Металл (название происходит от лат. metallum — шахта) — один из классов элементов, которые, в отличие от неметаллов (и металлоидов), обладают характерными металлическими свойствами. Металлами является большинство химических элементов (примерно 80 %).
Самым распространенным металлом в земной коре является алюминий.
Металлы — суть светлые тела, которые ковать можно. (Михаил Васильевич Ломоносов)
Характерные свойства металлов: Металлический блеск , хорошая электропроводность , Возможность легкой механической обработки (например, пластичность) , Высокая плотность , Высокая температура плавления , Большая теплопроводность
Физические свойства металлов:
Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Температуры плавления лежат в диапазоне от 39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам).
В зависимости от их плотности, металлы делят на легкие (плотность 0,53 ч 5 г/смі) и тяжелые (5 ч 22,5 г/смі).
Металлы тонут
Применение металлов.
Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Это объясняется тем, что чистые металлы не всегда экономически выгодны. Обладая высокой пластичностью, они имеют низкую прочность и твердость. Многие металлы имеют высокую электропроводность, но с повышением температуры электропроводность их падает.
Современная техника все чаще требует применения чистых металлов и металлов в монокристаллической форме. Они обладают характерными и несколько лучшими механическими и другими свойствами. Из монокристаллического металла уже изготовлены, например, опытные образцы лопастей турбин. В Дрездене и Фрайберге ученые постоянно работают над дальнейшим развитием методов получения металлов высокой чистоты и определенной структуры.
А теперь давайте поподробнее познакомимся, где применяются металлы.
Конструкционные металлы
Металлы и их сплавы — один их главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется, прежде всего, их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.
Электротехнические материалы
Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).
Инструментальные материалы
Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части).
Элементы квантовой теории металлов
... электропроводности металлов, рассмотренный в классической физике. Какое же принципиальное изменение в теорию "электронного газа" вносит квантовая теория? Нетрудно понять, что закон Больцмана, действительно, неприменим к электронам проводимости металла. ... обладающий, согласно электронной теории металлов, свойствами идеального газа. В ... имеет следующий вид: Пpи высокой темпеpатуpе, когда гpафик ...
В основном это инструментальные стали и твердые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.
А теперь познакомимся с некоторыми чистыми металлами поближе.
Молибден и вольфрам
Молибден(tпл=2615 °С) и вольфрам (tпл=3410 °С) — одни из самых тугоплавких простых веществ. Свойственная этим металлам высокая твёрдость в сочетании с жаропрочностью делает их незаменимыми в производстве высокотемпературных конструкционных материалов. Недаром именно из вольфрама изготовляют нити накаливания электроламп (нить разогревается выше 2500 °С) и катоды рентгеновских трубок, а сплав молибдена и титана может эксплуатироваться при температурах вплоть до 1500 °С. Особой твёрдостью обладают сплавы на основе карбида вольфрама WC. Из них выполняют режущие части инструментов, свёрла.
Молибден и вольфрам химически гораздо менее активны, чем хром. Кислоты и щёлочи на них практически не действуют. Исключение — горячая дымящая азотная кислота, которая медленно окисляет эти металлы.
Металл уран
Металл уран — серебристый металл, тугоплавкий. Из всех представителей семейства актинидов наибольшее практическое значение имеет именно этот металл. Одно время, на заре ядерных исследований, XX век называли даже веком урана. По внешнему виду металл уран напоминает сталь: легко поддаётся ковке, полировке, прокатке, тугоплавок (tпл=1130 °С).
Уран — плохой проводник тепла и электричества: его теплопроводность в 13 раз меньше теплопроводности меди.
Металл уран легко растворяется в азотной кислоте с образованием жёлтого раствора нитрата уранила (нитрата диоксоурана) UO2(NO3)2, в котором уран находится в высшей степени окисления +6. Данное вещество может быть получено также при растворении в кислоте оксида урана (VI).
