از 118 عنصر شناخته شده برای انسان، 94 عنصر فلز هستند. اینها عناصری هستند که مواد ساده ای را با درخشندگی مشخص، انعطاف پذیری بالا و چکش خواری تشکیل می دهند. فلزات چه خواص دیگری دارند؟ به چه گروه هایی تقسیم می شوند؟ بیایید دریابیم.
فلزات و خواص آنها
توصیف فلزات آسان نیست. مقایسه آنها با سایر عناصر یا مواد شناخته شده در دنیای مدرن دشوار است. در مفهوم استاندارد، فلز یک ماده خاکستری جامد با درخشندگی قوی است. اما همه چیز بسیار پیچیده تر است. اکثر آنها واقعا خاکستری هستند، اما سایه ها برای همه متفاوت است. گالیم مایل به آبی، بیسموت صورتی، مس قرمز روشن است، اما سزیم، استرانسیوم و طلا رنگ زرد دارند.
فلزات از نظر درجه تجلی خواص بسیار متفاوت هستند. اما ویژگی هایی وجود دارد که آنها را متحد می کند. فلزات نسبتاً به راحتی الکترون ها را به سطح بیرونی اهدا می کنند، زیرا آنها ضعیف به هسته یک اتم متصل هستند. ساختار داخلی آنها توسط یک شبکه کریستالی نشان داده شده است، بنابراین، در شرایط عادی، همه آنها جامد هستند. تنها استثنا جیوه است که فقط در دمای زیر 38.83- سفت می شود°C.
فلزات رسانای عالی گرما و الکتریسیته هستند. بسیاری از آنها بسیار پلاستیکی هستند، مانند طلا، مس، کروم خالص، نقره. آنها می توانند بدون شکستن خم یا مچاله شوند. بقیه کاملا شکننده هستند (منگنز، قلع، بیسموت).
گروه های فلزی
در شرایط یکسان، فلزات رفتار متفاوتی دارند، که قبلاً در مثال جیوه قابل مشاهده است. خیلی راحت مایع می شود، اما همه مواد به یک شکل رفتار نمی کنند. بسته به نقطه ذوب، فلزات قابل ذوب و نسوز متمایز می شوند. مورد دوم شامل تنگستن، تانتالیم، رنیوم، مولیبدن است. آنها در دمای بالاتر از 2000 درجه سانتیگراد ذوب می شوند.
فلزات سنگین و سبک نیز متمایز می شوند. سنگین - سرب، کادمیوم، کبالت، جیوه، مس، وانادیم، دارای وزن اتمی بزرگ (بیش از 50) و چگالی بالا. ریه ها دقیقا برعکس هستند. اینها عبارتند از آلومینیوم، گالیم، ایندیم. لیتیوم سبک ترین است، با چگالی 0.533 گرم بر سانتی متر مکعب و جرم اتمی 3.
در جدول تناوبی گروه قلیایی فلزات (لیتیوم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم) نیز مشخص شده است. آنها به راحتی با آب واکنش می دهند و یک قلیایی یا هیدروکسید محلول تشکیل می دهند. همه آنها بسیار فعال، نرم و بسیار سبک تر از آب هستند. همچنین فلزات قلیایی خاکی (کلسیم، باریم، استرانسیم) وجود دارد، قلیایی با آب در حال حاضر اکسیدها یا خاک های آنها را تشکیل می دهد. آنها سخت تر هستند و به اندازه قلیایی ها فعال نیستند.
بر اساس خواص مختلف فلزات، آنها نیز به:
تقسیم می شوند
- انتقالی.
- پست انتقالی.
- رنگی.
- سیاه.
- Lanthanides.
- اکتینیدها.
- نجیب.
- فلزات گروه پلاتین.
- زمین کمیاب.
فلزات گرانبها
فلزات اغلب به عنوان عوامل کاهنده در واکنش های شیمیایی عمل می کنند. آنها با رها کردن الکترون های خود، تحت فرآیندهای خورنده ای قرار می گیرند که آنها را از بین می برد. تحت تأثیر عوامل اکسید کننده، اکسیدها، هیدروکسیدها بر روی سطح آنها تشکیل می شود که به آنها زنگ زدگی می گویند.
