Мэтал: розьніца паміж вэрсіямі

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
д r2.6.4) (робат дадаў: rue:Ков
MastiBot (гутаркі | унёсак)
д r2.6.4) (робат зьмяніў: sq:Metalet
Радок 122: Радок 122:
[[rue:Ков]]
[[rue:Ков]]
[[sco:Metal]]
[[sco:Metal]]
[[sq:Metali]]
[[sq:Metalet]]
[[scn:Mitallu]]
[[scn:Mitallu]]
[[simple:Metal]]
[[simple:Metal]]

Вэрсія ад 07:31, 19 лютага 2011

Мэта́л (па-грэцку: metallon — копі) — простае рэчыва, атамы якога вызначаюцца здольнасьцю аддаваць валентныя электроны й пераходзіць у дадатна зараджаныя іёны. Абагуленыя валентныя электроны вольна перамяшчаюцца ў крышталічнай рашотцы, што забясьпечвае хімічную сувязь між атамамі. Будова мэталу апісваецца зонавай тэорыяй.

Большасьць (больш за 85) вядомых хімічных элемэнтаў – мэталы і толькі каля 22 — немэталы.

Адрозьніваюць мэталы галоўных і пабочных падгрупаў Пэрыядычнай сыстэмы хімічных элемэнтаў. Мэталы галоўных падгрупаў завуцца непераходнымі. У іх атамах адбываецца запаўненьне s- і р-электронных абалонак. Мэталы пабочных падгрупаў завуцца пераходнымі. У іх дабудоўваюцца d- і f-абалонкі, у адпаведнасьці з чым яны падзяляюцца на d-групу і дзьве f-групы — лантаноіды й актыноіды.

Фізычныя ўласцівасьці

Мэталы вызначаюцца высокай электра- й цеплаправоднасьцю, здольнасьцю адбіваць сьветлавыя хвалі ды пластычнасьцю. У цьвёрдым выглядзе звычайна маюць крышталічную будову. Большасць крышталізуецца ў простых структурах (кубічных і гексаганальных), якія адпавядаюць найшчыльнейшай кампаноўцы атамаў. Шмат якія з мэталаў могуць існаваць у дзьвюх і больш крышталічных мадыфікацыях. Паліморфныя пераходы часам спалучаюцца са стратаю мэталічных уласьцівасьцяў (напрыклад, пераход белага волава (b-Sn) ў шэрае (a-Sn).

Хімічныя ўласцівасьці

Агульныя для мэталаў хімічныя ўласцівасьці абумоўленыя слабой сувязьзю валентных электронаў з ядром атама: утварэньне дадатна зараджаных іёнаў (катыёнаў), станоўчая ступень акісьленьня ў злучэньнях, утварэньне асноўных аксідаў і гідраксідаў, выцісканьне вадароду з кіслотаў.

Мэталічныя ўласцівасьці элемэнта праяўляюцца тым яскравей, чым ніжэй ягоная электраадмоўнасьць. У падгрупах Пэрыядычнай сыстэмы з узрастаньнем атамнага нумару электраадмоўнасць у цэлым зьмяншаецца, а мэталічныя ўласцівасьці узрастаюць.

Мэталы ад літыя да натрыя лёгка рэагуюць з тленам на холадзе. Іншыя злучаюцца з тленам толькі пры награваньні, а ірыдый, плаціна й золата з тленам не ўзаемадзейнічаюць. Уласцівасьці мэталаў характарызуюцца іх месцам у электрахімічным шэрагу. Мэталы ад літыя да натрыя выціскаюць вадарод з вады пры нармальных умовах, а ад магнія да талія — пры награваньні. Мэталы, якія стаяць у электрахімічным шэрагу перад вадародам, выціскаюць яго з разбаўленых кіслотаў (на холадзе або пры награваньні). Мэталы, якія стаяць у электрахімічным шэрагу пасьля вадароду, раствараюцца толькі ў тленавых кіслотах (канцэнтраваная серная або азотная), а плаціна й золата — толькі ў сумесі гэтых кіслотаў. Аксіды мэталаў ад літыя да алюмінія ды ад лантана да цынка аднаўляюцца цяжка. Бліжэй да канца электрахімічнага шэрагу схільнасьць да аднаўленьня павялічваецца. Аксіды апошніх у электрахімічным шэрагу мэталаў распадаюцца на мэталы й тлен ужо пры невялікім награваньні.

