Մետաղներ. մայիսի 2-ից 8-ը

  • Մետաղների ընդհանուր բնութագրումը, ատոմների կառուցվածքը

118 քիմիական տարրերից 92-ը մետաղներ են: Պարբերական համակարգում մետաղները տեղադրված են յուրաքանչյուր պարբերության սկզբում ինչպես նաև երկրորդական ենթախմբում: Հին դարերում մարդկանց հայտնի է եղել միայն յոթ մետաղ: Հին ժամանակներում գիտնակնները մտածում էին, որ չի կարող յոթից ավել մետաղ լինել:

  • Մետաղների  դիրքը  քիմիական  տարրերի  պարբերական  համակարգում

 

  • Մետաղական  քիմիական կապը

 

  • Մետաղների ֆիզիկական  հատկություններ

Բոլոր մետաղները բացի սնդիկից և պայմանականորեն ֆրանսիումից սովորական պայմաններում գտնվում են պինդ ագրեգատային վիճակում, սակայն ունեն տարբեր կարծրություն: Մաքուր մետաղների հալման ջերմաստիճանը տատանվում է -39оС-ից 3410о С միջակայքում ։ Մետաղների մեծամասնության հալման ջերմաստիճանը բարձր է, սակայն որոշ  մետաղները, ինչպիսիք են օրինակ անագն ու կապարը, կարելի է հալեցնել հասարակ վառարանի վրա։ Կախված խտությունից՝ մետաղները լինում են թեթև և ծանր։ Ամենաթեթև մետաղն է լիթիումը։ Մետաղների մեծամասնությունը պլաստիկ է, այսինքն մետաղյա լարը կարելի է թեքել, և այն չի կոտրվի։ Ոսկուց կարելի է պատրաստել  Պլաստիկությունը կախված է մետաղի մաքրությունից. այդպես՝ շատ մաքուր քրոմը բավականին պլաստիկ է, սակայն դրանում չնչին խառնուրդի դեպքում, այն դառնում է փխրուն և ավելի կարծր։ Որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին, արծաթը, կապարը, ալյումինը, օսմիումը, կարող են միաձուլվել իրար հետ, սակայն դա կխլի տասնյակ տարիներ։ Բոլոր մետաղները էլեկտրական հոսանքի լավ հաղորդիչներ են, դա պայմանավորված է դրանց բյուրեղային ցանցում առկա շարժուն էլեկտրոններով, որոնք շարժվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ Արծաթը, պղինձն ու ալյումինը ունեն ամենաբարձր էլեկտրահաղորդականությունը, որի պատճառով վերջին երկուսը հաճախակի օգտագործվում են հաղորդալարերի պատրաստման համար։ Բարձր էլեկտրահաղորդականություն ունի նաև նատրիումը: Փորձարարական տեխնիկայում հայտնի են նատրիումային էլեկտրահաղորդալարերի՝ նատրիումով լցված չժանգոտվող պողպատից խողովակների, կիրառման փորձեր։ Նատրիումի ցածր տեսակարար զանգվածի շնորհիվ, հավասարաչափ դիմադրության դեպքում նատրիումային լարերը ստացվում են պղնձյա և նույնիսկ ալյումինե լարերից զգալիորեն թեթև։ Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը կախված է ազատ էլեկտրոնների շարժունակությունից։  Մետաղների մեծամասնության գույնը գրեթե նունն է՝ բաց մոխրագույն, երկնագույն երանգով։ Ոսկին, պղինձն ու ցեզիումը համապատասխանաբար դեղին, կարմիր և բաց դեղին գույնի են։

  • Մետաղների քիմիական հատկությունները՝ փոխազդեցությունը  պարզ  և  բարդ  նյութերի  հետ

Մետաղների մեծամասնության արտաքին էներգիականմակարդակում առկա է էլեկտրոնների փոքր քանակ, այդ պատճառով նրանք ռեակցիաների մեծ մասում հանդես են գալիս որպես վերականգնողներ: Թթվածնի հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները, բացի ոսկուց և պլատինից: Արծաթի հետ փոխազդեցությունը նկատվում է միայն բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, սակայն արծաթի (II) օքսիդը գրեթե չի առաջանում, քանի որ այն ջերմապես անկայուն է։ Կախված մետաղի տեսակից՝ ելանյութը կարող է լինել օքսիդ, պերօքսիդ:

Capture

  • Մետաղների ստացման եղանակները`լաբորատորիայում և արդյունաբերության մեջ

                                                                                                                                                         Անհատական-հետազոտական  աշխատանքների  թեմա. 

 aluminium

Ալյումին

Ալյումինը ներառվում է քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 3-րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում: Ատոմի արտաքին էներգիական մակարդակում առկա է երեք էլեկտրոն, որոնցից երկուսը զույգված են: Միացություններ առաջացնելիս այդ ատոմը հիմնական վիճակից հեշտությամբ անցնում է գրգռված վիճակի, որին համապատասխանում է չզույգված երեք էլեկտրոն:

ատոմային համարը՝ 13, ատոմային զանգվածը՝ 26.98154։ Ալյումինը p–տարր է:

Բնության մեջ

Այդ մետաղը բնության մեջ ամենատարածվածներից մեկն է: Ազատ վիճակում չի հանդիպում: Ալյումինը մտնում է ահռելի քանակությամբ հանքանյութերի բաղադրության մեջ, գլխավորությամբ ալյումոսիլիկատների և լեռնային ապարների։ Ալյումինի միացություններ պարունակում են գրանիտները, բազալտները, կավը, դաշտային սպաթը:

Ստացում

Ալյումինը ստանում են Al2O3 օքսիդի հալույթի էլեկտրոլիզով, իսկ օքսիդն առանձնացնում են բոքսիտ հանքաքարից.

{\displaystyle {\mathsf {2Al_{2}O_{3}\rightarrow 4Al+3O_{2}}}}

Օքսիդի հալման ջերմաստիճանը 2000-ից բարձր է, և հնարավոր չէ ունենալ էլեկտրոլիզի սարքեր, որոնք դիմանան այդպիսի բարձր ջերմաստիճանների։ Այդ պատճառով օքսիդին խառնում են կրիոլիտ, և դրա առկայությամբ իրականացնում հալույթի էլեկտրոլիզը բավականին ցածր՝ մոտ 900 °C ջերմաստիճանում։

Ֆիզիկական հատկությունները

Ալյումինն արծաթափայլ, սպիտակ, թեթև մետաղ է, հալվում է 660ºC, եռում 2450ºC ջերմաստիճանում: Պլաստիկ է. օժտված է մեծ էլեկտրաջերմահաղորդակցությամբ: Հալված վիճակում լուծում է այլ մետաղներ ու ոչ մետաղներ՝ եթեև և կայուն համաձուլվածքներ առաջացնելով:

Քիմիական հատկություններ

Ալյումինը շատ ակտիվ մետաղ է,  զգայուն է ալկալիների նկատմամբ։ Օդում ալյումինը շատ կայուն է և փոփոխության չի ենթարկվում։  Թթվածնի մթնոլորտում տաքացված ալյումինն այրվում է՝ արձակելով օքսիդի շիկացած շիթեր: Թթվածնի և ջրի նկատմամբ իր մեծ կայունության շնորհիվ ալյումինը ունի լայն կիրառություն։

Փոխազդում է ջրի հետ {\displaystyle {\mathsf {2Al+6H_{2}O\rightarrow Al(OH)_{3}+3H_{2}}}}

Տաքացման պայմաններում փոխազդում է ոչ մետաղների հետ.

  • Ֆտորի հետ, առաջացնելով ալյումինի ֆտորիդ.
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}\rightarrow 2AlF_{3}}}}
  • ծծմբի հետ, առաջացնելով ալյումինի սուլֆիդ.
{\displaystyle {\mathsf {2Al+3S\rightarrow Al_{2}S_{3}}}}
  • Ազոտի հետ, առաջացնելով Ալյումինի նիտրիդ.
{\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}\rightarrow 2AlN}}}

                                                                                                                 

Կիրառություն

Ալյումինը հեշտությամբ է ենթարկվում մեխանիկական մշակման, որովհետև ունի մեծ կռելիություն և ձգվողականություն։ Կարելի է գլանել, լար ձգել, ինչպես նաև մամլել ու դրոշմել՝ իրին տալով ցանկացած ձև։

Թունավոր հատկության բացակայությունը թույլ է տալիս ալյումինը լայնորեն օգտագործելու խոհանոցային սպասքի, սննդի և գարեջրի արտադրական սարքավորումների պատրաստման, ինչպես նաև՝ սննդանյութերի և դեղանյութերի փաթեթավորման համար։