Светло-жёлтый гидроксид уранила UO2(OH)7, называемый иногда урановой кислотой, проявляет свойства амфотерного соединения. При растворении его в кислотах образуются соли уранила: UO2(OH)2+2HCl=UO2Cl2+2Н2О, а при действии щелочей получаются уранаты — соли урановой кислоты:
2UO2(NO3)2 + 6NH3•Н2О= (NH4)2U2O7+3Н2О+4NH4NO3
Уран в земной коре содержится в больших количествах (2•10-4%), чем кадмий, серебро, ртуть и
Простейший минерал — уранинит UO2+x, Это диоксид урана, подвергшийся частичному окислению кислородом воздуха либо кислородом, выделившимся в результате перестройки структуры оксида UO2 при радиоактивном превращении металлического урана в металлический свинец: при этом образуется оксид свинца PbО, а избыточный кислород, выделяющийся в свободном виде, окисляет уран. Урановая руда считается богатой, если содержит от 0,5 до 1% урана. На заводах по переработке урановых руд уранинит обогащают, а затем отделяют уран от примесей и выделяют в виде оксида UO2.
Для получения металла урана диоксид переводят в тетрафторид:
- UO2+4HF=UF4+2H>2O и потом восстанавливают металлотермические: UF4+2Mg = t°U+2MgF2
Ядерное топливо
Природный уран представляет собой смесь трёх изотопов: 235U (0,72%), 238U (99,274%) и 234U (0,006%).
Реферат металл хром
... сходны между собой и несколько отличаются от хрома. Химическая активность металлов в ряду хром — молибден — вольфрам заметно понижается. Хром встречается ввиде соединений в различных минералах. Наиболее ... предпоследним электронным слоем атома, отличается тугоплавкостью и твердостью. По твердости хром превосходит все металлы, он царапает стекло. Расположение электронов на 3d- и 4s-орбиталях ...
Для нужд ядерной техники часто необходим уран, обогащённый изотопом 235U
Металл хром
Металл хром(Cr) — серебристый металл белого цвета, твёрдый и тугоплавкий (tnл=1890 °С).
При комнатной температуре он не окисляется на воздухе. Металл хром устойчив к окислению даже при повышенной температуре, в то время как порошок хрома сгорает на воздухе уже при 300 °С, образуя зелёный оксид хрома (III) Cr2О3.
Феррохром (содержащий около 60 % хрома) и чистый хром используются в качестве добавок к сталям: образующийся сплав — хромистая сталь — отличается высокой твёрдостью и устойчива к окислению. Самая популярная марка нержавеющей стали содержит 18% хрома и 6%никеля. Такая сталь используется в химической и нефтехимической промышленности, а также для изготовления бытовых приборов. Сплавы хрома и никеля — нихромы, не только устойчивы к коррозии, но и обладают высоким электрическим сопротивлением. Из них изготовляют спирали накаливания электронагревательных приборов. Многие изделия покрывают тонким (0,1 мкм) слоем металлического хрома — хромируют. Хромовое покрытие придаёт изделию красивый внешний вид и защищает его от коррозии.
Название «хром» (от греч. «хрома» — «цвет», «краска») подчёркивает разнообразие окраски солей этого металла. Так, в водных растворах соединения хрома (П) имеют небесно-голубой цвет, хрома (III) — фиолетовый или зелёный, хрома (VI) — оранжевый или жёлтый. Если соединения хрома(П) проявляют основные свойства, то соединения трёхвалентного хрома амфотерны.
селен
Этот металл, очень похожий по своим свойствам на теллур.
Элемент селен (Se) — используется в копировальных аппаратах, а также в полупроводниковых приборах — диодах, фоторезисторах.
Также без селена не работает ни один плазменный лазер. Селен применяется ещё и в медицине. Например, китайцы успешно борются с его помощью с раком. Вещества на основе селена вообще помогают укреплять иммунную систему. Они успешно борются с вирусами и даже помогают удерживать СПИД в «законсервированном» состоянии, не давая ему прогрессировать.
В организме человека содержится около 14 мг селена. Селен относится к числу важных микроэлементов — стимулирует синтез серосодержащих аминокислот, входит в состав фермента глутатионпероксидазы, предохраняющего гемоглобин крови от окисления пероксидами. Недостаток селена в организме человека приводит к ослаблению его иммунной защиты (больше всего селена — около 0,2 — 0,3 мг/кг — содержится в мясе и твороге).
