Из чего сделан металл


Что такое металл? Свойства и особенности металлов

Что такое металл? Природой этого вещества интересовались ещё в древности. Сейчас открыто около 96 видов металлов. Об их характеристиках и свойствах и поговорим в статье.

Что такое металл?

Наибольшее число элементов в таблице Менделеева относится к металлам. В настоящее время человеку известно только 96 их видов. Каждый из них обладает своими особенностями, многие из которых ещё не изучены.

Что такое металл? Это простое вещество, для которого характерны большие электро- и теплопроводность, положительный температурный коэффициент проводимости. Большинство металлов обладает высокой прочностью, пластичностью и поддаются ковке. Одной из отличительных особенностей является наличие металлического блеска.

Значение слова «металл» связано с греческим métallion, где оно означает «выкапывать из земли», а также «рудник, копи». В русскую терминологию оно пришло в период правления Петра I из немецкого языка (нем. Metall), в который слово перебралось с латинского.

Физические свойства

Элементы металлы обычно обладают хорошей пластичностью, исключение составляют олово, цинк, марганец. По плотности они разделяются на легкие (алюминий, литий) и тяжелые (осмий, вольфрам). Большинство имеет высокую температуру плавления, общий диапазон колеблется от – 39 у ртути до 3410 градусов по Цельсию у вольфрама.

В нормальных условиях все металлы, кроме ртути и франция, являются твердыми. Степень их твердости определяют в баллах по шкале Мосса, где максимумом считается 10 баллов. Так, самыми твердыми являются вольфрам и уран (6.0), наиболее мягким является цезий (0.2). Многие металлы обладают серебристым, голубоватым и серым оттенками, только некоторым свойственны желтый и красноватый цвета.

В их кристаллических решетках находятся подвижные электроны, благодаря чему они отлично проводят электрический ток и тепло. Лучше всего с этим справляется серебро и медь. Наименьшую теплопроводность имеет ртуть.

Химические свойства

По химическим свойствам металлы разделяются на множество групп. Среди них щелочные, щелочноземельные, легкие, актиний и актиноиды, лантан и лантаноиды, полуметаллы. Отдельно находятся магний и бериллий.

Как правило, металлы выступают в качестве восстановителей для неметаллов. Они обладают различной активностью, поэтому реакции на вещества неодинаковы. Наиболее активными являются щелочные металлы, они легко взаимодействуют с водородом, водой.

При определенных условиях почти всегда происходит взаимодействие металлов с кислородом. Реакция на него отсутствует только у золота и платины. Они также не реагируют на серу и хлор, в отличие от других металлов. Щелочная группа окисляется в обыкновенной среде, остальные при воздействии высоких температур.

Нахождение в природе

В природе металлы встречаются в основном в рудах или соединениях, например, оксидах, солях, карбонатах. Перед использованием они проходят длительные этапы очистки. Многие металлы сопровождают месторождения минералов. Так, кадмий входит в состав цинковых руд, скандий и тантал соседствуют с оловом.

Сразу в чистом виде встречаются только инертные, то есть неактивные металлы. Из-за слабой подверженности к окислениям и коррозиям они завоевали звание благородных. К ним относят золото, платину, серебро, рутений, осмий, палладий и т. д. Благородные металлы очень пластичны и обладают характерным ярким блеском в готовых изделиях.

Металлы окружают нас повсюду. В больших количествах они находятся в земной коре. Самыми распространенными являются алюминий, железо, натрий, магний, кальций, титан и калий. Они содержатся в морской воде (натрий, магний), являются частью живых организмов. В теле человека металлы присутствуют в костях (кальций), в крови (железо), нервной системе (магний), мышцах (магний) и других органах.

Изучение и использование

Что такое металл знали ещё древние цивилизации. Среди египетских археологических находок, датируемых 3-4 тысячелетиями до нашей эры, были найдены изделия из благородных металлов. Первыми человек открыл золото, медь, серебро, свинец, железо, олово, ртуть. Они служили для изготовления украшений, орудий труда, ритуальных предметов и оружия.

В эпоху Средневековья были обнаружены сурьма, мышьяк, висмут, цинк. Им нередко придавали магические свойства, связывали с космосом, движением планет. Алхимики проводили многочисленные опыты в надежде превратить ртуть в воду или золото. Постепенно число открытий возрастало, и к XXI веку были открыты все известные на сегодняшний день металлы.

Сейчас их применяют практически во всех сферах жизни. Металлы используют для изготовления украшений, техники, кораблей, автомобилей. Из них делают каркасы для строительства зданий, изготовляют мебель, различные мелкие детали.

