METALLER: HISTORIK, EGENSKAPER, TYPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN, EXEMPEL - KEMI - 2026

De metaller är bildade av en grupp av element som är belägna på den vänstra sidan, med undantag för icke-metall väte, i det periodiska systemet. Metaller utgör cirka 75% av de kemiska elementen, så det kan sägas att en stor del av naturen är metallisk.

Metallerna som man ursprungligen bearbetade i förhistorien var följande: guld, silver, koppar, tenn, bly och järn. Detta berodde på att de var i sitt ursprungliga tillstånd eller för att de var lätta att bearbeta för att göra användbara objekt.

Metalliska element i blå färg. Metalloider i grönt och icke-metaller i brunt

Det verkar vara en magisk sak att från högar av stenar och mineraler kan glänsande och silverkroppar utvinnas (med vissa viktiga och enastående undantag). Sådant är fallet med bauxit och aluminium, från vars lera stenar denna reducerade metall erhålls i ark eller silverpapper.

Metaller är ramen för industrier; dess kablar, reaktorer, enheter, containrar, allt på något eller annat sätt består av metaller och deras legeringar.

De första mynten, vapen, verktyg, rustningar gjordes av metaller, som senare skulle användas för tillverkning av fordon, cyklar, båtar, flygplan, datorer, bland andra väsentliga föremål i det moderna livet.

Historia

Kopparålder

Metallurgical expansion - Källa: Metallurgical diffusion.svg under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International licens

År 9000 f.Kr. gjordes de första smidda kopparmetallföremålen i Nära öst, när människan upptäckte att hammar koppar ökade sin styrka och motstånd och använde den för att göra knivar. Detta är kopparåldern.

Det upptäcktes att koppar kunde erhållas genom uppvärmning av blå mineraler, såsom korvellit och malakit (4000-3000 f.Kr.).

Den kolkolitiska perioden är en tidsperiod som föregår bronsåldern, motsvarande 5 000–3 000 f.Kr. Mannen började experimentera med smältning och smältning av koppar för att få koppar smidd från kopparoxid.

Bronsålder (3 000-1 500 f.Kr.)

Material från bronsåldern - Källa: Gaguilella under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International licens.

Man började troligtvis av misstag göra legeringar, initialt av koppar och arsenik, och senare med koppar och tenn, för att få brons i Nära öst.

Bronsartiklarna, motsvarande denna tid, hade 87% koppar, 11% tenn och små mängder järn, arsen, nickel, bly och antimon.

Järnålder (700 f.Kr.)

Mannen använde sin erfarenhet av produktion av smidt koppar för produktion av smidesjärn i Nära öst. Under samma tid inträffade granuleringen av etruskiskt pulver, Italien.

Den tidigaste kända produktionen av stål, en legering av järn och kol, manifesterades i bitar av metallen på en arkeologisk plats i Anatolien (1800 f.Kr.)

Runt 1122 e.Kr. på ett okänt datum och plats infördes gjutjärn. 1440 e.Kr., den stora klockan i Peking, Kina, producerades. Nästan tre århundraden senare, år 1709 e.Kr., produceras smält järn med koks som bränslematerial.

1779 användes gjutjärn i England som arkitektoniskt material. 1855 använde Henry Bessenir svinjärn som råmaterial för att erhålla mjukt stål. Engelska Clark and Wood (1872) patenterade en legering, för närvarande betraktad som rostfritt stål.

Metallers fysiska egenskaper

Bronsen av dessa gamla klockor visar användbarheten av metaller för prydnadsändamål eller religiösa ändamål. Källa: Pxhere.

Bland några fysiska egenskaper hos metaller har vi:

-Metaller är glänsande i utseende och kan reflektera ljus.

- Generellt sett är de bra ledare för el och värme.

-De har höga smält- och kokpunkter.

-De är formbara, det vill säga att de kan hamras för att producera tunna ark.

-De är smidiga, med dem kan du tillverka trådar eller fibrer med mycket liten diameter.

-De presenteras i fast tillstånd, med undantag av kvicksilver, som är flytande vid rumstemperatur, och gallium, som smälter bara genom att pressa det mellan dina händer. I följande bild kan du se en behållare med kvicksilver:

-De är ogenomskinliga kroppar, deras tunna lakan korsas inte av ljus.

-De är väldigt hårda, förutom natrium och kalium, som kan skäras med en kniv.

-De har en hög densitet, med osmium och iridium med den högsta densiteten, och litium har den lägsta densiteten.

Kemiska egenskaper hos metaller

Bland några av de kemiska egenskaperna hos metaller har vi:

-De tenderar att förlora elektroner och bilda metallkatjoner, M ^{n +} , där n anger deras oxidationsnummer, vilket endast för alkali- och jordalkalimetaller sammanfaller med deras valensnummer.

-Dina elektronregleringar är låga.

-De korroderar och upplever oxidationsskador.

-Forma basiska oxider vid reaktion med syre. Dessa oxider i kombination med vatten bildar metallhydroxider. Metalloxider reagerar med syror för att bilda salter och vatten.

-De är bra reduktionsmedel, eftersom de ger upp sina elektroner.

Metalltyper

Metaller klassificeras i följande: alkaliska, jordalkaliska, efterövergångar, övergångsperioder och de så kallade sällsynta jordar.

Alkaliska metaller

De finns vanligtvis inte fria i naturen eftersom de oxiderar lätt. De har en suborbital s ¹ i sitt yttre omloppsbotten, så de har ett +1 oxidationstillstånd. Det är metaller som reagerar exotermt med vatten och minskar starkt.

