Kati ya vipengele 118 vinavyojulikana na mwanadamu, 94 ni metali. Hizi ni vipengele vinavyounda vitu rahisi na uzuri wa tabia, plastiki ya juu na uharibifu. Je, metali ina sifa gani nyingine? Je, wamegawanywa katika makundi gani? Hebu tujue.
Vyuma na mali zake
Kuelezea metali si rahisi. Wao ni vigumu kulinganisha na vipengele vingine au vitu vinavyojulikana katika ulimwengu wa kisasa. Kwa maana ya kawaida, chuma ni dutu ya kijivu imara yenye luster yenye nguvu. Lakini kila kitu ni ngumu zaidi. Wengi wao ni kijivu, lakini vivuli ni tofauti kwa kila mtu. Galliamu ni samawati, bismuth ni waridi, shaba ni nyekundu nyangavu, lakini cesium, strontium na dhahabu zina tint ya njano.
Vyuma ni tofauti sana kulingana na kiwango cha udhihirisho wa sifa zake. Lakini kuna sifa zinazowaunganisha. Vyuma hutoa elektroni kwa urahisi kwa kiwango cha nje, kwa kuwa zimefungwa dhaifu kwa kiini cha atomi. Muundo wao wa ndani unawakilishwa na latiti ya kioo, kwa hiyo, chini ya hali ya kawaida, wote ni imara. Mbali pekee ni zebaki, ambayo huimarisha tu kwa joto chini -38.83°C.
Vyuma ni kondakta bora za joto na umeme. Wengi wao ni plastiki sana, kama vile dhahabu, shaba, chromium safi, fedha. Wana uwezo wa kuinama au kubomoka bila kuvunjika. Nyingine ni brittle kabisa (manganese, bati, bismuth).
Vikundi vya chuma
Chini ya hali sawa, metali hufanya kazi kwa njia tofauti, ambayo inaweza kuonekana tayari katika mfano wa zebaki. Inakuwa kioevu kwa urahisi sana, lakini sio vitu vyote vinavyofanya kwa njia sawa. Kulingana na kiwango cha kuyeyuka, metali za fusible na refractory zinajulikana. Mwisho ni pamoja na tungsten, tantalum, rhenium, molybdenum. Huyeyuka kwenye halijoto inayozidi 2000 °C.
Metali nzito na nyepesi pia hutofautishwa. Nzito - risasi, cadmium, cob alt, zebaki, shaba, vanadium, zina uzito mkubwa wa atomiki (zaidi ya 50) na wiani mkubwa. Mapafu ni kinyume kabisa. Hizi ni pamoja na alumini, gallium, indium. Lithiamu ndiyo nyepesi zaidi, yenye msongamano wa 0.533 g/cm³ na uzito wa atomiki wa 3.
Katika jedwali la Muda, kundi la alkali la metali (lithiamu, sodiamu, potasiamu, rubidiamu) pia linatofautishwa. Huguswa kwa urahisi kabisa na maji na kuunda alkali mumunyifu au hidroksidi. Wote ni kazi sana, laini na nyepesi zaidi kuliko maji. Pia kuna madini ya dunia ya alkali (kalsiamu, bariamu, strontium), alkali yenye maji tayari huunda oksidi zao au ardhi. Ni ngumu zaidi na haifanyi kazi kama zile za alkali.
Kulingana na sifa tofauti za metali, pia zimegawanywa katika:
- Ya Mpito.
- Chapisha mpito.
- Rangi.
- Nyeusi.
- Lanthanides.
- Actinides.
- Mtukufu.
- vyuma vya kundi la Platinum.
- Dunia adimu.
Vyuma vya Thamani
Vyuma mara nyingi hufanya kama vipunguzaji katika athari za kemikali. Kwa kutoa elektroni zao, hupitia michakato ya babuzi ambayo huwaangamiza. Chini ya hatua ya mawakala wa vioksidishaji, oksidi, hidroksidi, huundwa juu ya uso wao, ambao huitwa kutu.