Отличная электропроводность сделала металл незаменимым для изготовления проводов, именно благодаря ему, мы пользуемся электрическим током.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Они являются большинством элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов остаются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла издают звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звонкие). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он гнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно сделать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы высокой стоимости, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть сделаны из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко удерживают свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов - это то, что отличает людей от животных. До того, как стали использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых инструментов и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались в качестве денег, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

Что делает металл? | HubPages

Свойства металлов

Большинство элементов в Периодической таблице сделаны из металла. Они очень полезны в нашей повседневной жизни и используются во всем, от строительства до электроники и посуды. Но как узнать, что это металл?

  • Блестящий - большинство металлов блестят после свежей резки или полировки
  • Теплопроводники - металлы очень легко проводят тепло
  • Электропроводники - металлы проводят электричество
  • Высокие температуры плавления и кипения - металлы довольно трудно плавятся, за исключением ртути (которая является жидкостью при комнатной температуре)
  • Ductile - металлы можно вытягивать в длинные тонкие проволоки
  • Ковкий - металлы легко изменяются
  • Гибкий - металл гнуть без защелки
  • Звонкий - металл издает звонкий звук при ударе
  • Магнитные - Кобальт, никель, железо и сталь являются магнитными

Использование металлов

Использование материала зависит от его свойств.Металлы обладают множеством полезных свойств и поэтому используются для различных целей. Однако это не означает, что все металлы могут выполнять любую работу; одни металлы лучше подходят для определенных задач, чем другие. Например:

  • Алюминий используется в высокопроизводительных автомобилях, поскольку он легкий и прочный;
  • Железо используется для крышек люков, так как оно прочное и дешевое;
  • Медь используется для прокладки электрических кабелей, потому что это очень хороший проводник;
  • Золото используется в ювелирных изделиях, потому что оно очень блестящее и не тускнеет;
  • Сталь используется в мостах, потому что она очень прочная и не такая хрупкая, как железо.

Использование и свойства неметаллов

На первый взгляд неметаллы кажутся совершенно бесполезными - неметаллами являются:

  • Тусклый;
  • Легко плавится и кипятится - неметаллы имеют низкие температуры плавления и кипения
  • Хрупкий - неметаллы легко ломаются;
  • Изолятор тепла и электричества - неметаллы не пропускают тепло или электричество.

Однако неметаллы составляют основу жизни (углерод), воздух, которым мы дышим (азот, кислород, углекислый газ), и питательные вещества в почве.Неметаллы также используются на ручках кастрюль и вокруг электрического оборудования, где их изоляционные свойства полезны. Инженеры также начинают находить формы неметаллов, которые противоречат тенденциям своих аналогов: углеродное волокно - это неметалл, который очень прочен, пластичен и податлив.

.

металла | Определение, характеристики, типы и факты

Металл , любой из класса веществ, характеризующихся высокой электрической и теплопроводностью, а также пластичностью, пластичностью и высокой отражательной способностью света.

слиток золота

слиток металлического золота.

© Jupiterimages Corporation

Британская викторина

Металлы: факт или вымысел?

Галенит - очень тонкий металл.

Примерно три четверти всех известных химических элементов - металлы. Наиболее распространенными разновидностями в земной коре являются алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Подавляющее большинство металлов находится в рудах (минеральных веществах), но некоторые из них, такие как медь, золото, платина и серебро, часто встречаются в свободном состоянии, потому что они не вступают в реакцию с другими элементами.

Металлы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества. В большинстве случаев они имеют относительно простую кристаллическую структуру, отличающуюся плотной упаковкой атомов и высокой степенью симметрии.Обычно атомы металлов содержат менее половины полного набора электронов в своей внешней оболочке. Из-за этой характеристики металлы не склонны образовывать соединения друг с другом. Однако они легче соединяются с неметаллами (например, кислородом и серой), которые обычно имеют более половины максимального количества валентных электронов. Металлы сильно различаются по своей химической активности. Наиболее реакционноспособными являются литий, калий и радий, тогда как низкоактивными являются золото, серебро, палладий и платина.

Высокую электрическую и теплопроводность простых металлов (т.е. непереходных металлов периодической таблицы) лучше всего объяснить с помощью теории свободных электронов. Согласно этой концепции, отдельные атомы в таких металлах потеряли свои валентные электроны в твердом теле, и эти свободные электроны, которые вызывают проводимость, перемещаются как группа по всему твердому телу. В случае более сложных металлов (то есть переходных элементов) проводимость лучше объясняется зонной теорией, которая учитывает не только наличие свободных электронов, но и их взаимодействие с так называемыми d электронами.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Механические свойства металлов, такие как твердость, способность противостоять повторяющимся нагрузкам (усталостная прочность), пластичность и пластичность, часто приписывают дефектам или несовершенствам их кристаллической структуры. Например, отсутствие слоя атомов в его плотно упакованной структуре позволяет металлу пластически деформироваться и предотвращает его хрупкость.

