Каляровыя, каштоўныя і чорныя віды металаў і іх характарыстыка

Металы - гэта вялікая група простых элементаў з характэрнымі асаблівасцямі, такімі як высокая цяпло-і электраправоднасць, станоўчы тэмпературны каэфіцыент і іншае. Каб правільна класіфікаваць і зразумець, што да чаго, неабходна разабрацца з усімі нюансамі. Давайце паспрабуем з вамі разгледзець такія асноўныя віды металаў, як чорныя, каляровыя, каштоўныя, а таксама сплавы. Гэта досыць шырокая і складаная тэма, але мы пастараемся раскласці ўсё па паліцах.

Што павінен ведаць кожны?

Перш чым класіфікаваць металы па групах, неабходна разабрацца з асноўнымі прыкметамі. Да першарадным адносяць адмоўны каэфіцыент праводнасці электрычнасці. Гэта сведчыць аб тым, што з паніжэннем тэмпературы праводнасць павышаецца, і некаторыя праваднікі становяцца звышправаднікі. У гэты ж час павышэнне тэмпературы прыводзіць да частковай або поўнай страты прапускной здольнасці. Да другарадным прыкметах неабходна аднесці металічны бляск, а таксама высокую тэмпературу плаўлення. Акрамя гэтага, некаторыя металы ў выглядзе злучэнняў гуляюць ролю аднаўляльніка пры акісляльна-аднаўленчых рэакцыях. Звярніце ўвагу на тое, што ў прыродзе чыстыя металы практычна не сустракаюцца, таму забываць аб рудзе і самародкі таксама не трэба.

Аб чорных металах

Да дадзенай групы адносяць жалеза, а таксама яго сплавы (чыгун, ферасплавы). Па сутнасці, чорныя металы - гэта сплаў жалеза з вугляродам, але акрамя гэтага ў складзе ёсць і іншыя хімічныя элементы, напрыклад сера, фосфар, крэмній і інш. Калі трэба надаць сплаву спецыфічныя ўласцівасці, неабходныя для выканання пэўных мэтаў, дадаюцца легіравальных рэчывы, у якасці якіх часцей за ўсё выступае медзь, хром або нікель. Класіфікуюцца ўсе віды чорных металаў па змесце вугляроду. Так, існуюць наступныя сплавы:

• Чыгун - колькасць вугляроду вагаецца ад 2 да 4,3%, у некаторых выпадках дасягае крытычнай адзнакі ў 5%. Розныя хімічныя элементы прамым чынам ўплываюць на ўласцівасці вырабы. Так, сера з фосфарам павышаюць далікатнасць, а хромавыя і нікелевыя асадкі робяць чыгун больш цеплатрывалых і ўстойлівым да карозіі.
• Сталь - утрыманне вугляроду да 2%. Адрозніваецца ад чыгуну высокай пластычнасцю, а таксама высокімі тэхналагічнымі паказчыкамі (прасцей паддаецца апрацоўцы).

Асаблівасці чыгуну і сталі ў падрабязнасцях

У цяперашні час існуе некалькі відаў чыгуну, якія выкарыстоўваюцца ў побыце, а таксама прамысловасці: ліцейны (шэры) і пераробны (белы). Апошні адрозніваецца ад першага віду тым, што вуглярод знаходзіцца ў звязаным стане ў выглядзе цэменту, у першым жа выпадку - у вольным стане ў выглядзе графіту. Паніжэнне трываласці дадзенага матэрыялу абумоўлена тым, што пласціны графіту парушаюць металічную структуру, тым самым саслабляючы яе. Існуе мадыфікаваны шэры чыгун. Яго асаблівасці ў тым, што графіт знаходзіцца ў шаровідной форме, што павышае механічныя ўласцівасці вырабы.

Вы напэўна ўжо паспелі зразумець, што сталі больш універсальныя, што абумоўлена не такім вялікай колькасцю вугляроду ў складзе. Так, канструкцыйныя сталі ўтрымліваюць ад 0,02 да 0,85% вугляроду і выкарыстоўваюцца для будаўніцтва. Асноўнае іх перавага заключаецца ў добрай пластычнасці. Ступень далікатнасці нізкая. Ёсць яшчэ інструментальныя, у якіх утрыманне вугляроду некалькі больш - ад 0,65 да 1,4%, такім чынам, гэта больш трывалы сплаў, але яе кволы. Выкарыстоўваецца, як можна зразумець з назвы, у якасці нарыхтоўкі для стварэння інструментаў (рэжучыя, дрывасек, які пілуе рабочых органаў машын і агрэгатаў). Вось мы разгледзелі віды чорных металаў, таму давайце пойдзем далей.

