Википедија

Метал — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Autobot (разговор | доприноси)
1.572.075 измена
м Bot: Pretvaranje običnih izvora koristeći ref imena da bi se izbjegli duplikati (pogledaj također FAQ)
м Робот: додато {{subst:User:Autobot/sandbox2}}
Ред 1:
{{loš seminarski}}
{{спајање|Метал}}
'''Метал''' је [[хемијска супстанца|супстанција]] која се састоји од [[атом]]а металних [[хемијски елемент|хемијских елемената]] који нису повезани са другим атомима.<ref name="Housecroft3rd">{{Housecroft3rd}}</ref>
{{сређивање|8|12|2015}}
Већина метала су тврде, сјајне, чврсте супстанце на собној температури. Многи од њих су растегљиви, што значи да се могу извлачити у дуге цеви или жице. Многи су, такође и ковни, што значи да се могу исковати у танке листове. Бакар, злато и олово су међу најковнијим металима. Злато је најковније од свих метала и може се истањити у листиће који су дебели само два микрона (два милионита дела метра). Метали се, углавном, лако обликују када су загрејани. Већина метала загревањем на веома високим температурама прелази у течно стање. Отопљен или течан метал се може сипати у калупе или модле. Када се метал охлади он очвршћава у облику калупа. Метали се могу обликовати у различите облике укључујући и цеви. Челични носачи се користе као конструкциони елементи. Челик је легура гвожђа, угљеника и других хемијских елемената.
{{без категорија}}
За металне елементе узимају се хемијски елементи који у чистом облику показују [[физика|физичке]] и [[хемија|хемијске]] особине метала. Те особине су:
* добра [[електрична проводљивост]]
==* Електрична идобра [[топлотна проводљивост ==]]▼
* доста велике склоности за грађење [[хемијско једињење|хемијских једињења]] са [[База (хемија)|базним]] особинама него са [[киселина|киселим]].
 
Метали и њихове [[легура|легуре]] имају одличне механичке особине због чега се користе за изградњу машина и алата, а такође и као и материјали у [[грађевинарство|грађевинарству]].<ref name="ParkesNeorganskaHemija">{{ParkesNeorganskaHemija}}</ref>
[[Метал]]и заузимају већи део Периодног система елемената. У природи се налазе у виду једињења и веома су распрострањени у Земљиној кори у виду стена, руда и минерала.<ref>[https://www.sites.google.com/site/epruveticaki/nastava-hemije/8-razred/metali-oksidi-metala-i-hidroksidi-baze/8-2-1-fizicka-svojstva-metala 8.2.1. Fizička svojstva metala - Sa epruveticom kroz čarobni svet hemije<!-- Botovski generisani naziv -->]</ref>
 
Велика већина у [[периодни систем елемената|периодном систему]] су метали. По месту на коме се налазе у периодном систему деле се на:
''' Карактеристична физичка својства метала ''' могу се одредити помоћу теорије металне везе, која претпоставља постојање "електронског гаса" у кристалним решеткама метала. Заступљеност електрона који су слабије везани за атом и, услед тога лако покретни у кристалној решетки, даје свим металима добро позната својства, као што су:
* [[алкални метали|алкалне метале]] као што су: [[литијум]], [[натријум]], [[калијум]]...
* проводљивости електричне струје и топлоте
* [[земно-алкални метали|земљане алкалне метале]] као што су: [[берилијум]], [[калцијум]], [[магнезијум]] ...
* ковност
* [[слаби метали|слабе метале]] као што су: [[алуминијум]], [[калај]], [[антимон]] ...
* сјај
* [[прелазни метали|прелазне метале]] као што су: [[злато]], [[бакар]], [[никл]], [[платина]]...
* непрозирност
* [[актиноиди|актиноиде]] и [[лантаноиди|лантаноиде]] као што су: [[уранијум]], [[радијум]], [[плутонијум]] и остали.
* термичка емисија електрона
[[Датотека:Aluminium foam.jpg|мини|десно|Алуминијум]]
Према температури топљења деле се на:тешко топљиве(Cu, Ni, Fe, W, V, Mo) и лако топљиве (Sn, Pb, Cd, Al, Mg, Zn).
Према специфичној тежини деле се на лаке (густина им је мања од 5 g/cm3) и тешке (густина им је већа од 5 g/cm3). Најлакши метал је литијум (ρ=0,53 g/cm3) он плива по води, најтежи метал је осмијум (ρ=22,6 g/cm3).
== Племенити метали ==
Племенити метали су метали који имају специфичне особине и ретки су у природи. Најчешће се користе за израду накита, а раније су се користили за израду новца (златници, сребрењаци итд). У групу племенитих метала спадају злато, сребро, платина и паладијум, а користе се најчешће као легуре. Поред тога што се користе за израду накита, користе се за специјалне врсте лемова и контаката, а у новије време имају велику примену у медицини.
[[Датотека:Palladium.jpg|мини|десно|Паладијум]]
 
