מה זה מתכת? אופיו של חומר זה היה מעניין מאז ימי קדם. כ-96 סוגי מתכות התגלו עד כה. נדבר על המאפיינים והמאפיינים שלהם במאמר.
מה זה מתכת?
המספר הגדול ביותר של יסודות בטבלה המחזורית מתייחס למתכות. נכון לעכשיו, רק 96 מהמינים שלהם ידועים לאדם. לכל אחד מהם מאפיינים משלו, שרבים מהם עדיין לא נחקרו.
מה זה מתכת? זהו חומר פשוט, המאופיין במוליכות חשמלית ותרמית גבוהה, מקדם טמפרטורה חיובי של מוליכות. לרוב המתכות יש חוזק גבוה, משיכות וניתנות לזיוף. אחד המאפיינים הבולטים הוא נוכחות של ברק מתכתי.
משמעות המילה "מתכת" קשורה למטליון היווני, שם זה אומר "לחפור מתוך האדמה", כמו גם "שלי, שלי". זה הגיע למינוח הרוסי בתקופת שלטונו של פיטר הראשון מהשפה הגרמנית (מכתל גרמנית), שאליה עברה המילה מלטינית.
נכסים פיזיים
לרכיבי מתכת יש בדרך כלל גמישות טובה, למעט בדיל, אבץ, מנגן. לפי צפיפות, הם מחולקים לאור(אלומיניום, ליתיום) וכבד (אוסמיום, טונגסטן). לרובם יש נקודת התכה גבוהה, עם טווח כללי שנע בין -39 מעלות צלזיוס עבור כספית ל-3410 מעלות צלזיוס עבור טונגסטן.
בתנאים רגילים, כל המתכות מלבד כספית ופרנציום מוצקות. דרגת הקשיות שלהם נקבעת בנקודות בסולם מוס, כאשר המקסימום הוא 10 נקודות. אז, הקשים ביותר הם טונגסטן ואורניום (6.0), הרך ביותר הוא צסיום (0.2). למתכות רבות יש גווני כסף, כחלחל ואפור, רק מעטות הן צהובות ואדמדמות.
אלקטרונים ניידים נמצאים בסריגי הגביש שלהם, שבזכותם הם מוליכים מצוינים של זרם חשמלי וחום. כסף ונחושת עובדים הכי טוב עם זה. לכספית יש את המוליכות התרמית הנמוכה ביותר.
מאפיינים כימיים
מתכות מחולקות לקבוצות רבות לפי התכונות הכימיות שלהן. ביניהם הם אלקליין, אדמה אלקליין, אור, אקטיניום ואקטינידים, לנתנום ולנתנידים, מתכות למחצה. מגנזיום ובריליום נמצאים בנפרד.
ככלל, מתכות פועלות כחומרי הפחתה של לא-מתכות. יש להם פעילויות שונות, ולכן התגובות לחומרים אינן זהות. הפעילים ביותר הם מתכות אלקליות, הן מתקשרות בקלות עם מימן, מים.
בתנאים מסוימים, האינטראקציה של מתכות עם חמצן מתרחשת כמעט תמיד. רק זהב ופלטינה לא מגיבים לזה. הם גם אינם מגיבים לגופרית ולכלור, בניגוד למתכות אחרות. קבוצת האלקלי מתחמצנת לסביבה רגילה, השאר בחשיפה לטמפרטורות גבוהות.
להיות בטבע
בטבע, מתכות נמצאות בעיקר בעפרות או בתרכובות, כגון תחמוצות, מלחים, קרבונטים. הם עוברים שלבי ניקוי ארוכים לפני השימוש בהם. מתכות רבות מלוות את מרבצי המינרלים. אז, קדמיום הוא חלק מעפרות אבץ, סקנדיום וטנטלום צמודים לפח.
רק אינרטי, כלומר מתכות לא פעילות, נמצאות מיד בצורתן הטהורה. בשל רגישותם הנמוכה לחמצון ולקורוזיה, הם זכו בתואר האצילים. אלה כוללים זהב, פלטינה, כסף, רותניום, אוסמיום, פלדיום וכו'. מתכות אצילות הן רקיעות מאוד ובעלות ברק בהיר אופייני במוצרים מוגמרים.
מתכות נמצאות מסביבנו. הם נמצאים בכמויות גדולות בקרום כדור הארץ. הנפוצים ביותר הם אלומיניום, ברזל, נתרן, מגנזיום, סידן, טיטניום ואשלגן. הם נמצאים במי ים (נתרן, מגנזיום), הם חלק מאורגניזמים חיים. בגוף האדם, מתכות נמצאות בעצמות (סידן), בדם (ברזל), במערכת העצבים (מגנזיום), בשרירים (מגנזיום) ובאיברים אחרים.
למידה ושימוש
תרבויות עתיקות ידעו מהי מתכת. בין הממצאים הארכיאולוגיים המצריים המתוארכים ל-3-4 אלפי שנים לפני הספירה, נמצאו פריטים העשויים ממתכות יקרות. האדם הראשון גילה זהב, נחושת, כסף, עופרת, ברזל, פח, כספית. הם שימשו לייצור תכשיטים, כלים, פריטי פולחן וכלי נשק.
בימי הביניים התגלו אנטימון, ארסן, ביסמוט, אבץ. לעתים קרובות ניתנו להם תכונות קסומות, הקשורות לקוסמוס, לתנועת כוכבי הלכת. אלכימאים ערכו ניסויים רבים בתקווה להפוך כספית למים או לזהב. בהדרגה גדל מספר התגליות, ועד המאה ה-21 התגלו כל המתכות הידועות עד היום.
כעת הם משמשים כמעט בכל תחומי החיים. מתכות משמשות לייצור תכשיטים, ציוד, ספינות, מכוניות. הם משמשים לייצור מסגרות לבניית מבנים, רהיטים וחלקים קטנים שונים.
מוליכות חשמלית מצוינת הפכה את המתכת הכרחית לייצור חוטים, בזכותו אנו משתמשים בזרם חשמלי.
