• Мнения
  • |
  • Обсуждения
Грандмастер

Чем примечательны металлы?

В настоящее время человечеству известно 118 химических элементов, из них 94 металла и 24 неметалла. Рассчитано, что все вновь открываемые элементы также должны быть металлами. Следовательно, металлов в Периодической системе элементов подавляющее большинство.

Кроме железа, образующего вместе со сплавами группу черных металлов, остальные 84 относятся к цветным. Однако 84 элемента — это достаточно много для того, чтобы, в свою очередь, разделить цветные металлы на легкие, тяжелые, благородные, редкие, радиоактивные. Выделяют также группы щелочных, щелочноземельных, редкоземельных, переходных и др.

К металлам относятся все элементы с внешними d- и f- электронными оболочками, а также входящие в главные подгруппы с первой по четвертую группу Периодической системы. Что это означает? Да не забивайте себе этим голову. Считайте, что это магическое заклинание, в обыденной жизни совершенно не применимое. Как неприменимо многое из того, что мы годами учили. Например, формулы тригонометрии.

Что же касается таких элементов, как углерод, фосфор, мышьяк, сурьма, селен, теллур и др., то металлические свойства проявляют только некоторые их модификации. Причем устойчивость неметаллов в большой степени зависит от внешних условий, например, от давления. Доказано, что, применяя сверхвысокие давления, можно перевести в металлическое состояние любое вещество.

Сверхвысокие давления и сверхнизкие температуры, достижимые в наше время, позволяют настолько сильно влиять на вещество, что типичный диэлектрик становится проводником или даже сверхпроводником. Так в условиях сверхвысокого давления было зафиксировано появление сверхпроводимости даже у ксенона.

Кристаллическая решетка металлов состоит из положительно заряженного атомного остова, скрепленного связью металлического типа; вокруг и внутри него распределено «облако» делокализованных электронов, так называемый электронный газ. Такой характер химической связи обусловливает не только электропроводность, но и высокую теплопроводность металлов. Отвод тепла из областей с более высокой температурой в менее нагретые может осуществляться электронами вследствие их высокой подвижности.

В сверхчистых металлах при криогенных температурах длина свободного пробега электронов в десятки тысяч раз больше, чем у металлов технической чистоты. Это открывает возможность использовать принципиально новые физические эффекты. Поскольку в металлах количество электронов, которыми можно оперировать, т. е. ускорять, тормозить или изменять их траекторию, в миллионы раз больше, чем в полупроводниках, то ожидается, что переход электроники на новую материальную основу будет равнозначен скачку, который произошел в свое время при переходе от электронно-вакуумных устройств к полупроводниковым.

Ненаправленность межатомных связей и плотноупакованная кристаллическая структура металлов обусловливает их способность легко деформироваться под действием механических усилий, т. е. проявлять свойство пластичности.

Внедренные в структуру небольшие по размеру атомы являются препятствиями для перемещения линейных дефектов кристаллической структуры металлов — дислокаций, тем самым препятствуя механической деформации сплава. Эта особенность позволяет существенно повысить твердость сплавов. Более пластичны чистые металлы, поскольку в них слои атомов могут легче смещаться относительно друг друга. Тем не менее и они обладают существенной прочностью.

С химической точки зрения металлы, как правило, неустойчивы, легко окисляются при нагревании, вступают в химическое взаимодействие с неметаллами — углеродом, азотом, серой и др., а также образуют сплавы с другими металлами и неметаллами.

Но о сплавах мы поговорим позже.

Статья опубликована в выпуске 3.08.2011
Обновлено 4.08.2011

Комментарии (12):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Сергей Денисевич, О! Мне действительно не важна суть этого закона, потому что она известна всем, в первую очередь, таким химикам- дилетантам, т.е докам прикладной химии, коим вы являетесь. Смысл этого закона мне непонятен, т.е. мне хочется над ним размышлять, но я не знаю, с какой стороны к нему подобраться. Но что-то кто-то кому-то именно этим законом хотел сказать. Но уже не хочет. Я столько энергии приложила к тому, чтобы с вашей помощью его осмыслить, и вашего "прикосновения" хватило для того, чтобы мои намерения разрушить.Три кварка мистеру Марку! Во все остальном, как ни странно, но я с Вами согласна. ))

  • Хм. Изощренный вид издевательства. Otherwise я рада таким статьям на этом сайте. Мое мнение локальное -Рассчитано, что все вновь открываемые элементы также должны быть металлами- и направлено в другое русло -а стоит ли открывать их - эти новые радиоактивные элементы, время существования которых - миллионные доли секунды, и можно ли назвать это полноценным химическим элементом? Какой- то глобальный химический прикол или тупая инерция. Выделить новые элементы в отдельный ряд, подобно лантаноидам и актиноидам - гораздо более выгодный вариант?Сергей Денисевич, если вы сумеете ответить на вопрос - в чем смысл закона сохранения странности, тогда вы тут не напрасно и мне будет комфортнее от осознания вашего знания.))

