МЕТАЛИ: ИСТОРИЈА, СВОЈСТВА, ВРСТЕ, УПОТРЕБЕ, ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

У метали се формирају групе елемената који се налазе на левој страни, са изузетком неметала водоника, периодног система. Метали чине око 75% хемијских елемената, па се може рећи да је велики део природе металне природе.

Метали које је човек у почетку прахисторију обрађивао били су следећи: злато, сребро, бакар, коситар, олово и гвожђе. То је због чињенице да су били у родном стању или зато што су лако обрађивали прављење корисних предмета.

Метални елементи у плавој боји. Металлоиди у зеленом, а неметали у браон

Чини се магијом то што се из гомила стена и минерала могу издвојити сјајна и сребрна тела (уз одређене важне и изванредне изузетке). Такав је случај боксита и алуминијума, из чијих глинених стијена се овај редуковани метал добија у листовима или сребрним папирима.

Метали су оквир индустрије; каблови, реактори, јединице, контејнери, све се на неки или други начин састоје од метала и њихових легура.

Први новчићи, оружје, оруђе, оклоп израђени су од метала, да би се касније користили у производњи возила, бицикала, чамаца, авиона, рачунара, између осталих битних предмета модерног живота.

Историја

Бакарно доба

Металуршка експанзија - Извор: Металлургицал диффусион.свг под Цреативе Цоммонс Аттрибутион-СхареАлике 4.0 међународном лиценцом

У 9000. пре нове ере, први ковани бакарни метални предмети направљени су на Блиском Истоку, када је човек открио да чекирање бакра повећава његову снагу и отпорност, користећи га за израду ножева. Ово је бакрено доба.

Откривено је да се бакар може добити загревањем плавих минерала, попут корвелита и малахита (4000-3000 пне).

Халколитски период је временско раздобље које је претходило бронзаном добу, што одговара 5.000.-3.000 пре нове ере.

Бронзано доба (3.000-1.500 пне)

Материјали из бронзаног доба - Извор: Гагуилелла под лиценцом Цреативе Цоммонс Аттрибутион-СхареАлике 4.0 Интернатионал.

Човек је вероватно случајно почео да прави легуре, у почетку од бакра и арсена, а касније и са бакром и коситром, да би на Блиском Истоку добио бронзу.

Брончани предмети, који одговарају овом времену, имали су 87% бакра, 11% коситра и мале количине гвожђа, арсена, никла, олова и антимона.

Гвожђе доба (700 пне)

Човек је користио своје искуство у производњи кованог бакра за производњу кованог гвожђа на Блиском Истоку. У истом периоду догодила се гранулација етрушчанског праха, Италија.

Најранија позната производња челика, легуре гвожђа и угљеника, манифестована је у комадима метала на археолошком налазишту у Анатолији (1800. пне)

Око АД 1122. године, непознатог датума и места, уведено је ливено гвожђе. 1440. г. Произведено је Велико звоно Пекинга, Кина. Скоро три века касније, 1709. године, произведено је растаљено гвожђе користећи кокс као гориво.

1779. године, ливено гвожђе је коришћено у Енглеској као архитектонски материјал. 1855. године, Хенри Бессенир користио је сирово гвожђе као сировину за добијање меког челика. Енглески Цларк и Воод (1872) патентирали су легуру, која се тренутно сматра нерђајућим челиком.

Физичка својства метала

Бронза ових древних звона показује корисност метала у украсне или верске сврхе. Извор: Пкхере.

Међу неким физичким својствима метала имамо:

-Метали су сјајног изгледа и способни су да рефлектују светлост.

- Генерално, они су добри проводници електричне енергије и топлоте.

-Имају високе талиште и тачке кључања.

-Клапи су, тј. Могу се чекирати за производњу танких листова.

-Они су дуктилни, са њима можете произвести жице или влакна врло малог пречника.

-Представљају се у чврстом стању, са изузетком живе, која је у течном стању на собној температури, и галијума, који се топи само притиском на ваше руке. На следећој слици можете видети посуду са живом:

-То су непрозирна тела, њихови танки листови нису укрштени светлошћу.

-Врли су, осим натријума и калијума, који се могу сећи ножем.

-Они имају високу густину, осмијум и иридијум имају највећу густину, а литијуми најнижу густину.

Хемијска својства метала

Међу неким хемијским својствима метала имамо:

-Они губе електроне и формирају катионе метала, М ^{н +} , при чему н означава њихов оксидациони број, што се само за алкалне и земноалкалијске метале поклапа са њиховим валентним бројем.

-Њего електронегативности је мало.

-Кордирају и осетљиво оштећују оксидацију.

-Формирање основних оксида при реакцији са кисеоником. Ови оксиди када се комбинују са водом формирају металне хидроксиде. Метални оксиди реагују са киселинама и формирају соли и воду.

-То су добра редукциона средства, јер се одричу својих електрона.

Врсте метала

Метали су класификовани у следеће: алкалне, алкално-земљане, пост-транзиционе, прелазне и такозване ретке земље.

Алкални метали

Они се обично не налазе у природи јер се лако оксидирају. Они имају суборбитал с ¹ у својој спољној орбиталној љусци, па имају +1 оксидационо стање. То су метали који реагују егзотермно са водом и снажно се смањују.

Алкалијски метали

То су ковани и дуктилни метали. Атоми елемената у овој групи имају с ² конфигурацију , тако да могу одустати два електрона и њихова оксидације држава +2. Изузев берилијума, оксидација је изложена ваздуху.