== Земноалкални метали ==
== Температура топљења као мерило јачине металне везе ==
У IIа групу [[Периодни систем елемената|периодног система елемената]] спадају: [[берилијум]], [[магнезијум]], [[калцијум]], [[стронцијум]], [[баријум]] и [[радијум]], и једним именом се називају [[земноалкални метали]]. Порекло заједничког имена ових елемената лежи у чињеници да су најраспрострањенији међу њима (калцијум и магнезијум) значајни састојци Земљине коре и да њихови карбонати: кречњак (CaCO3), доломит (CaCO3•MgCO3), а у значајној мери и магнезит (MgCO3), представљају основне стене од којих је изграђен рељеф читавих области на Земљи. Сви су лаки метали, изузев радијума. Сивкасто су беле боје, металног сјаја, али на ваздуху брзо потамне, услед оксидације и пресвлачења танким слојем оксида који их штити од даље оксидације. Тврдоћа се разликује од елемента до елемента због тога што поседују различите типоце кристалне решетке, па је тако берилијум прилично тврд а баријум мек као олово. Густина се такође разликује, али су сви тежи од воде. Атоми ових елемената садрже по два s-електрона у највишем енергетском нивоу те су, према томе, у својим једињењима позитивно двовалентни. Због присуства два електрона у периферној сфери електронског омотача имају јако изражен позитивни метални карактер, иако имају релативно слабије изражене металне особине у односу на алкалне метале (због мањег полупречника атома и самим тим јаче изражене силе привлачења између језгра и електрона услед чега се они теже отпуштају), а поред тога земноалкални метали треба да отпусте и већи број валентних електрона да би стекли конфигурацију племенитог гаса. Хемијски су врло реактивни, па се стога не јављају у природи у елементарном стању већ искључиво у облику својих једињења, а међу њима најраспрострањенији су калцијум ибаријум. Као и у другим групама периодног система, идући одозго на доле, од берилијума ка радијуму, са растућим редним бројем повећава се метални карактер и активност елемената што је условљено повећањем пречника атома и смањењем потенцијала јонизације елемената. За сада није објашњено зашто, али се зна да је енергија јонизације код радијума већа него што се очекивало. Због негативног редокс потенцијала добра су редукциона средства. [[Земноалкални метали]] се, иначе, одликују веома малим енергијама јонизације, па стога имају и мали коефицијент електронегативности који опада са порастом атомских бројева. Ови елементи се лако растварају у киселинама, а [[берилијум]] се раствара и у алкалним хидроксидима јер је амфотеран. Загрејани на ваздуху бурно сагоревају дајући оксиде, који су базични, изузев берилијума чији је оксид амфотеран. Земноалкални метали дејствују и на воду (изузев берилијума) и прелазе у одговарајуће хидроксиде, који представљају јаке базе и веома су слабо растворљиви у води. Иначе ови елементи реагују и са азотом, са угљеником, са халогеним елементима итд. Различита својства берилијума последица су тога што има мањи атомски и јонски полупречник, а и чињеница је да се код s и p- елемемената јавља дијагонални ефекат.
[[Датотека:Magnesium-2.jpg|мини|десно|Магнезијум]]
[[Датотека:Beryllium metal.jpg|мини|десно|Берилијум]]
 