высакародныя металы

Да дадзенай групы ставяцца хімічна ўстойлівыя, ня акісляюцца ў вадзе і паветры сплавы. Варта адзначыць, што колькасць такіх металаў на ўсёй планеце адносна невяліка, а працэс здабычы і апрацоўкі выключна складаны і працаёмкі. Калі здаўна чалавецтва ведала за ўсё пра 7 групах, то сёння іх некалькі больш. Так, найбольш вядомыя віды каштоўных металаў: золата, срэбра, плаціна, осмий, родий, паладый, ірыдый і інш. Усе яны сустракаюцца ў прыродзе. Таксама існуюць так званыя ізатопы. Іх атрымліваюць у лабараторыях шляхам складаных хімічных рэакцый. Самы дарагі такі метал - Каліфорнія-252 коштам 500 тысяч даляраў за грам. Да найбольш жа запатрабаваным ставіцца осмий-187, які атрымліваецца ў сучасных лабараторыях.

Аб срэбры і золаце

Яшчэ з эпохі каменнага стагоддзя людзі знаёмыя з такім металам, як золата. Можна з упэўненасцю сказаць пра тое, што гэта самы галоўны каштоўныя металы ва ўсім свеце. У прыродзе часцей за ўсё сустракаецца ў якасці самародкаў з невялікай колькасцю прымешак або ў сплаве з срэбрам. Да выключным асаблівасцям варта аднесці цеплаправоднасць і вельмі нізкі супраціў. Вядома, нельга не адзначыць ковкость золата, з-за чаго яно з'яўляецца вельмі папулярным матэрыялам для вырабу ювелірных вырабаў. Цікавы факт: самы вялікі залаты самародак знайшлі ў Аўстраліі. Важыў ён парадку 90 кілаграмаў.

Калі разглядаць асноўныя віды каштоўных металаў, то нельга не сказаць пра срэбры. У прыродзе дадзены матэрыял сустракаецца ў самароднае выглядзе (сярэбраная руда). Але варта адзначыць, што асноўная здабыча ажыццяўляецца з комплексных руд, дзе срэбра адносна няшмат, але паклады такіх выкапняў сустракаюцца часцей. Гэта вельмі мяккі і пластычны метал, які валодае выключнай электра-і цеплаправоднасцю.

Родий і плаціна

Родий - метал, які не мае ўласных мінералаў, таму з'яўляецца адным з самых дарагіх. За грам давядзецца аддаць больш за 220 долараў. Дадзены высакародны метал мае серабрысты колер з блакітнаватым адценнем. Адрозніваецца сваёй устойлівасцю да хімічных і тэмпературных уздзеянняў, але вельмі ўразлівы да механічных пашкоджанняў з прычыны сваёй далікатнасці. Так як варта досыць дорага, то выкарыстоўваецца толькі там, дзе нельга падабраць аналаг.

Калі разглядаць тыпы і віды металаў, то нельга не сказаць пра плаціне, адкрытай ў 1952 годзе шведскім хімікам. Гэта досыць рэдкі матэрыял і ў прыродзе сустракаецца толькі ў спалучэнні сплаваў з іншымі металамі. Працэс здабычы вельмі працаёмкі і патрабуе вялікіх укладанняў, але яно таго варта, бо на плаціну не дзейнічае ні адна вядомая на сённяшні дзень кіслата. Пры награванні не змяняе свой колер і ня акісляецца.

Віды каляровых металаў

Дадзеная група з'яўляецца найбольш запатрабаванай, так як большасць матэрыялаў з'яўляецца сыравінай для атрымання металапракату. Калі казаць пра сферу прымянення, то яна досыць шырокая, гэта: машынабудаванне, металургія, радыёэлектроніка, сфера высокіх тэхналогій і т. Д. Па фізічных уласцівасцях бываюць наступныя віды каляровых металаў:

• цяжкія (свінец, цынк, волава, нікель і інш.);
• лёгкія (алюміній, тытан, магній і інш.).

Згодна з гэтай класіфікацыі, існуе металургія лёгкіх і цяжкіх металаў. Не сакрэт, што з дадзенай групы можна вырабіць цалкам любую тэхніку. Звярніце ўвагу, што да каляровым адносяцца ўсе віды сплаваў металаў, акрамя жалеза. А цяпер давайце пойдзем далей.