بسیاری از فلزات در معرض چنین فرآیندهایی هستند. ویرانگر برای آنها می تواند گازها و مایعات مختلف باشد. با این حال، یک کلاس جداگانه از فلزات وجود دارد که عملاً در برابر اکسیداسیون و زنگ زدگی مقاوم هستند. اینها فلزات نجیب هستند. همه آنها نیز کمیاب و گرانبها هستند. قیمت آنها از 300 دلار (نقره) تا 70000 دلار (رودیوم) در هر کیلو متغیر است.
فلزات طلا، نقره و پلاتین نجیب هستند: پلاتین، روتنیم، اسمیم، پالادیوم، ایریدیم، رودیم. پلاتین، پالادیوم، طلا و نقره بسیار پلاستیکی هستند، اما نمی توانند دمای بسیار بالا را تحمل کنند. بقیه فلزات نجیب نیز نسوز هستند و از 2334 درجه سانتی گراد (روتنیوم) تا 3033 درجه سانتی گراد (اسمیوم) ذوب می شوند.
همه آنها در برابر آب و هوا مقاوم هستند، اما می توانند با مواد تهاجمی تر واکنش نشان دهند. به عنوان مثال، نقره به راحتی در اسید نیتریک حل می شود و در تماس با ید تیره می شود. ضمناً با کمک ید می توانید بررسی کنید که آیا محصول واقعاً نقره ای است یا خیر.
بودن در طبیعت
فلزات در سیاره ما گسترده هستند. به شکل نمک وترکیباتی که در آب دریا یافت می شوند. بیشتر از همه، مملو از منیزیم (0.12٪) و کلسیم (1.05٪) است. فراوان ترین فلز در پوسته زمین آلومینیوم است. حدود 8 درصد از کل جرم آن را تشکیل می دهد. همچنین سرشار از آهن (4.1%)، کلسیم (4%)، سدیم (2.3%)، منیزیم (2.3%)، پتاسیم (2.1%) است.
اما فلزات نه تنها در محیط خارجی وجود دارند. آنها در هر موجود زنده ای وجود دارند و مسئول بسیاری از عملکردهای حیاتی هستند. بدن انسان حدود 3 درصد فلز دارد. آهن موجود در خون به هموگلوبین ها برای اتصال اکسیژن و تبادل با دی اکسید کربن کمک می کند. منیزیم در ماهیچه ها و سیستم عصبی یافت می شود. در سنتز پروتئین ها نقش دارد، مسئول شل شدن عضلات است، از تحریک انتهای عصبی جلوگیری می کند.
ضروری ترین ها برای ما: منیزیم، آهن، سدیم، کلسیم، پتاسیم، روی، مس، کبالت، منگنز و مولیبدن. فلزات در استخوان ها، در مغز، در بافت های دیگر اندام ها یافت می شوند. ما آنها را از آب و غذا دریافت می کنیم و دائماً باید ذخایر آنها را دوباره پر کنیم. با کمبود این عناصر، بدن به درستی کار نمی کند، اما زیاده روی آنها نیز خوب نیست.
برنامه
مردم یاد گرفته اند که از فلزات تقریباً در تمام زمینه های زندگی خود استفاده کنند. مصالح سازه ای، سیم ها، مهندسی برق، ظروف از آنها ساخته می شود. عناصر رادیواکتیو ناپایدار مانند اورانیوم، کالیفرنیوم، پلونیوم در تولید انرژی هسته‌ای و تسلیحات استفاده می‌شوند.
فلزات سبک و قوی در فناوری فضایی و صنعت خودرو استفاده می شود. عناصر مختلفی در آن استفاده می شودصنایع دارویی، غذایی و نساجی. از آنها برای ساخت جواهرات، لوازم خانگی و همچنین داروها و ابزار پزشکی استفاده می شود. به عنوان مثال، لیتیوم به عنوان یک داروی ضد افسردگی استفاده می شود، طلا در داروهای آرتریت و سل گنجانده شده است. تیتانیوم و تانتالیوم در جراحی برای ساختن پروتزها و جایگزینی قسمت‌های آسیب‌دیده بدن استفاده می‌شوند.