== Алкални метали ==
Температуре топљења налазе се у релативно широком распону, од -38,9&nbsp;°C(за живу) до 3410&nbsp;°C (за [[волфрам]]). При топљењу, доведена топлотна енергија троши се на раздвајање атома метала који постају покретљиви. Што је јача веза између атома у металу то је више енергије потребно да се они раздвоје и виша је [[температура]] топљења.
Групи алкалних метала припадају: [[литијум]] (Li), [[натријум]] (Na), [[калијум]] (K), [[рубидијум]] (Rb), [[цезијум]] (Cs) и [[францијум]] (Fr). Заједничка ознака за електронску конфигурацију ових елемената је nS1. Вредност оксидационог броја у једињењима јонске природе је +1; граде једновалентне безбојне катјоне.
Мада на вредност температуре топљења метала утичу и други чиниоци, на пример кристална структура, највећи утицај несумњиво има јачина металне везе у кристалној решетки сваког појединог метала.
[[Алкани]] су добили име по имену [[Калијум|калијума]] (арап. al kali - пепео биљака).
У елементарном стању атоми алкалних метала повезани слабом металном везом граде металну кристалну решетку. Због ангажовања само једног електрона веза је слаба, стога имају ниску температуру кључања и малу густину (пливају на води). Мале су тврдоће тако да се могу сећи ножем. Порастом атомског броја у групи расту и јонски радијуси и густина, доктемпературе топљења и кључања опадају. Сребрнастобеле су боје, добри су проводници топлоте и [[Електрицитет|електрицитета]]. Први члан групе, литијум, има унеколико другачија својства од остатка групе. Тако је по неким особинама сличнији [[Магнезијум|магнезијуму]] него [[Натријум|натријуму]]. Веома мале димензије атома [[Литијум|литијума]] и још мање његовог [[Јон|јона]] узрокују веће јачине металне везе у [[Кристална решетка|кристалној решетки]] у односу на остале [[Алкални метали|алкалне метале]]. Због тога је [[литијум]] знатно тврђи од њих, а има и вишу температуру топљења и кључања. [[Алкални метали]] боје пламен карактеристичним бојама. [[Литијум]] боји пламен светло црвено, [[натријум]] жуто, а [[калијум]] светло љубичасто.
Према хемијском понашању [[алкални метали]] чине групу међусобно најсличнијих елемената у [[Периодни систем елемената|периодном систему елемената]]. Енергија јонизације опада порастом атомског броја. Вредности за прву јонизациону енергију су веома ниске (ниже од осталих елемената). Алкални метали имају најниже вредности за кофицијенте електронегативности у односу на све елементе у периодном систему. Из тога произилази њихов позитиван оксидациони број без обзира са којим елементом градили једињење. На основу редокс-потенцијала може се закључити да су то најреактивнији метали и најјача редукциона средства.
У природи се алкални метали налазе само у виду једињења, најчешће у саставу силиката и алумосиликата. Док су натријумова и калијумова једињења веома распрострањена, једињења осталих алкалних метала се јављају у малим количинама. Натријумова једињења су толико распрострањена да је тешко наћи узорак супстанце без трагова натријума (доказ за то је натријумова жута боја у пламену). Највише натријума има у алумосиликатима, каменој соли, чилској шалитри и криолиту. [[Калијум]]а у земљиној кори има мање него натријума. Највише га има у облику силиката из којих га биљке не могу користити иако је веома значајан за њих. Силикати се не могу користити ни као руда за добијање калијума. Литијум се јавља у неким силикатина и фосфатима, док се [[рубидијум]] и [[цезијум]] уз остале алкалне метале у алумосиликатима и природним лежиштима калијумових једињења.
[[Датотека:FlammenfärbungLi.png|мини|десно|Литијум]]
 
== Екстракција метала ==
Више температуре топљења земноалкалних метала од температуре топљења алкалних метала објашњава се теоријом електронског гаса. Према тој теорији у металним решеткама земноалкалних метала постоје два пута позитивно наелектрисани јони, па је електростатичко привлачење између јона метала и електрона из "електронског гаса" веће него код алкалних метала чији су јони једновалентни.
Обични метали, као што су [[гвожђе]] и [[олово]], присутни су у великим количинама у Земљиној кори. Обично се налазе у стенама као нечиста хемијска једињења која се називају руде. Руде се морају пречистити и хемијски обрадити да би се добио чист метал. Ови процеси су познати као технике екстракције, зато што се помоћу њих ваде чисти метали из нечистих металних једињења. Код већине процеса екстракције, на почетку се врши сепарација ископане или извађене руде и на тај начин се руда раздваја од камења које не садржи жељени метал. Ово се често врши уситњавањем и прањем руде.Једном када се руда одвоји од нечистоћа, хемијске реакције је претварају у чист метал. Гвожђе се, на пример, добија загревањем оксидне руде гвожђа са [[кокс]]ом. Ово претвара оксид у чисти метал. Племенити метали, као што су злато и платина, су ретки, због чега су и веома вредни. Племенити метали се обично налазе као скоро чисте наслаге.
 
