Огледайте се за секунда… Колко метални неща можете да видите? Обикновено, когато мислим за метали, мислим за вещества, които са лъскави и издръжливи. Те обаче се намират и в храната ни и в телата ни. Нека да разгледаме пълния списък на металите, известни на науката, да научим основните им свойства и да разберем защо са толкова специални.
Какво са металите?
Елементи, които лесно губят електрони, които са лъскави (отразителни), ковки (могат да бъдат формовани в други форми) и се считат за добри проводници на топлина и електричество, се наричат метали. Те са от решаващо значение за нашия начин на живот, тъй като са не само част от конструкциите и технологиите, но и от съществено значение за производството на почти всички артикули. Металът е дори в човешкото тяло. Гледайки етикета на съставката на мултивитамина, ще видите десетки изброени съединения.
Може би не сте знаели, че елементи като натрий, калций, магнезий и цинк са от съществено значение заживот и ако те отсъстват от телата ни, здравето ни може да бъде в сериозна опасност. Например, калцият е от съществено значение за здрави кости, магнезият за метаболизма. Цинкът подобрява функцията на имунната система, докато желязото помага на кръвните клетки да пренасят кислород в тялото. Въпреки това, металите в телата ни се различават от метала в лъжица или стоманен мост по това, че са загубили електрони. Те се наричат катиони.
Металите също имат антибиотични свойства, така че перилата и дръжките на обществени места често се правят от тези елементи. Известно е, че много инструменти са направени от сребро, за да се предотврати развитието на бактерии. Изкуствените стави са направени от титаниеви сплави, които едновременно предотвратяват инфекцията и правят реципиентите по-силни.
Метали в периодичната таблица
Всички елементи в периодичната система на Дмитрий Менделеев са разделени на две големи групи: метали и неметали. Първият е най-многобройният. Повечето елементи са метали (сини). Неметалите в таблицата са показани на жълт фон. Съществува и група елементи, които са класифицирани като металоиди (червени). Всички метали са групирани от лявата страна на масата. Имайте предвид, че водородът е групиран с метали в горния ляв ъгъл. Въпреки това, той се счита за неметален. Някои учени обаче предполагат, че може да има метален водород в ядрото на планетата Юпитер.
Метално залепване
Много от прекрасните и полезни качестваЕдин елемент е свързан с това как неговите атоми се свързват един с друг. Това създава определени връзки. Металното взаимодействие на атомите води до създаване на метални структури. Всеки екземпляр на този елемент в ежедневието, от кола до монети в джоб, включва метална връзка.
По време на този процес металните атоми споделят своите външни електрони равномерно един с друг. Електроните, протичащи между положително заредени йони, лесно пренасят топлина и електричество, което прави тези елементи толкова добри проводници на топлина и електричество. За захранване се използват медни проводници.
Реакции на метали
Реактивността се отнася до тенденцията на даден елемент да реагира с химикали в околната среда. Тя е различна. Някои метали, като калий и натрий (в колони 1 и 2 на периодичната таблица), реагират лесно с много различни химикали и рядко се срещат в чистата им, елементарна форма. И двете обикновено съществуват само в съединения (свързани с един или повече други елементи) или като йони (заредена версия на тяхната елементарна форма).
От друга страна има и други метали, наричат се още бижута. Златото, среброто и платината не са много реактивни и обикновено се срещат в чиста форма. Тези метали губят електрони по-лесно от неметалите, но не толкова лесно, колкото реактивните метали като натрий. Платина относителнонереактивен и много устойчив на реакции с кислород.
Свойства на елемента
Когато изучавахте азбуката в началното училище, вие открихте, че всички букви имат свой собствен уникален набор от свойства. Например, някои имаха прави линии, някои имаха криви, а други имаха и двата вида линии. Същото може да се каже и за елементите. Всеки от тях има уникален набор от физични и химични свойства. Физичните свойства са качества, присъщи на определени вещества. Блестящ или не, колко добре провежда топлина и електричество, при каква температура се топи, колко е плътен.
Химичните свойства включват онези качества, които се наблюдават, когато реагират на излагане на кислород, ако изгорят (колко трудно ще им бъде да задържат електроните си по време на химическа реакция). Различните елементи могат да споделят общи свойства. Например желязото и медта са елементи, които провеждат електричество. Те обаче нямат същите свойства. Например, когато желязото е изложено на влажен въздух, то ръждясва, но когато медта е изложена на същите условия, придобива специфично зелено покритие. Ето защо Статуята на свободата е зелена, а не ръждясала. Изработена е от мед, а не от желязо).
Организация на елементи: метали и неметали
Фактът, че елементите имат някои общи и уникални свойства, им позволява да бъдат сортирани в хубава, чиста диаграма, коятонаречена периодична таблица. Той организира елементи въз основа на техния атомен номер и свойства. И така, в периодичната таблица намираме елементи, групирани заедно, които имат общи свойства. Желязото и медта са близо един до друг, и двете са метали. Желязото се обозначава със символа "Fe", а медта - със символа "Cu".
Повечето елементи в периодичната таблица са метали и обикновено са от лявата страна на таблицата. Те са групирани заедно, защото имат определени физични и химични свойства. Например, металите са плътни, лъскави, те са добри проводници на топлина и електричество и лесно губят електрони при химични реакции. За разлика от тях, неметалите имат противоположни свойства. Те не са плътни, не провеждат топлина и електричество и са склонни да получават електрони, вместо да ги раздават. Когато погледнем периодичната таблица, виждаме, че повечето неметали са групирани вдясно. Това са елементи като хелий, въглерод, азот и кислород.