Пост-транзицијски метали

То су метали такозваног п блока, који се налазе између прелазних метала и металоида у периодној табели.

Елементи из групе 3 имају оксидациона стања +1 и +3 као најчешћа, мада алуминијум има само стање оксидације +3. Такође део пост-транзицијских метала су неки који се налазе у групама 14 и 15.

Прелазни метали д

Они формирају групу која се налази између елемената који формирају базу и елемената који стварају киселину. Атомске орбитале д и ф су непотпуне и испуњавајуће. Иако се термин прелазни метали односи на прелазне метале д.

Прелазни метали имају више од једног оксидационог стања. Имају веће талиште и врелиште од осталих група метала. Прелазни метали су веома хетерогена група метала која између осталог укључује и гвожђе, хром, сребро итд.

Ретке земље

Ретка земљана руда

Ову групу метала чине елементи скандијум и итријум и елементи серије лантанида и актинида. Израз 'ретке земље' односи се на чињеницу да се оне не налазе у природи у чистим стањима и могу се спојити киселинама.

Апликације

Алкални метали

Литијум се користи као медиј за пренос топлоте у неким нуклеарним реакторима. Користи се у неким сувим батеријама и акумулаторима светлости. Литијум-хлорид и литијум-бромид су хигроскопна једињења која се користе у индустријским поступцима сушења и климатизације.

Натријум се користи у металургији метала, попут титанијума и цирконијума. Користи се у јавној расвети у натријум-лучним лампама. Натријум-хлорид (НаЦл) користи се као арома хране и за очување меса.

Алкалијски метали

Магнезијум је коришћен у фотографији као бљескалица и ватромет. Баријум је компонента легура које се користе у свећицама због лакоће елемента да емитује електроне. Баријеве соли се користе за ограничавање оштећења рендгенских зрака на плочама у гастроинтестиналном тракту.

Калцијум се користи за уклањање растворених нечистоћа из растаљених метала и за уклањање отпадних гасова у вакум цеви. Део је малтера, материјала који се користи у грађевинарству и у лечењу ломова костију.

Пост-транзицијски метали

Алуминијум, јер је лаган метал, користи се у конструкцији летелица и бродова. Такође се користи у производњи бројних кухињских помагала. Користи се као сировина у производњи дезодоранса који ограничавају знојење.

Галијум се користи у високотемпературним транзисторима и термометрима. Изотоп ⁶⁷ Га користи се у медицини за лечење неких меланома. Олово се користи у конструкцији батерија и у заштити од јонизујућег зрачења.

Прелазни метали

Бакар се користи у водоводним цевима, фрижидерима и системима климатизације. Такође се користи као део механизма за распршивање топлоте рачунара. Користи се за провођење електричне струје, за електромагнете и за бојење наочара.

Никал се користи за израду нехрђајућег челика, као и за жице за гитару и пуњиве батерије. Такође се користи у галванизацији за заштиту метала. Користи се у легурама које се налазе у деловима возила, као што су вентили, лежајеви и кочнице.

Никал се дуго користи у прављењу новчића.

Цинк се користи за заштиту метала од корозије у производњи месинга. Цинк оксид и цинк сулфат користе се у производњи лимова који се користе у крововима, олуцима и испустима.

Хром се користи за заштиту метала од корозије и даје им сјај. Користи се као катализатор у реакцију синтезе амонијака (НХ ₃ ). Хром-оксид се користи за заштиту дрвета.

Ретке земље

Сцандиум се користи у легурама са алуминијумом за ваздухопловне компоненте. То је адитив у живим сијалицама.

Лантханум се користи у чашама са високим индексом лома које су отпорне на алкалије. Поред тога користи се у производњи сочива за камере и као катализатор каталитичког крекинга за рафинерије нафте.

Церијум се користи као хемијско оксидирајуће средство. Поред тога, користи се за добијање жуте боје у стаклу и керамици, као и катализатора за самочишћење пећница.

Примери металних елемената

Алкални

Натријум (На), калијум (К), цезијум (Цс), литијум (Ли) и рубидијум (Ру).

Алкално-земљани

Берилијум (Бе), магнезијум (Мг), калцијум (Ца), стронцијум (Ср), баријум (Ба) и радијум (Ра).

Пост-транзицијски

Алуминијум (Ал), галијум (Га), индијум (Ин), талијум (Тл), калај (Сн) и олово (Пб).

Прелазни

Титан (Ти), ванадијум (В), хром (Цр), манган (Мн), гвожђе (Фе), кобалт (Цо), никл (Ни), бакар (Цу), цинк (Зн), цирконијум (Зр), ниобијум (Нб), молибден (Мо), паладиј (Пд), сребро (Аг), волфрам (В), ренијум (Ре), осмијум (Ос), иридијум (Ир),

Платина (Пт), злато (Ау) и жива (Хг).

Ретке земље

Скандијум (Сц), итријум (И), лантан (Ла), церијум (Це), празеодимијум (Пр), неодимијум (Нд), самаријум (См), еуропијум (Еу), гадолинијум (Гд), холмијум (Хо), ербијум (Ер), туљум (Тм), иттербијум (Иб) и лутецијум (Лу).

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија . (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
3. Хелменстине, др Анне Марие (05. октобра 2019). Металс Версус Нонметалс. Опоравак од: тхинкцо.цом
4. Метали и њихова својства - физичка и хемијска. . Опоравак од: цсун.еду
5. Јонатхан Маес. (2019). 18 различитих врста метала (чињенице и употребе). Опоравак од: макеитфромметал.цом