Л. М. Түгелбаева Р. Ғ. Рысқалиева Р. К. Ашкеева
Металдардың жалпы қасиеттері
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Химия элемент китап
Металдардың жалпы қасиеттеріЭлементтердің периодтық жүйесінде металдар (барлық эле- менттердің 80 %-ы) төменгі сол жақ бұрышында, яғни I жəне II топтардың s-элементтері, барлық d- жəне f-элементтері, сонымен қатар негізгі топшалардың p-элементтері жатады: III топ (B бор- дан басқа), IV топ (германий Ge, қалайы Sn, қорғасын Pb), V топ (сүрме Sb, висмут Bi) жəне VI топ (полоний Po). Металдарды олардың атом құрылысындағы маңызды ерекше- лігі біріктіреді, ол сыртқы энергетикалық деңгейіндегі (1-3) элек- трондар санының аз болуы. Мұның салдары ретінде иондану потенциалының төмен мəні, яғни атомнан электронның оңай бө- лінуін атауға болады. Сондықтан металдарға тəн жалпы химия- лық қасиеті – олардың тотықсыздандырғыштық мүмкіндігі. Элек- тронды үзіп алу мүмкіндігі жəне оны делокализациялау металдық байланыстың пайда болуына мүмкіндік береді. Металдар кристалдық құрылысты болып келеді жəне оларға үш кристалдық торлар типі тəн: көлемді орталықтандырылған кубтық (а), қырлы орталықтандырылған кубтық (б) жəне гекса- гональды (в). а б в Олар тығыз қапталған құрылысты болып келеді. Металдық байланысты түзетін электрондар жеке екі атомға тиесілі болмай, барлық кристалл бойынша еркін қозғалады. Металдарға тəн физикалық қасиеттері (жоғары электрөткіз- гіштігі, жылуөткізгіштігі, созылғыштығы, майысқақтығы) олар- дың кристалдық торларының құрылысының ортақтығымен тү- сіндіріледі. Алайда металдардың кейбір физикалық қасиеттері бір-біріне ұқсамайды. Мысалы, сілтілік металдардың тығыздығы төмен болса, ал осмий Os жоғары тығыздық мəнін көрсетеді. Ең жеңіл металл – литий Li (тығыздығы – 0,53 г/см3), ең ауыры – осмий Оs (тығыздығы – 22,6 г/см3). Тығыздығы 5-тен төмен металдарды жеңіл металдар, ал тығыздығы 5-тен жоғарыларын ауыр ме- талдар деп атайды. Олар қаттылығы жағынан да ерекшеленеді. Жұмсақ металдар – сілтілік металдар пышақпен кесіледі. Ең қат- ты металл – хром Cr (шыныны кеседі). Металдардың балқу тем- ператураларының да мəні зор. Ең жеңіл балқитын металл – сынап Hg (tбалқу=38,9°С) болса, ең қиын балқитын металл – вольфрам W (tбалқу=3390°С), сондықтан да вольфрамды электр шамдарының сымдарын дайындауда кең қолданады. Балқу температуралары 1000°С-ден жоғары металдарды – қиын балқитын, ал 100°С-ден төмен балқитындарды – жеңіл балқитын металдар деп атайды. Металдарға жоғары созылғыштық қасиет тəн. Бұл қасиет Аu, Аg, Сu, Sn, Pb, Zn, Fe қатары бойынша төмендейді. Мысалы, алтынды Аu 0,003 мм қалыңдыққа дейін созуға болады, бұл əр- түрлі бұйымдарды алтынмен қаптауға пайдаланылады. Барлық металдарға металдық жылтыр тəн. Бұл металға түскен жарық квантының бос электрондарының əрекеттесуімен тығыз байланысты. Металдар өте жақсы электрөткізгіштер, бұл олардың құра- мындағы бос электрондардың болуымен түсіндіріледі, олар по- тенциалдар айырмасының аз мөлшерінде теріс полюстен оң по- люске қарай бағытты қозғалысқа ие болады. Күміс Аg пен мыс Сu өте жақсы электрөткізгіштер. Қыздырғанда электрөткізгіштігі төмендейді, себебі температура жоғарылаған сайын кристалдық торда иондар мен атомдардың тербелісі күшейеді, ал бұл жағ- дайда «электронды газдың» бағытты қозғалысы қиындайды. Тем- пература неғұрлым төмендеген сайын байланыста тұрған атомдар мен иондардың жылулық тербелісі өте қатты төмендейді жəне электрөткізгіштігі жоғарылайды. Нөлге жақын температурада көптеген металдардың өткізгіштігі жоғарылайды. Жақсы жылуөткізгіштік бос электрондардың қозғалысының жоғарылығымен жəне атомдардың өздерінің тербелісті қозға- лысымен тығыз байланысты. Бұл тербелістер барлық кристалдық торда созылғыш (жылулық) толқындар жүйесі ретінде таралады. Бос электрондар тербелістегі атомдармен соқтығысады жəне олармен энергиясымен алмасады. Сондықтан да металды қыз- дырғанда жылу энергиясы бос электрондардың арқасында бір атомнан екіншісіне тез арада беріледі. Сонымен қатар металдың барлық массасы бойынша температура салыстырмалы түрде бір- дей болады. Жоғары жылуөткізгіштік – күмісте Аg жəне мыста Сu, ал жылуөткізгіштігі ең төмені – висмутта Bi жəне сынапта Hg байқалады. Табиғатта көптеген металдар қосылыстар түрінде, тек кей- біреулері ғана бос күйінде кездеседі: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni – тек қосылыс түрінде; Sn, Pb, Cu, Hg, Ag – қосылыс жəне бос күйінде; Pt, Au – негізінен бос күйінде кездеседі. Ме- талдардың қосылыстарында болатын табиғи минералдар мен тау жыныстарын кендер деп атайды. Металдарды кендерден алудың барлық əдістері тотықсыздану реакцияларына негізделген. Көптеген химиялық реакцияларды металдар кернеулігінің электрхимиялық қатарымен сипаттауға болады, онда металдар олардың стандартты электродты потенциалдарының өсу ретімен орналасқан: жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|