan baharu ditemui dan disintesis untuk meningkatkan kualitinya.
Ali yang paling terkenal hari ini ialah:
- tembaga;
- duralumin;
- besi tuang;
- keluli;
- gangsa;
- akan menang;
- nichrome dan lain-lain.
Apakah itu aloi? Ini adalah campuran logam yang diperoleh dengan melebur yang terakhir dalam peranti relau khas. Ini dilakukan untuk mendapatkan produk yang mempunyai sifat unggul berbanding bahan tulen yang membentuknya.
Perbandingan sifat logam dan bukan logam
Jika kita bercakap tentang sifat umum, maka ciri logam dan bukan logam akan berbeza dalam satu titik yang sangat penting: untuk yang terakhir, ciri yang serupa tidak dapat dibezakan, kerana ia sangat berbeza dalam sifat fizikal dan kimianya.
Oleh itu, adalah mustahil untuk mencipta ciri sedemikian untuk bukan logam. Anda hanya boleh mempertimbangkan secara berasingan wakil setiap kumpulan dan menerangkan sifat mereka.
