מתכות: מהן, מאפיינים, סוגים, חיבורים

מתכות הם אלמנטים המאופיינים על ידי בהירות, חוזק, מוליכות תרמית וחשמלית. הם ישים כמעט בכל התהליכים התעשייתיים, נוכחים בסגסוגות מתכתיות המשמשות לייצור כלים, תכשיטים ומטבעות ובתהליכים כימיים כמו חמצון אחראי לתפעול ערימות וסוללות.

בטבלה המחזורית הם מסווגים ל:

• חצי מידות

• מתכות מעבר

• מתכות אלקליות

• מתכות אלקליות

בתעשיית הפלדה הם מופרדים ל:

• מתכות ברזליות

• מתכות לא ברזליות

• מתכות כבדות

קרא גם: מהם האלמנטים החדשים בטבלה המחזורית?

מאפייני מתכת

בלוק מתכת שעובר תהליך ייצור פלדה.

• הם, לרוב, מוליכים מעולים של חום וחשמל.

• יש להם מראה מבריק.

• שיהיה גבוה צְפִיפוּת.

• הם אלמנטים חשמליים (הם נוטים ליצור קטיונים - מטענים חיוביים).

• למעט ה- כַּספִּית, הם אלמנטים בעלי נקודת התכה גבוהה ומוצקים בטמפרטורת החדר.

• יש להם חוזק מכני (עקשנות).

• הם ניתנים לגמישה (ניתנים לעיצוב מבלי להישבר).

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

מתכות טבלה מחזורית

• מתכות אלקליות

האם האלמנטים של העמודה הראשונה בטבלה המחזורית, משפחה 1 א. הם נקראים מתכות אלקליות מכיוון שכאשר הם מעורבבים עם מים הם יוצרים הידרוקסידים, כלומר פתרון אלקליין (בסיסי).

אתה אלמנטים השייכים לקבוצה זו הם:

• לִיתִיוּם (li)

• נתרן (בְּ)

• אֶשׁלָגָן (K)

• רובידיום (Rb)

• צזיום (Cs)

• פרנסיום (Fr)

התצורה האלקטרונית של מתכות אלקליות במצב ניטראלי (לא טעון / מיונן) מציגה רק אלקטרון בקליפה האחרונה (שכבת הערכיות). או קרן אטומית והתגובתיות של מתכות אלה עולה מלמעלה למטה (תוך התבוננות ב טבלה מחזורית). יש להם נקודת התכה נמוכה בהשוואה למתכות אחרות, הם גמישים ולא צפופים במיוחד, יש להם היבט מט בשל פוטנציאל חמצון גבוה.

ראה גם:מהם תכונות החומר?

• מתכות אלקליות

אלה אלמנטים המופיעים ב- טור שני בטבלה המחזורית, משפחה 2 א. נקראים אדמה אלקליין על ידי הנטייה ליצור פתרונות בעלי אופי בסיסי (אלקליין) ועל ידי כדור הארץ מכיוון שלפני המאה ה -19, התחמוצות שנוצרו על ידי חומרים אלה יועדו כך. מונח זה שימש לייעוד מתכות שאינן מסיסות שלא עברו מוטציה בעת חימום מאפיינים נפוצים של יסודות קבוצה 2. מאוחר יותר, לאור מחקרים וניסויים חדשים, התגלה כי יסודות "האדמה" הם למעשה תחמוצות שנוצרו על ידי מתכות.

הם מתכות גמישות, עם צפיפות נמוכה, יש שני אלקטרונים בקליפה החיצונית ביותר, נמצאים, בתנאים רגילים של טמפרטורה ולחץ, במצב מוצק. שייך לקבוצה זו:

• בריליום (לִהיוֹת)

• מגנזיום (מג)

• סִידָן (פה)

• סטרונציום (מר)

• בריום (תוֹאַר רִאשׁוֹן)

• רָדִיוֹ (צְפַרְדֵעַ)

• מתכות מעבר

להמציא את קבוצה B של הטבלה המחזורית, וממוקמים בין מתכות האדמה האלקליין לבין אמטלים. הם הוגדרו על ידי IUPAC כאלמנטים שיש להם שכבת משנה אנרגטית אנרגטית שלמה. התנאי "מתכות מעבר" מתייחס ל מעבר מקבוצה 2 ל -13 בטבלה המחזורית והתוספת ההולכת וגדלה של אלקטרונים במסלול 'ד'.