Какво са тежките метали?
Списъкът с метали е доста голям. Някои от тях могат да се натрупват в тялото и да не причиняват вреда, като например естествен стронций (формула Sr), който е аналог на калция, тъй като се отлага продуктивно в костната тъкан. Кои от тях се наричат тежки и защо? Помислете за четири примера: олово, мед, живак и арсен.
Къде се намират тези елементи и как влияят на околната среда и човешкото здраве? Тежкаметалите са метални, естествено срещащи се съединения, които имат много висока плътност в сравнение с други метали - поне пет пъти по-голяма от плътността на водата. Те са токсични за хората. Дори малки дози могат да доведат до сериозни последствия.
- Олово. Това е тежък метал, който е токсичен за хората, особено за децата. Отравянето с това вещество може да доведе до неврологични проблеми. Въпреки че някога е бил много привлекателен поради своята гъвкавост, висока плътност и способност да абсорбира вредните лъчения, оловото е било постепенно премахнато по много начини. Този мек, сребрист метал, открит на Земята, е опасен за хората и се натрупва в тялото с течение на времето. Най-лошото е, че не можете да се отървете от него. Той седи там, натрупва се и постепенно отравя тялото. Оловото е токсично за нервната система и може да причини тежки мозъчни увреждания при деца. Той е бил широко използван през 1800 г. за създаване на грим и до 1978 г. е бил използван като една от съставките в боята за коса. Днес оловото се използва предимно в големи батерии, като рентгенови щитове или като изолация за радиоактивен материал.
- Мед. Това е червеникавокафяв тежък метал, който има много приложения. Медта все още е един от най-добрите проводници на електричество и топлина и много електрически проводници са направени от този метал и покрити с пластмаса. От този елемент на периодичната система се правят и монети, предимно дребни пари. Острото отравяне с мед е рядко, но подобно на олово, то може да се натрупва в тъканите, което в крайна сметка води до токсичност. Хората, които са изложени на големи количества мед или меден прах, също са изложени на риск.
- Меркурий. Този метал е токсичен под всякаква форма и дори може да се абсорбира от кожата. Неговата уникалност се крие във факта, че е течен при стайна температура, понякога се нарича "бързо сребро". Може да се види в термометър, защото като течност абсорбира топлина, променяйки обема дори при най-малката разлика в температурата. Това позволява на живака да се издига или пада в стъклената тръба. Тъй като това вещество е мощен невротоксин, много компании преминават към червени алкохолни термометри.
- Арсен. От римско време чак до викторианската епоха арсенът се смята за „цар на отровите“, а също и за „отровата на кралете“. Историята е наситена с безброй примери за убийства както на кралски особи, така и на обикновените хора с цел лична изгода, използвайки съединения на арсен, които са без мирис, цвят и вкус. Въпреки всички негативни влияния, този металоид също има своите приложения, дори и в медицината. Например арсеновият триоксид е много ефективно лекарство, използвано за лечение на хора с остра промиелоцитна левкемия.
Какво е благороден метал?
Благородният метал е метал, койтоможе да бъде рядко или трудно да се получи и икономически много ценно. Какъв е списъкът на металите, които са скъпоценни? Има общо три:
- Платина. Въпреки своята огнеупорност, той се използва в бижута, електроника, автомобили, химически процеси и дори медицина.
- Злато. Този благороден метал се използва за направата на бижута и златни монети. Въпреки това, той има много други приложения. Използва се в медицината, производството и лабораторното оборудване.
- Сребро. Този благороден метал е сребристо бял на цвят и е много ковък. в чист вид е доста тежък, по-лек е от олово, но по-тежък от мед.
Метали: видове и свойства
Повечето елементи могат да се считат за метали. Те са групирани в средата от лявата страна на масата. Металите са алкални, алкалоземни, преходни, лантаноиди и актиниди.
Всички те имат няколко общи неща, това са:
- твърдо при стайна температура (с изключение на живак);
- обикновено лъскава;
- висока точка на топене;
- добър проводник на топлина и електричество;
- нисък йонизационен капацитет;
- ниска електроотрицателност;
- гъвкав (способен да приеме дадена форма);
- пластмаса (може да се изтегли в тел);
- висока плътност;
- вещество, което губи електрони в реакции.
Списък на металите, известни на науката
- литий;
- берилий;
- натрий;
- магнезий;
- алуминий;
- калий;
- калций;
- скандий;
- титан;
- ванадий;
- chrome;
- манган;
- iron;
- кобалт;
- никел;
- мед;
- цинк;
- галий;
- рубидий;
- стронций;
- итрий;
- цирконий;
- ниобий;
- молибден;
- технеций;
- рутений;
- родий;
- паладий;
- сребро;
- кадмий;
- индий;
- коперник;
- цезий;
- барий;
- калай;
- iron;
- бисмут;
- водещ;
- живак;
- волфрам;
- злато;
- платина;
- osmium;
- хафний;
- германий;
- иридий;
- ниобий;
- рений;
- антимон;
- талий;
- тантал;
- френски;
- livermorium.
Общо са известни около 105 химични елемента, повечето от които са метали. Последните са много често срещан елемент в природата, който се среща както в чиста форма, така и като част от различни съединения.
Металите се срещат в недрата на земята, те могат да бъдат намерени в различни водни тела, в състава на телата на животни и хора, в растенията и дори в атмосферата. В периодичната таблица те са разположени, започвайки с литий (метал с формула Li) изавършващ с livermorium (Lv). Таблицата продължава да се попълва с нови елементи и най-вече това са метали.