Alkaliska jordartsmetaller

De är formbara och duktila metaller. Atomerna för elementen i denna grupp har en s ^2- konfiguration , så att de kan ge upp två elektroner och deras oxidationstillstånd är +2. Med undantag av beryllium kan de oxideras vid exponering för luft.

Metaller efter övergång

Det är metaller i det så kallade p-blocket, som ligger mellan övergångsmetallerna och metalloiderna i det periodiska systemet.

Elementen i grupp 3 har oxidationslägena +1 och +3 som de vanligaste, även om aluminium endast har oxidationstillståndet +3. En del av metallerna efter övergång finns också i grupperna 14 och 15.

Övergångsmetaller d

De bildar en grupp som finns mellan de basbildande elementen och de syrbildande elementen. Atomorbitalerna d och f är ofullständiga och fyller. Även om termen övergångsmetaller avser övergångsmetaller d.

Övergångsmetaller har mer än ett oxidationstillstånd. De har högre smält- och kokpunkter än andra grupper av metaller. Övergångsmetallerna är en mycket heterogen grupp av metaller som inkluderar bland annat järn, krom, silver, etc.

Sällsynta jordar

Sällsynt jordmalm

Denna grupp av metaller består av elementen skandium och yttrium och elementen i serien av lantanider och aktinider. Termen "sällsynta jordar" avser det faktum att de inte finns i naturen i rena tillstånd och kan attackeras av syror.

tillämpningar

Alkaliska metaller

Litium används som värmeöverföringsmedium i vissa kärnreaktorer. Det används i vissa torra batterier och ljusackumulatorer. Litiumklorid och litiumbromid är hygroskopiska föreningar som används i industriella torkning och luftkonditioneringsprocesser.

Natrium används i metallurgi av metaller, såsom titan och zirkonium. Det används i offentlig belysning i natriumbåglampor. Natriumklorid (NaCl) används som livsmedelssmak och för konservering av kött.

Alkaliska jordartsmetaller

Magnesium användes i fotografering som blixtljus och fyrverkerier. Barium är en komponent i legeringar som används i tändstift på grund av att elementet är enkelt att avge elektroner. Bariumsalter används för att begränsa röntgenskador på plattor i mag-tarmkanalen.

Kalcium används för att ta bort lösta föroreningar i smälta metaller och för att avlägsna avfallsgaser i vakuumrör. Det är en del av gips, ett material som används i konstruktion och vid behandling av benfrakturer.

Metaller efter övergång

Aluminium eftersom det är en lätt metall används vid konstruktion av flygplan och fartyg. Det används också för produktion av många köksredskap. Det används som råmaterial vid tillverkning av deodoranter som begränsar svettning.

Gallium används i högtemperaturtransistorer och termometrar. ⁶⁷ Ga- isotopen används i medicin för att behandla vissa melanom. Bly används vid konstruktion av batterier och i skydd mot joniserande strålning.

Övergångsmetaller

Koppar används i vattenledningsrör, kylskåp och luftkonditioneringssystem. Det används också som en del av datorns värmeavledningsmekanism. Det används för ledning av elektrisk ström, i elektromagneter och i färgning av glasögon.

Nickel används för tillverkning av rostfritt stål, liksom för gitarrsträngar och laddningsbara batterier. Det används också för elektroplätering för att skydda metaller. Det används i legeringar som finns i fordonsdelar, till exempel ventiler, lager och bromsar.

Nickel har länge använts för att göra mynt.

Zink används för att skydda metaller mot korrosion vid tillverkning av mässing. Zinkoxid och zinksulfat används vid tillverkning av plåtar som används i tak, rännor och nedlopp.

Krom används för att skydda metaller mot korrosion och ger dem glans. Den används som en katalysator i syntesreaktionen av ammoniak (NH ₃ ). Kromoxid används för att skydda trä.

Sällsynta jordar

Scandium används i legeringar med aluminium för flyg- och rymdkomponenter. Det är en tillsats i kvicksilverångelampor.

Lanthanum används i alkalibeständiga glas med hög brytningsindex. Dessutom används det vid tillverkning av kameralinser och som en katalytisk krackningskatalysator för oljeraffinaderier.

Cerium används som ett kemiskt oxidationsmedel. Dessutom används den för att tillhandahålla en gul färg i glas och keramik, samt en katalysator för självrenande ugnar.

Exempel på metalliska element

Alkalisk

Natrium (Na), kalium (K), cesium (Cs), litium (Li) och rubidium (Ru).

Alkalisk-jordig

Beryllium (Be), magnesium (Mg), kalcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) och radium (Ra).

Post-övergångs

Aluminium (Al), gallium (Ga), Indium (In), talium (Tl), tenn (Sn) och bly (Pb).

Övergångs

Titan (Ti), Vanadium (V), krom (Cr), mangan (Mn), järn (Fe), kobolt (Co), nickel (Ni), koppar (Cu), zink (Zn), zirkonium (Zr), niob (Nb), molybden (Mo), palladium (Pd), silver (Ag), volfram (W), rhenium (Re), osmium (Os), iridium (Ir),

Platina (Pt), Guld (Au) och Merkurius (Hg).

Sällsynta jordar

Scandium (Sc), yttrium (Y), lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho), erbium (Er), tulium (Tm), ytterbium (Yb) och lutetium (Lu).

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 oktober 2019). Metaller kontra icke-metaller. Återställd från: thoughtco.com
4. Metaller och deras egenskaper - Fysikaliska och kemiska. . Återställd från: csun.edu
5. Jonathan Maes. (2019). 18 Olika typer av metall (fakta och användning). Återställd från: makeitfrommetal.com