Асноўныя віды цяжкіх металаў

На сённяшні дзень існуе прыкладна 40 азначэнняў паняцця дадзенай групы матэрыялаў. Сярод адметных асаблівасцяў - вялікі атамную вагу, як правіла, больш за 50. З гэтага можна зрабіць выснову аб тым, што ў спіс варта ўключыць усе, што ідзе пасля ванадыя (незалежна ад шчыльнасці). Але калі выкарыстоўваць іншае вызначэнне, то вызначальным параметрам можа быць шчыльнасць, якая павінна быць больш, чым у жалеза (8 г / см ^3). У гэтым выпадку ў спіс патрапяць: свінец, ртуць, медзь, а вось волава апынецца за спісам. Сёння вельмі востра стаіць пытанне забруджвання навакольнага асяроддзя дадзенай групай. Гэта абумоўлена тым, што многія металы выкарыстоўваюцца ў цяжкай прамысловасці і трапляюць у акіян разам са сцёкавымі водамі. Асноўная праблема - гэта высокая таксічнасць ртуці, свінцу, кадмію. Акрамя таго, некаторыя віды цяжкіх металаў маюць асаблівасць назапашвацца ў жывых арганізмах. Так, з-за атручвання ртуццю ў 1977 годзе налічвалася больш за 2300 ахвяр.

Ртуць, свінец і кадмій

Гэта самыя небяспечныя каляровыя металы, якія адносяцца да цяжкіх. З'яўляюцца асноўнымі забруджвальнікамі навакольнага асяроддзя. Ртуць - высокатаксічных метал для чалавека, у акіян трапляе праз атмасферу і са сцёкавымі водамі. Калі на электрастанцыях спальваюць вугаль, то злучэння ртуці трапляюць у атмасферу, а затым выпадаюць у акіян у выглядзе ападкаў. Акрамя таго, многія пресноводные і марскія насельнікі назапашваюць у сваім арганізме значная колькасць ртуці, што не адзін раз прыводзіла да атручвання чалавека, і нават смерці.

Кадмій - рассеяны і досыць рэдкі элемент, які трапляе ў акіян разам са сцёкавымі водамі металургічных і рудообогатительных вытворчасцяў. Варта адзначыць, што кадмій прысутнічае ў арганізме чалавека, але яго вельмі мала. Пры хранічным атручванні руйнуюцца косткі, і пачынаецца анемія. Што тычыцца свінцу, то гэты метал ў безуважлівым стане ёсць практычна ўсюды. Такія віды металаў, фота якіх мы прывялі вышэй, выводзяцца з арганізма, але досыць павольна, таму іх залішняя колькасць выклікае сур'ёзныя праблемы са здароўем. Нароўні з кантынентальнай пылам ў акіян разам з атмасфернымі ападкамі трапляе прыкладна 25 тысяч тон свінцу.

на заметку

Як вы бачыце, існуюць самыя розныя віды і ўласцівасці металаў. Нешта зусім не небяспечна, і кожны дзень мы носім срэбны крыжык і залаты пярсцёнак на руцэ. Радыёактыўныя рэчывы могуць забіць чалавека, таму эколагі усяго свету спрабуюць збольшага вырашыць пытанне выкіду небяспечных металаў у акіян і атмасферу. Вядома, вырашаць такія праблемы вельмі складана, асабліва ўлічваючы тое, што большасць прадпрымальнікаў наогул не ідуць на кантакт. Тым не менш, не варта забываць аб тым, што без правадыроў, якія складаюцца таксама з металу, немагчымыя электрычныя схемы, а без жалеза не будзе машын і іншых звыклых для нас рэчаў.

Намі не была закранутая група так званых радыеактыўных металаў перыядычнай табліцы Мендзялеева. Сюды адносяцца: ду, палоній, праметэй і інш. Асноўнае прызначэнне - выкарыстанне ў ядзерных рэактарах і зброі, што робіць іх вельмі небяспечнымі.

заключэнне

Вы напэўна заўважылі, што ёсць самыя розныя віды металаў. У прыродзе большасць іх прысутнічае ў выглядзе руд і ўтварае розныя сульфід, карбанаты і іншыя хімічныя злучэнні. Для атрымання чыстых металаў і далейшага іх прымянення выкарыстоўваюць сучасныя тэхналагічныя ачышчальныя і абагачальныя лініі. Напэўна вам будзе цікава даведацца, што арганізм чалавека таксама змяшчае ў сабе невялікая колькасць металічных злучэнняў - прыкладна 3%. Так, у костках у нас ёсць кальцый, у крыві жалеза, у цягліцах пастаянна назапашваецца магній, а ў печані ёсць медзь.

Ну, вось, у прынцыпе, і ўсё, што можна сказаць пра тое, якія існуюць віды сплаваў металаў. Нягледзячы на тое што гэта досыць складаная тэма, яна можа быць цікавая тым, хто захапляецца металургіяй.