    • Татьяна Чорна,
      Отвечаю по порядку:
      «Изощренный вид издевательства».
      Меньше всего я намерен над кем-то издеваться. Да еще изощренно. Я хочу сеять разумное, доброе, вечное. Простите, если не удалось.
      «Стоит ли открывать их - эти новые радиоактивные элементы
      А стоит ли устанавливать спортивные рекорды?
      Я пишу эти строки ранним утром 9 августа. Напомните мне, что произошло в Японии в этот день в 1945 году? Конечно, не стоило открывать плутоний только ради этого. А возьмите технеций. Искусственно созданный, радиоактивный, однако же, его применяют для диагностики заболеваний головного мозга, щитовидной железы и почек.
      «Время существования которых - миллионные доли секунды, и можно ли назвать это полноценным химическим элементом
      Ну, давайте будем называть их неполноценными химическими элементами, разве от этого что-либо изменится? Кстати, о времени жизни этих элементов. Да, у них короткий период полураспада, но это ПОЛУРАСПАД, и если их взять достаточно много, то и период жизни до полного распада будет достаточно большим. Да и потом среди них, вполне вероятно будут попадаться «островки стабильности».
      А теперь представьте себе нейтронную звезду. Это звезда, у которой под действием сил тяготения в ядре остались только нейтроны. Чем это не ядро атома, порядковый номер которого составляет не жалкие сотни или даже миллионы, а исчисляется гуголами (единица, после которой еще сотня нулей)? И такая звезда может существовать миллионы лет.
      «Выделить новые элементы в отдельный ряд, подобно лантаноидам и актиноидам - гораздо более выгодный вариант
      Чем выгодный? И что значит выделить? Разве их не выделяет сама природа, распределяя электроны по оболочкам?
      И, наконец, вопрос вопросов.
      «Сергей Денисевич, если вы сумеете ответить на вопрос - в чем смысл закона сохранения странности, тогда вы тут не напрасно и мне будет комфортнее от осознания вашего знания».
      Вот это вопрос! Даже Ломоносов пробормотал бы в ответ что-то вроде «Что от одного тела убудет, к другому присовокупится». Увы, я не корифей науки, и не могу корректно ответить на этот вопрос и обеспечить Ваш комфорт. Я не специалист по физике элементарных частиц. Я дилетант широкого профиля, никнэйм мой Писака. Я, если честно, графоман, пишу обо всем, что меня интересует, от технологии изготовления презервативов до покорения космоса. Но я четко знаю, что смысл закона в том, что он есть. Как есть смысл в законе тяготения, или законе прибавочной стоимости. Может быть, вы хотели спросить, в чем СУТЬ закона сохранения странности? Так она выражена словом «сохранения». А странность – математическая абстракция, число, описывающее определенное состояние элементарной частицы. Так вот в сильных взаимодействиях странность всегда сохраняется. Есть еще аромат, очарование, прелесть, истинность и даже краска – слова, описывающие поведение кварков, и не имеющие ничего общего с обыденными значениями этих слов. Вот только не пойму, как странность увязывается со свойствами металлов.
      Кстати, объема этого комментария хватило бы на полновесную статью.

  • читать дальше →

  • Для кого статья?

    Сергей Денисевич, "примечательность" металлов невозможно перечислить в беглой заметке. Уж лучше остановится на одном, напр., алюминии: его месте в обиходе и технике, о его бездумных и необратимых тратах. Или на ртути, которая тоже мелалл. Или на воде, которая что такое ?

    Оценка статьи: 3

    • Сергей Дмитриев, статья написана для тех, кто не знает, чем примечательны металлы. Заверяю, что вода в нормальных условиях - не металл. О ртути и алюминии написаны многие тома. С тем же успехом можно сосредоточится на гафнии, неодиме, литии и еще чуть ли не сотне металлов. Теперь о бездумных тратах: преимущественное количество добываемого железа уходит в стружку и станины станков для обработки того же железа. Что-то около 80 %.

  • Т.е., при повышенном давлении у неметаллов появляются d- f- оболочки?

    Оценка статьи: 5

Сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика с помощью технологии «cookie», чтобы пользоваться сайтом было удобнее. Вы можете запретить обработку cookies в настройках браузера. Подробнее в Политике×

Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 (далее — Яндекс)

Сервис Яндекс Метрика использует технологию «cookie».

Собранная при помощи cookie информация не может идентифицировать вас, однако может помочь нам улучшить работу нашего сайта. Информация об использовании вами данного сайта, будет передаваться и храниться на сервере Яндекса в Российской Федерации. Яндекс будет обрабатывать эту информацию с целью анализа пользовательской активности.

Вы можете отказаться от использования cookies, выбрав соответствующие настройки в браузере. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас Яндексом в порядке и целях, указанных выше.