קבוצת מתכת המעבר מורכבת מאלמנטים צפופים, עם נקודות התכה ורתיחה גבוהות, ו פחות תגובתי מאשר קבוצות 1 ו -2 מתכות (משפחה 1 א ו 2 א). בין מתכות המעבר הם טונגסטן, שהוא היסוד עם נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר (3422 מעלות צלזיוס), וכספית (Hg), אשר היא מתכת שהיא נוזלית בתנאים רגילים של טמפרטורה ולחץ, נקודת ההתכה שלה היא (-38.83 מעלות צלזיוס).

למתכות מעבר מצבי חמצון שונים (NOX משתנה) ויוצרים חומרים צבעוניים.

מתכות הן אלמנטים המציגים ברק, מוליכות וחוזק.

אלמנטים מעבר פנימיים

אלמנטים מעבר פנימיים הם:

• לנתנידים: סדרות המורכבות מאלמנטים שיש בהם 57 עד 71 פרוטונים ושהם, למעט פרומתיום, טבעיים.

• אקטינידים: קבוצה שנוצרה על ידי היסודות שנעים בין 89 ל 103 במספר האטומי ואשר, לרוב, הם סינתטיים. כל הקבוצה הזו הם רַדִיוֹאַקטִיבִי עם מחצית חיים קצרה.

לאלמנטים של שתי קבוצות אלה נקודת התכה גבוהה וכולם מוצקים בטמפרטורת החדר.

• מתכות למחצה

אתה חצי מידות בסך הכל ישנם שבעה אלמנטים:

• בורון (ב)

• סיליקון (Si)

• גרמניום (Ge)

• ארסן (As)

• אַנטִימוֹן (שני)

• טלוריום (טה)

• פולוניום (פו)

סיווג זה ניתן לאלמנטים שיש להם מאפיינים פיזיקוכימיים הרלוונטיים למתכות וגם אחרים הרלוונטיים לאלמנטים שאינם מתכתיים. לחצי מידה יש ​​ברק, הם תרכובות שבירות, המסוגלים ליצור קטיונים וגם אניונים (תלוי במצב), והם מוליכים ביניים.

סוגי מתכות

• בַּרזִלִי: חומרים המכילים ברזל בהרכבם. הם סגסוגות מתכת המכילים ברזל כאלמנט משותף, אך ניתן לנסח אותם בריכוזים שונים של פַּחמָן, למשל, או מזויפים בטכניקות שונות, וכך יש מוצרים בעלי תכונות פיזיקליות שונות.

• לא ברזלי: סגסוגות שנוצרו על ידי סוגים אחרים של מתכות, כגון אֲלוּמִינְיוּם, נְחוֹשֶׁת, ניקל, אָבָץ, טִיטָן.

• מתכות כבדות: עופרת, ניקל, אבץ, כספית. הם מתכות תגובתיות, רעילות וביו-מצטברות. הם משמשים בין היתר בסוללות, מנורות, תחמושת לחפצים צבאיים.

קשרים כימיים של מתכות

מתכות הן אלמנטים אלקטרופוזיטיביכלומר יש להם נטייה לאבד אלקטרונים בקשר כימי. כאשר מתכת מקיימת אינטראקציה עם שאינו מתכת, היא לבצע קשר יוני בגלל ההבדל ב שליליות אלקטרונית. אפשרות ההתקשרות האחרת למתכות היא קשרי מתכת.

בְּ חיבורי מתכת מתרחשות בין מתכות, עם שחרור חלקי של אלקטרונים ויצירת ענן או ים של אלקטרונים סביב האטומים, מה שמבטיח לחלקי המתכת את התכונות של מוֹלִיכוּת חשמל וחשיפה.

