Vyuma ni vipengele vya kemikali vinavyounda jedwali kubwa la upimaji la D. I. Mendeleev. Katika makala haya, tutazingatia mali muhimu kama vile msongamano, na pia kutoa jedwali la msongamano wa metali katika kg/m3.
Msongamano wa maada
Kabla ya kushughulika na msongamano wa metali katika kg/m3, hebu tufahamiane na kiasi halisi yenyewe. Msongamano ni uwiano wa uzito wa mwili m hadi ujazo wake V katika nafasi, ambayo inaweza kuandikwa kihisabati kama ifuatavyo:
ρ=m / V
Thamani inayochunguzwa kwa kawaida huonyeshwa kwa herufi ya alfabeti ya Kigiriki ρ (ro).
Ikiwa sehemu tofauti za mwili zina misa tofauti, basi kwa kutumia fomula iliyoandikwa, unaweza kubainisha msongamano wa wastani. Katika hali hii, msongamano wa ndani unaweza kutofautiana sana na wastani.
Kama unavyoweza kuona kutoka kwa fomula, thamani ya ρ inaonyeshwa katika kg/m3katika mfumo wa SI. Ni sifa ya kiasi cha dutu ambayo imewekwa katika kitengo cha kiasi chake. Tabia hii katika hali nyingi ni sifa ya vitu. Kwa hivyo, kwa metali tofauti, wiani katika kg / m3ni tofauti, na kuwaruhusu kutambuliwa.
Vyuma na msongamano wake
Nyenzo za metali ni zabisi kwenye joto la kawaida na shinikizo la anga (zebaki ndiyo pekee). Wana plastiki ya juu, umeme na conductivity ya mafuta na wana luster ya tabia katika hali ya polished ya uso. Sifa nyingi za metali zinahusishwa na kuwepo kwa kimiani ya fuwele iliyoagizwa ambapo chembe chanya za ionic hukaa kwenye vifundo, vilivyounganishwa kwa kila mmoja kwa njia ya gesi hasi ya elektroni.
Ama msongamano wa metali, hutofautiana sana. Kwa hivyo, mnene mdogo zaidi ni metali nyepesi za alkali, kama vile lithiamu, potasiamu au sodiamu. Kwa mfano, msongamano wa lithiamu ni 534 kg/m3, ambayo ni karibu nusu ya ile ya maji. Hii ina maana kwamba sahani za lithiamu, potasiamu na sodiamu hazitazama ndani ya maji. Kwa upande mwingine, metali za mpito kama vile rhenium, osmium, iridium, platinamu na dhahabu zina msongamano mkubwa, ambao ni mara 20 au zaidi ya ρ ya maji.
Jedwali lililo hapa chini linaonyesha msongamano wa metali. Thamani zote zinarejelea halijoto ya chumba katika g/cm3. Ikiwa thamani hizi zitazidishwa na 1,000, basi tunapata ρ katika kg/m3.
Kwa nini kuna metali zenye msongamano mkubwa na metali zenye msongamano mdogo? Ukweli ni kwamba thamani ya ρ kwa kila kesi maalum imedhamiriwa na kuu mbilivipengele:
- Hulka ya kimiani ya fuwele ya chuma. Ikiwa kimiani hiki kina atomi kwenye ufungaji mnene zaidi, basi wiani wake wa macroscopic utakuwa juu zaidi. Latisi za FCC na hcp ndizo zenye pakiti mnene zaidi.
- Tabia halisi ya atomi ya chuma. Kadiri wingi wake unavyokuwa mkubwa na kadiri radius inavyopungua, ndivyo thamani ya ρ inavyoongezeka. Sababu hii inafafanua kwa nini metali zenye msongamano mkubwa ni vipengele vya kemikali vilivyo na nambari ya juu katika jedwali la upimaji.
Uamuzi wa kimajaribio wa msongamano
Tuseme tuna kipande cha chuma kisichojulikana. Unawezaje kuamua wiani wake? Tukikumbuka fomula ya ρ, tunafika kwenye jibu la swali lililoulizwa. Kuamua wiani wa chuma, inatosha kupima kwa usawa wowote na kupima kiasi. Kisha thamani ya kwanza inapaswa kugawanywa na ya pili, kukumbuka kutumia vitengo sahihi.
Ikiwa umbo la kijiometri la mwili ni changamano, basi haitakuwa rahisi kupima ujazo wake. Katika hali kama hizi, unaweza kutumia sheria ya Archimedes, kwa kuwa kiasi cha kioevu kilichohamishwa wakati mwili unazamishwa kitakuwa sawa kabisa na kiasi kilichopimwa.
Mbinu ya uzani wa hidrostatic, iliyovumbuliwa mwishoni mwa karne ya 16 na Galileo, pia inategemea matumizi ya sheria ya Archimedes. Kiini cha njia ni kupima uzito wa mwili katika hewa na kisha katika kioevu. Ikiwa thamani ya kwanza inaonyeshwa na P0, na ya pili na P1, basi msongamano wa chuma katika kg/m3 huhesabiwa kwa kutumia zifuatazo. fomula:
ρ=P0 ρl / (P0 - P 1)
Ambapo ρl ni msongamano wa kioevu.
Ufafanuzi wa kinadharia wa msongamano
Katika jedwali la hapo juu la msongamano wa vipengele vya kemikali, metali ambazo msongamano wake wa kinadharia umetolewa huwekwa alama nyekundu. Vipengele hivi ni vya mionzi, na vilipatikana kwa njia ya bandia kwa kiasi kidogo. Sababu hizi hufanya iwe vigumu kupima kwa usahihi wiani wao. Hata hivyo, thamani ya ρ inaweza kuhesabiwa kwa ufanisi.
Mbinu ya kubainisha msongamano wa kinadharia ni rahisi sana. Ili kufanya hivyo, unahitaji kujua wingi wa atomi moja, idadi ya atomi kwenye kimiani ya fuwele ya msingi na aina ya kimiani hiki.
Kwa mfano, hebu tuchukue hesabu ya chuma. Atomu yake ina uzani wa 55.847 amu. Chuma chini ya hali ya chumba kina kimiani cha bcc na kigezo cha angstroms 2.866. Kwa kuwa kuna atomi mbili kwa kila mchemraba wa msingi wa bcc, tunapata:
ρ=255, 8471, 6610-27 / (2, 8663 10 -30)=7.876 kg/m3
Tukilinganisha thamani hii na jedwali la kwanza, tunaweza kuona kuwa zinatofautiana tu katika nafasi ya tatu ya desimali.