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Сталь - это железо, смешанное с углеродом и, возможно, другими металлами. Он тверже и прочнее железа. Чугун с содержанием углерода более 1,7% по весу называется чугунным. Сталь отличается от кованого железа, в котором мало или совсем нет углерода.

Steel имеет долгую историю. Люди в Индии и Шри-Ланке производили небольшое количество стали более 2500 лет назад. Он был очень дорогим и часто использовался для изготовления мечей и ножей.В средние века сталь можно было производить только в небольших количествах, так как процесс занимал много времени.

За прошедшее время способ производства стали претерпел множество изменений. Примерно в 1610 году сталь начали производить в Англии, и в течение следующих 100 лет способ ее производства стал лучше и дешевле. Дешевая сталь помогла начать промышленную революцию в Англии и Европе. Первым промышленным конвертером (металлургия) для производства дешевой стали был конвертер Бессемера, за которым последовал мартеновский процесс Сименс-Мартин.

Сегодня наиболее распространенным способом производства стали является кислородно-кислородный процесс. Конвертер представляет собой большой сосуд в форме репы. Заливают жидкое сырое железо, называемое «чушковый чугун», и добавляют металлолом, чтобы уравновесить тепло. Затем в утюг вдувается кислород. Кислород сжигает лишний углерод и другие примеси. Затем добавляют достаточно углерода, чтобы получить желаемое содержание углерода. Затем заливается жидкая сталь. Его можно отливать в формы или раскатывать в листы, плиты, балки и другие так называемые «длинномерные изделия», например, железнодорожные пути.Некоторые специальные стали производятся в электродуговых печах.

Сталь чаще всего производится машинами в огромных зданиях, называемых сталелитейными заводами . Это очень дешевый металл, из которого делают множество вещей. Сталь используется при строительстве зданий и мостов, а также в производстве всех видов машин. Практически все корабли и автомобили сегодня сделаны из стали. Когда стальной предмет старый или сломанный, не подлежащий ремонту, он называется ломом . Его можно переплавить и преобразовать в новый объект. Сталь - это перерабатываемый материал ; то есть одна и та же сталь может использоваться и повторно использоваться.

Сталь - это металлический сплав, содержащий железо и часто углерод.

Каждый материал состоит из очень маленьких частей атомов. Некоторые атомы довольно хорошо держатся вместе, что делает некоторые твердые материалы твердыми. Что-то из чистого железа мягче стали, потому что атомы могут скользить друг по другу. Если добавлены другие атомы, такие как углерод, они будут отличаться от атомов железа и не дают атомам железа так легко раздвигаться. Это делает металл прочнее и тверже.

Изменение количества углерода (или других атомов), добавленного в сталь, изменит то, что интересно и полезно в металле. Это называется свойствами стали. Некоторые свойства:

Сталь с большим содержанием углерода тверже и прочнее чистого железа, но она также легче ломается (становится хрупкой).

Существуют тысячи марок стали. Каждый тип состоит из разных химических элементов.

Все стали содержат некоторые элементы, оказывающие вредное воздействие, например фосфор (P) и серу (S).Производители стали вывозят как можно больше P и S.

Обычная углеродистая сталь состоит только из железа, углерода и нежелательных элементов. Они делятся на три основные группы. Обычная углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,05 до 0,2% не твердеет при быстром охлаждении. Сваривать его просто, поэтому его используют для судостроения, котлов, труб, заборной проволоки и других целей, где важна низкая стоимость. Обычные стали используются для изготовления пружин, шестерен и деталей двигателя. Обычная углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,45 до 0,8% используется для изготовления очень твердых предметов, таких как ножницы и станки.

Легированные стали - это простая углеродистая сталь с добавлением таких металлов, как бор (B), марганец (Mn), хром (Cr), никель (Ni), молибден (Mo), вольфрам (W) и кобальт (Co). Они придают другие свойства, чем обычная углеродистая сталь. Легированные стали производятся для специализированных целей. Например, хром может быть добавлен для изготовления нержавеющей стали, которая не ржавеет легко, или может быть добавлен бор, чтобы сделать сталь очень твердой, которая также не является хрупкой.

Есть огромное количество вещей, которые люди делают из стали.Это один из самых распространенных и полезных металлов. Многие изделия из железа в прошлом теперь изготавливаются из стали. Некоторые из них:

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Steel .
.

Смотрите также