Metali nyingi zinakabiliwa na michakato kama hii. Waangamizi kwao wanaweza kuwa gesi na vinywaji mbalimbali. Walakini, kuna darasa tofauti la metali ambazo ni sugu kwa oxidation na kutu. Hizi ni metali za kifahari. Wote pia ni adimu na wa thamani. Bei zao ni kati ya $300 (fedha) hadi $70,000 (rhodium) kwa kilo.
Vizuri ni madini ya dhahabu, fedha na platinamu: platinamu, ruthenium, osmium, paladiamu, iridiamu, rodi. Platinamu, palladium, dhahabu na fedha ni plastiki sana, lakini haziwezi kuhimili joto la juu sana. Metali zilizosalia pia ni za kinzani, zinayeyuka kutoka 2334°C (ruthenium) hadi 3033°C (osmium).
Zote hazistahimili maji na hewa, lakini zinaweza kukabiliana na vitu vikali zaidi. Kwa mfano, fedha hupasuka kwa urahisi katika asidi ya nitriki, na inakuwa giza inapogusana na iodini. Kwa njia, kwa msaada wa iodini, unaweza kuangalia kama bidhaa ni fedha kweli.
Kuwa katika asili
Vyuma vimeenea kwenye sayari yetu. kwa namna ya chumvi namisombo hupatikana katika maji ya bahari. Zaidi ya yote, imejaa magnesiamu (0.12%) na kalsiamu (1.05%). Metali nyingi zaidi katika ukoko wa dunia ni alumini. Inachukua karibu 8% ya misa yake yote. Pia ina chuma kwa wingi (4.1%), kalsiamu (4%), sodiamu (2.3%), magnesiamu (2.3%), potasiamu (2.1%).
Lakini metali hazipo katika mazingira ya nje pekee. Ziko katika kiumbe chochote kilicho hai, kinachohusika na kazi nyingi muhimu. Mwili wa mwanadamu una takriban 3% ya madini. Iron katika damu husaidia hemoglobini kushikamana na oksijeni na kubadilishana na dioksidi kaboni. Magnésiamu hupatikana kwenye misuli na mfumo wa neva. Inahusika katika usanisi wa protini, huwajibika kwa kulegea kwa misuli, huzuia msisimko wa miisho ya neva.
Zinazohitajika zaidi kwetu: magnesiamu, chuma, sodiamu, kalsiamu, potasiamu, zinki, shaba, cob alt, manganese na molybdenum. Vyuma hupatikana kwenye mifupa, kwenye ubongo, kwenye tishu za viungo vingine. Tunazipata kutoka kwa maji na chakula, na tunahitaji kujaza hisa zao kila wakati. Kwa upungufu wa vipengele hivi, mwili haufanyi kazi ipasavyo, hata hivyo, ziada yao pia si nzuri.
Maombi
Watu wamejifunza kutumia metali katika takriban maeneo yote ya maisha yao. Vifaa vya miundo, waya, uhandisi wa umeme, sahani hufanywa kutoka kwao. Vipengele vya mionzi visivyo imara kama vile uranium, californium, polonium vimepata matumizi katika nishati ya nyuklia na utengenezaji wa silaha.
Metali nyepesi na kali hutumika katika teknolojia ya anga ya juu na tasnia ya magari. Vipengele mbalimbali hutumiwa katikaviwanda vya dawa, chakula na nguo. Wao hutumiwa kufanya kujitia, vitu vya nyumbani, pamoja na madawa na vyombo vya matibabu. Lithiamu, kwa mfano, hutumiwa kama dawa ya unyogovu, dhahabu imejumuishwa katika tiba ya ugonjwa wa arthritis na kifua kikuu. Titanium na tantalum hutumiwa katika upasuaji kutengeneza viungo bandia na kubadilisha sehemu za mwili zilizoharibika.
