Фізичні властивості металів – Загальні відомості про металічні елементи та метали

ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

8. Металічні елементи та їхні сполуки. Метали

8.1. Загальні відомості про металічні елементи та метали

8.1.2. Фізичні властивості металів

Особливості металічного зв’язку і кристалічних граток зумовлюють загальні фізичні властивості різних металів.

1. Агрегатний стан металів твердий (крім ртуті й, умовно, францію1). Температура плавлення більшості металів перевищує 1000 °С. Метали, які плавляться за нижчої температури, називають

легкоплавкими (свинець, олово, цинк, алюміній). Найбільш тугоплавкий метал – це вольфрам (3420 °С). Найнижчу температуру плавлення має ртуть (-38,9 °С).

2. Але твердість різних металів (за н. у.) коливається в значних межах: від 0,2 (цезій) до 6,0 (вольфрам) за шкалою Мооса2. Метали, у яких в утворенні металічного зв’язку беруть участь лише s-електрони (лужні, лужноземельні), не відзначаються високою твердістю, пластичні й легкоплавкі. А метали, у яких, крім s-електронів, в утворенні зв’язку беруть участь

ще й d-електрони, відзначаються вищою твердістю і тугоплавкістю.

3. Пластичність – здатність металів згинатись і не ламатись під дією механічних навантажень унаслідок зміщення окремих шарів металу щодо інших (без порушення металічного зв’язку між ними). Найпластичнішими металами є золото, срібло, мідь. Інші ж метали зовсім не пластичні і при деформації зразу ламаються, не згинаючись (марганець, вісмут). Для пластичності деяких металів (хром) важливою є чистота речовини.

4. Для більшості металів характерний сріблясто-білий (Al, Ag, Ni) або сріблясто-сірий колір (Pb, Fe). Винятки: золото має жовте забарвлення, мідь – рожево-червоне, а цезій – світло-жовте.

5. Для металів характерна висока електропровідність. Вона зумовлена наявністю електронного газу. В електричному полі вільні електрони починають рухатись не хаотично, а спрямовано: від негативного полюса до позитивного. Найкраща електропровідність у срібла і міді, за ними йдуть золото, алюміній, магній, Електронна провідність металів з підвищенням температури зменшується.

6. Наявність електронного газу зумовлює також високу теплопровідність металів.

7. Характерний металічний блиск. У подрібненому (порошкоподібному) стані метали мають зазвичай чорний колір і не блищать, за винятком магнію та алюмінію.

8. Значення густини металів коливаються у доволі широкому діапазоні – від 0,534 (літій) до 22,5 г/см3 (осмій, іридій). Густина металів прямо пропорційна атомній масі елемента й обернено пропорційна радіусу його атома. Метали з густиною до 5 г/см3 називають легкими3, а ті, у яких густина понад 5 г/см3, – важкими.

9. Деякі метали є феромагнетиками (залізо, нікель, кобальт, марганець, хром)- речовинами, які здатні намагнічуватися в зовнішньому магнітному полі та зберігати стан намагнічення.

10. Метали мають здатність розчинятись один в: одному з утворенням твердих розчинів (сплавів)4.

_______________________________________________________

1 Елемент є не тільки радіоактивним (з малим періодом напіврозпаду), а й таким, що в природі трапляється надзвичайно рідко. Маса речовини, яка доступна зараз для вивчення – близько 10-7 г.

2 Золото без домішок настільки м’яке, що його можна м’яти руками.

3 Група легких металів (не затверджена IUPAC) включає калій, натрій, кальцій, магній, алюміній та інші елементи.

4 Рідкі та тверді сплави металів із ртуттю називають амальгамами. Утворюються при змочуванні металу ртуттю навіть за звичайних температур. Залізо не утворює амальгам.




Фізичні властивості металів – Загальні відомості про металічні елементи та метали