== Металургија ==
Код прелазних елемената (метала), на пример Fe,Ni,W, у грађењу металне везе учествују и [[d-електрони]] из непопуњеног d-поднивоа, чиме расте ковалентни карактер везе, и консеквентно расту и њихове температуре топљења.<ref>[http://hemija7.weebly.com/105210771090107210831080--10861087109610901077-108610761083108010821077.html Метали- опште одлике - ХЕМИЈА<!-- Botovski generisani naziv -->]</ref>
{{main|Металургија}}
Металурија је наука о металима, њиховим особинама и начинима њиховог издвајања из природних [[руда]]. Металурзи, такође, истражују како се особине метала могу модификовати мешањем метала и производњом супстанци које се називају [[легуре]]. Кључни део металиргије је проучавање замора метала који постепено слаби метални предмет. Замор метала може бити изазван напрезањем који се понавља (гурање, вучење и увијање) на металним деловима. Ако је метал превише изложен напрезању, може доћи до појаве ситних површинских пукотина. Нова напрезања шире постојеће пукотине и стварају нове што понекад може довести до ломова.[[Инжењер]]и узимају у обзир замор метала када пројектују авионе, аутомобиле, мостове и машине. Многи од наведених предмета се морају често проверавати да би се открили рани знаци замора метала. Детектори метала могу да пронађу металне предмете као што су древни новчићи, закопане испод површине тла.
 
== Види још ==▼
▲== Електрична и топлотна проводљивост ==
* [[Неметали]]
* [[Металоиди]]
* [[Корозија]]
* [[Вештачка]]
 
== Референце ==▼
Пошто валентни електрони у металу могу слободно да се крећу између позитивно наелектрисаних јона, лако се премештају под дејством електричног поља тј.електричну струју чини струја електрона који теку кроз метал под утицајем разлике потенцијала успостављене на крајевима металног проводника помоћу спољашњег извора струје. Такав тип електронског провођења који се остварује услед кретања електрона, назива се електронско или метално провођење струје. Метални проводници се не мењају при провођењу струје, за разлику од јонских проводника (електролита), који се мењају услед хемијске реакције (оксидо-редукције)на електродама. Метални проводници могу да проводе струју бесконачно дуго. Док се при снижењу температуре електрична проводљивост јонских проводника смањује, проводљивост металних проводника расте. Провођење топлоте у чврстим супстанцама заснива се на преношењу енергије услед додира честица (атома, молекула или јона), које јаче осцилују у топлијем делу супстанце са честицама хладнијег дела, при чему се повећавају амплитуде, вибрације атомских језгара и температура супстанце расте.
{{reflist}}▼
Најбољи проводници електричне струје међу металима су Ag,Au,Al,Cu.
 
== Литература ==
== Механичка својства ==
*Кампел И., Јанковић И. (2003): "Велика енциклопедија науке", ИТП "Змај", Нови Сад
 
== Спољашње везе ==
Пошто се електрони у металу налазе у сталном кретању и не заузимају фиксне положаје око појединих атома, атоми у металу релативно лако мењају своје положаје под дејством спољашње силе, а да при том не долази до раскидања веза између њих.
*[http://katarina5.blog.rs/blog/katarina5 Блог - хемија] Приступљено 17.05.2014.
Приликом механичке деформације метала, покретљиви електрони прилагођавају се промењеном положају атома у металу, чиме оставрују и даље металну везу. Због тога се метали лако обрађују ковањем, ваљањем и другим механичким поступцима обраде. Већина ковалентних и јонских једињења не може се деформисати на такав начин. Ако се на таква једињења делује механичком силом ради промене њиховог облика, настаје разарање кристалне структуре.
 
== Сјај ==
 
{{-}}
Метални сјај се приписује интеракцији светлости са електронима у металу. Кад светлост обасја површину метала, електрони апсорбују енергију фотона светлости и прелазе са нижег енергетског нивоа на виши ниво. Електрон се, међутим, не задржава дуго у вишем енергетском нивоу, већ реемиује [[фотон]] исте енергије и враћа се на полазни енергетски ниво. Због те реемисије светлости, металне површине изгледају као да имају јаку рефлексију и својствен им је карактеристичан сјај.
* [[{{Периодни систем елемената]] 2}}▼
 
[[Категорија:Метални елементи]]
== Термоелектронска емисија електрона ==
 
При загревању метала повећава се кинетичка енергија електрона, тако да при извесној температури неки од њих имају довољно енергије па могу да изађу из метала. Ако их још привлачи и неки позитиван потенцијал изван метала, појављује се ток електрона, односно једносмерна електрична струја. Таква појава позната је као ''термоелектронска емисија електрона.''<ref>{{Cite book |ref= harv|author= Проф. др Милош Б. Рајковић | title=Општа и неорганска хемија |publisher=Фотофутура|year=2010|isbn=978-86-83691-41-8 |pages=595}}</ref>
 
▲== Референце ==
▲{{reflist}}
 
▲== Види још ==
▲* [[Периодни систем елемената]]
* [[Електрон]]
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Метал”