Kas ir metāls? Šīs vielas daba ir bijusi interesanta kopš seniem laikiem. Līdz šim ir atklāti aptuveni 96 metālu veidi. Par to īpašībām un īpašībām mēs runāsim rakstā.
Kas ir metāls?
Lielākais elementu skaits periodiskajā tabulā attiecas uz metāliem. Pašlaik cilvēkiem ir zināmas tikai 96 to sugas. Katram no tiem ir savas īpašības, no kurām daudzas vēl nav izpētītas.
Kas ir metāls? Šī ir vienkārša viela, kurai raksturīga augsta elektriskā un siltuma vadītspēja, pozitīvs temperatūras vadītspējas koeficients. Lielākajai daļai metālu ir augsta izturība, elastība un tos var k alt. Viena no atšķirīgajām iezīmēm ir metāliska spīduma klātbūtne.
Vārda "metāls" nozīme ir saistīta ar grieķu metaljonu, kur tas nozīmē "izrakt no zemes", kā arī "mans, mans". Krievu terminoloģijā tas nonāca Pētera I valdīšanas laikā no vācu valodas (German Metall), kurā vārds pārcēlās no latīņu valodas.
Fizikālās īpašības
Metāla elementiem parasti ir laba elastība, izņemot alvu, cinku, mangānu. Pēc blīvuma tie ir sadalīti gaismā(alumīnijs, litijs) un smagais (osmijs, volframs). Lielākajai daļai no tiem ir augsta kušanas temperatūra, parasti diapazonā no -39 grādiem pēc Celsija dzīvsudrabam līdz 3410 grādiem pēc Celsija volframam.
Normālos apstākļos visi metāli, izņemot dzīvsudrabu un franciju, ir cieti. To cietības pakāpi nosaka Mosas skalas punktos, kur maksimums ir 10 balles. Tātad viscietākais ir volframs un urāns (6,0), mīkstākais ir cēzijs (0,2). Daudziem metāliem ir sudraba, zilgana un pelēka nokrāsa, tikai daži ir dzelteni un sarkanīgi.
Mobilie elektroni atrodas savos kristāla režģī, pateicoties kuriem tie ir lieliski elektriskās strāvas un siltuma vadītāji. Ar to vislabāk darbojas sudrabs un varš. Dzīvsudrabam ir viszemākā siltumvadītspēja.
Ķīmiskās īpašības
Metālus pēc to ķīmiskajām īpašībām iedala daudzās grupās. Starp tiem ir sārmu, sārmzemju, gaismas, aktīnijs un aktinīdi, lantāns un lantanīdi, pusmetāli. Magnijs un berilijs ir atrodami atsevišķi.
Parasti metāli darbojas kā nemetālu reducējošās vielas. Viņiem ir dažādas aktivitātes, tāpēc reakcijas uz vielām nav vienādas. Aktīvākie ir sārmu metāli, tie viegli mijiedarbojas ar ūdeņradi, ūdeni.
Noteiktos apstākļos gandrīz vienmēr notiek metālu mijiedarbība ar skābekli. Tikai zelts un platīns uz to nereaģē. Atšķirībā no citiem metāliem tie arī nereaģē uz sēru un hloru. Sārmu grupa tiek oksidēta līdzparastā vidē, pārējais, ja tiek pakļauts augstām temperatūrām.
Būt dabā
Dabā metāli galvenokārt atrodas rūdās vai savienojumos, piemēram, oksīdos, sāļos, karbonātos. Pirms lietošanas tie iziet ilgas tīrīšanas darbības. Daudzi metāli pavada derīgo izrakteņu atradnes. Tātad kadmijs ir daļa no cinka rūdām, skandijs un tantals atrodas blakus alvai.
Tikai inerti, tas ir, neaktīvi metāli, ir uzreiz atrodami tīrā veidā. Sakarā ar to zemo uzņēmību pret oksidāciju un koroziju, viņi ieguva dižciltīgo titulu. Tajos ietilpst zelts, platīns, sudrabs, rutēnijs, osmijs, pallādijs utt. Cēlmetāli ir ļoti elastīgi, un tiem ir raksturīgs spilgts spīdums gatavajos produktos.
Metāli ir mums visapkārt. Lielos daudzumos tie ir atrodami zemes garozā. Visizplatītākie ir alumīnijs, dzelzs, nātrijs, magnijs, kalcijs, titāns un kālijs. Tie ir atrodami jūras ūdenī (nātrijs, magnijs), ir daļa no dzīviem organismiem. Cilvēka organismā metāli atrodas kaulos (kalcijs), asinīs (dzelzs), nervu sistēmā (magnijs), muskuļos (magnijs) un citos orgānos.
Mācīšanās un izmantošana
Senās civilizācijas zināja, kas ir metāls. Starp Ēģiptes arheoloģiskajiem atradumiem, kas datēti ar 3-4 gadu tūkstošiem pirms mūsu ēras, tika atrasti priekšmeti, kas izgatavoti no dārgmetāliem. Pirmais cilvēks atklāja zeltu, varu, sudrabu, svinu, dzelzi, alvu, dzīvsudrabu. No tiem tika izgatavotas rotaslietas, instrumenti, rituālie priekšmeti un ieroči.
Viduslaikos tika atklāts antimons, arsēns, bismuts, cinks. Viņiem bieži tika piešķirtas maģiskas īpašības, kas saistītas ar kosmosu, planētu kustību. Alķīmiķi veica daudzus eksperimentus, cerot pārvērst dzīvsudrabu ūdenī vai zeltā. Pamazām atklājumu skaits pieauga, un līdz 21. gadsimtam tika atklāti visi līdz šim zināmie metāli.
Tagad tos izmanto gandrīz visās dzīves jomās. Metālus izmanto juvelierizstrādājumu, iekārtu, kuģu, automašīnu izgatavošanai. No tiem izgatavo rāmjus ēku celtniecībai, mēbelēm un dažādām sīkām detaļām.
Lieliska elektrovadītspēja ir padarījusi metālu par neaizstājamu vadu ražošanā, pateicoties viņam, mēs izmantojam elektrisko strāvu.