ראה גם: מוליכים ומבודדים - מה ההבדלים?

השגת מתכות

רוב המתכות נמצאות באופן טבעי סלעים ומינרלים הקשורים ביסודות אחרים. ישנן מספר טכניקות לזיקוק מתכות, כגון באמצעות אלקטרוליזה ותגובות כימיות לתרכובות נפרדות.

במקרה של מתכות, שתי הטכניקות הנפוצות ביותר בקנה מידה תעשייתי להשגת מידה מסוימת של טוהר במתכת הן: ההבדל בין צְפִיפוּת ורגישות מגנטית (נטייה שהמתכת צריכה להגיב ל- a שדה מגנטי).

אבץ וגוש מינרלים עופרת.

תרגילים נפתרו

שאלה 1 - (אויב) קדמיום, המצוי בסוללות, יכול להגיע לקרקע כאשר חומרים אלה נפטרים באופן לא סדיר בסביבה או כאשר הם נשרפים. שלא כמו הצורה המתכתית, יוני Cd2 + מסוכנים ביותר לגוף מכיוון שהם יכולים להחליף יונים Ca2 +, הגורמים למחלה ניוונית בעצמות, מה שהופך אותם נקבוביים מאוד וגורם לכאב חמור בעצמות. מפרקים. הם יכולים גם לעכב אנזימים המופעלים על ידי קטיון Zn2 +, החשובים ביותר לתפקוד הכליות. האיור מראה את השונות ברדיוס של כמה מתכות וקטיונים שלהן.

בהתבסס על הטקסט, הרעילות של קדמיום בצורתו היונית היא תוצאה של יסוד זה

א) נוכחת אנרגיית יינון נמוכה, המעדיפה את יצירת היון ומקלה על קשירתו לתרכובות אחרות.

B) יש נטייה לפעול בתהליכים ביולוגיים המתווכים על ידי קטיונים מתכתיים עם מטענים שנעים בין +1 ל -3.

ג) בעלי רדיוס ומטען קרוב יחסית ליוני מתכת הפועלים על תהליכים ביולוגיים וגורמים להפרעה בתהליכים אלה.

ד) בעלי רדיוס יוני גדול, המאפשר לו להתערב בתהליכים ביולוגיים בהם בדרך כלל משתתפים יונים קטנים יותר.

ה) יש מטען +2, המאפשר לו להפריע לתהליכים ביולוגיים בהם, בדרך כלל, יונים עם מטענים נמוכים יותר משתתפים.

פתרון הבעיה

חלופה ג '. קדמיום הוא יסוד הדומה ליונים המתכתיים שיש לנו באופן טבעי בגוף. בנוסף להיותם ביולוגיים, קדמיום, בעל דמיון זה לקבוצות מתכתיות, יכול להיקשר לקבוצות סולפידריל של מולקולות. של חלבון, וכך נגרם שינויים בתהליכים ביולוגיים, כגון התקלות, והרס רקמות ותאי דם אדומים דָם.

שאלה 2 - למאפיינים הרלוונטיים למתכות, סמן את החלופה השגויה.

א) רוב המתכות הן מוליכות חשמליות ותרמיות טובות.

ב) מתכות מסוימות רגישות לחמצון ו / או להפחתה.

ג) ברזל הוא מתכת עמידה וניתנת, כלומר קל לעצב אותה.

ד) למתכות אדמה אלקליין יש שם זה "אדמה" המתייחס לתחמוצות של מתכות אלה, שצבעונן כהה.

ה) מתכות הן אלמנטים בצבעים מגוונים ומשעממים, עקב פעולת החמצון.

פתרון הבעיה

חלופה E. מתכות באופן טבעי מבריקות ומתכתי, הן יכולות לעבור חמצון, מה שגורם לשינויים במאפיינים הרלוונטיים ל היבט של החלק, אך זו אינה תופעה שקורה בכל המתכות, ובמקרים מסוימים חמצון תלוי בכמה גורמים חיצוני.

מאת ליסה ברנרדס
מורה לכימיה