Ещё селен интересен тем, что образует и селеновую кислоту H2SeO4. Селеновая кислота по свойствам во многом близкая серной кислоте. Однако, селеновая кислота H7SeO4 — ещё более энергичный окислитель, способный растворять даже золото: 2Au+6H2SeO4=Au2(SeO4)3+
Металл никель
Металл никель (Ni) и кобальт (Co) представляют собой твёрдые серебристые металлы белого цвета (с температурами плавления 1494 и 1455 °С соответственно), прочные и пластичные. Подобно чистому железу, они легко намагничиваются. Однако спутать с железом их невозможно — оба металла никель и кобаль
Содержание тяжелых металлов в продуктах питания
... мигрировать. Миграция соединений тяжелых металлов происходит в значительной степени в виде органо-минеральной составляющей. Часть органических соединений, с которыми связываются металлы, представлена продуктами микробиологической деятельности. Ртуть характеризуется способностью аккумулироваться в звеньях «пищевой цепи». Микроорганизмы ...
Ещё до новой эры металлический никель сплавляли с чистой медью и получали монеты и металлическую посуду. Некоторые соединения кобальта были известны древним египтянам. Сплавляя обожжённые кобальтовые руды с песком и поташом (карбонатом калия) и затем измельчая сплав, получали порошок синего цвета. Его использовали для изготовления цветного непрозрачного стекла. Кстати, соединения никеля и кобальта в водном растворе тоже красиво окрашены: соли Со2+ имеют розовый цвет, a Ni2+ — зелёный. Гидроксид кобальта (II) и гидроксид никеля (II) нерастворимы в воде и обладают только основными свойствами.
Интересные факты
Интересные факты металлах и человеке.*Оказывается, инструменты, изготовленные из меди и её сплавов не создают искр. По этой причине такие инструменты применяются там, где существуют особые требования безопасности, то есть огнеопасные и взрывоопасные производства.
Знаете ли вы, что еще в XV—XVI веках индейцы культуры Чонос (Эквадор) выплавляли медь с содержанием 99,5 %. Из меди они изготавливали монеты в виде топориков 2 мм по сторонам и 0,5 мм толщиной. Данная монета имела хождение по всему западному побережью Южной Америки, и в том числе в государстве Инков.
В Японии медным трубопроводам для газа в зданиях присвоен статус «сейсмостойких».
Интересный факт установили польские учёные – в тех водоёмах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными размерами. В прудах или озёрах, где медь отсутствует, быстро развивается грибок, который поражает карпов.
А вот еще интересные факты о человеке: в организме взрослого человека содержится до 80 г меди. Так как медь не накапливается в организме, а выводится вместе с продуктами метаболизма, человеку в составе диеты необходимо получать около 2 мг меди ежедневно.
Хром является самым твердым металлом из чистых металлов (не содержащих примесей).
Хотя, резка металла – работа профессионалов.
Вольфрам — самый тугоплавкий металл. Температура плавления 3380 °C, кипения — 5900 °C.
Знаете ли вы, что висмут является относительно безопасным для экологии. Это позволяет использовать дробь из висмута взамен токсичного свинца.
Иридий — металл, который не взаимодействует с кислотами и их смесями, например, царской водкой. Причем как при нормальной, так и при повышенной температурах.
Самый крупный существующий в настоящий момент платиновый самородок хранится в Алмазном фонде Московского Кремля. Этот самородок весом 7 кг 860,5 г называют «Уральский гигант».
В XVII веке в Южной Америке платину считали «поддельным серебром». Однажды запасы платины для предотвращения фальшивомонетничества утопили в океане.
В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины, а точнее, сплава платины и иридия.
Сайты который были использованы.
Медь и её сплавы. «Особенности производства цветных металлов ...
... Cu и 37% Zn. Высокая стоимость меди и сплавов на ее основе привела в 20 веке к поиску ... цветные сплавы делятся на деформируемые и литые (иногда спеченые). На основании этого деления различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов. 1. М едь и ее сплавы Медь ... Ж -железо; Зл -- золото; К -- кобальт; Кр -- кремний; Мг -- магний; Мц -- марганец; М -- медь; Мш -- мышьяк; Н -- никель; О ...
1. http://www.acrossteel.ru/
2. http://www.alfametal.ru/?id=
3. http://www.ngpedia.ru/
4.
5. kristallikov.net/page27.html