Ступені акісьленьня непераходных мэталаў: +1 для падгрупы I а; +2 для II a; +1 і +3 для III a; +2 і +4 для IV a; +2, +3 і +5 для V a; — 2, +2, +4, +6 для VI a. У пераходных М.: +1, +2, +3 для падгрупы I б, +2 для II б; +3 для III б; +2, +3, +4 для IV б; +2, +3, +4, +5 для V б; +2, +3, +4, +5, +6 для VI б, +2, +3, +4, +5, +6, +7 для VII б, от +2 до +8 в VIII б. У лантаноідаў: +2, +3 и +4, у актыноідаў — ад +3 да +6. Аксіды мэталаў з малой ступеньню акісьленьня маюць асноўныя ўласцівасці. Аксіды з высокай ступеньню акісьлення зьяўляюцца ангідрыдамі кіслотаў. Мэталы з пераменнаю валентнасьцю (напрыклад, хром, марганец, жалеза), у злучэньнях, дзе яны маюць нізкія ступені акісьленьня, (хром (+2), марганец (+2), жалеза (+2)), выяўляюць аднаўленчыя ўласцівасьці, а ў злучэньнях, дзе яны маюць вышэйшыя ступені акісьленьня (хром (+6), марганец (+7), жалеза (+3)), — акісьляльныя.

Здольнасьць мэталаў да ўтварэньня злучэньняў і паліморфных пераходаў стварае аснову для атрыманьня шматлікіх стопкаў з разнастайнымі карыснымі ўласьцівасьцямі. Колькасьць вядомых стопкаў перавышае 10 тысячаў.

Гісторыя

Назоў «мэтал» паходзіць ад грэцкага слова métallon (ад metalléuo — выкапваю, здабываю зь зямлі), якое спачатку азначала копі, руднікі (у Герадота, 5 ст. да н. э.). У Cтаражытнасьці й Сярэднявеччы ведалі 7 мэталаў: золата, срэбра, медзь, волава, сьвінец, жалеза ды ртуць. У 1-й палове 19 ст. былі атрыманыя мэталы плацінавай групы, шчолачныя й шчолачназямельныя мэталы, адкрытыя невядомыя мэталы пры хімічным аналізе мінэралаў. У 1860—63 гадох мэтадам спэктральнага аналізу былі адкрытыя цэзій, рубідый, талій ды індый. У другой палове 20 ст. былі штучна атрыманыя радыеактыўныя мэталы, у прыватнасьці, трансураніды.

Мэталы й іх стопкі шырока выкарыстоўваюцца ў вытворчасьці, перш за ўсё як канструкцыйны матэрыял.

Мікраскапічная будова

Характэрныя ўласьцівасьці мэталяў можна апісаць, сыходзячы зь іх унутранай будовы. Усе яны маюць слабую сувязь электронаў зьнешняга энэргетычнага ўзроўню (іншымі словамі, валентных электронаў) зь ядром. Дзякуючы гэтаму створаная рознасьць патэнцыялаў у правадніку прыводзіць да лавінападобнага руху электронаў (званых электронамі праводнасьці) у крышталічнай кратке. Сукупнасьць такіх электронаў часта называюць электронным газам. Уклад у цеплаправоднасьць, апроч электронаў, даюць фаноны (ваганьні краткі). Плястычнасьць можна растлумачыць вялікай колькасьцю структурных дэфэктаў (міжвузлавыя атамы, вакансіі і інш.).

Праз лёккую аддачу электронаў магчыма атляненьня мэталаў, што можа прывесьці да карозіі і далейшай дэградацыі ўласьцівасьцяў. Здольнасьць для атляненьня можна пазнаць па стандартнаму шэрагу актыўнасьці мэталаў. Гэты факт пацьвярджае неабходнасьць выкарыстаньня мэталаў у камбінацыі зь іншымі элемэнтамі (сплаў, важнейшым зь якіх зьяўляецца сталь), іх легіраваньне і прымяненьне розных пакрыцьцяў.

Для больш канкрэтнага апісаньня электронных уласьцівасьцяў мэталаў патрэбна выкарыстоўваць квантавую мэханіку. ва ўсіх цьвёрдых целах з дастатковай сымэтрыяй узроўні энэргіі электронаў асобных атамаў перакрываюцца і ўтвараюць дазволеныя зоны, прычым зона, ўтвораная валентнымі электронамі, называецца валентнай зонай. Кволая сувязь валентных электронаў у мэталах прыводзіць да таго, што валентная зона ў мэталах атрымліваецца вельмі шырокай, і ўсіх валентных электронаў не хапае для яе поўнага запаўненьня.

Вонкавыя спасылкі

Мэталсховішча мультымэдыйных матэрыялаў