Металдардың физикалық қасиеттері

Презентация қосу

Металдар мен бейметалдар
қасиеттері
Металдар

Металдар– Электр тоғы мен жылуды жақсы өткізетін, пластикалық қасиеті
жоғары, жылтыр заттар. Мұндай қасиеттердің болуы металдардың ішкі
құрылымымен байланысты. Металдардың (сынаптан басқа) кристалдық тор
көздерінде металл атомдары орналасқан. Олар бір-бірімен металдық
байланыспен байланысады. Металдардың иондану энергиясы аз болғандықтан
олардың валенттік электрондары оңай бөлініп, бүкіл кристалдың бойында еркін
қозғала алады. Сондықтан олардың жиынтығын электрон газы деп те атайды.
Су ерітінділеріндегі реакциялар үшін металдың активтілігі оның активті
қатардағы орнына байланысты.
Сөзжұмбақ
Темір мен оның құймалары

Металдардың қаттылығы, температураға төзімділігі күнделікті тәжірибеде шешуші
рөл атқарады. Егер шыны хроммен кесілсе, ал цезийді адам тырнағымен-ақ кесе
алады. Кейбір металдар жұмсақ (күміс, алтын, т.б.) болғандықтан таза металдардың
орнына олардың бір-бірімен құймалары қолданылады. Ең алғаш алынған
құймалардың бірі – қола.

Темір мен оның құймалары (шойын, болат) қара металдар, ал қалғандары түсті
металдар; алтын, күміс, платина химиялық реактивтерге төзімділігіне байланысты
асыл металдар; сумен әрекеттесіп сілті түзетін металдарды сілтілік (Lі, Na, K, Rb,
Cs), ал жер қыртысының негізін құрайтындарын сілтілік жер металдар; массалық
үлесі 0,01%-дан аспайтындарын сирек металдар деп атайды. Өнеркәсіпте
металдарды негізінен пирометаллургия, гидрометаллургия және электрметаллургия
әдістерімен алады. Металдар электр сымдарын, тұрмысқа қажет бұйымдар (қазан,
балға, т.б.) жасауда, т.б. кеңінен қолданылады.
Табиғатта көп кездесетін металдар:

Табиғатта көп кездесетін металдар қатарына жатады: Табиғи металдарAl
(8,1%)Fe (4,65%)Ca (3,6%)Na (2,64%)K (2,5%)Mg (2,1%)Tі (0,57%)Mn
(0,1%)Ba (0,05%)Sr (0,03%)
Металдардың физикалық қасиеттері:

Бұл қасиеттерге жылу және электрөткізгіштік, металдық жылтыры, иілімділігі, т.б қасиеттері
жатады
Электр және жылуөткізгіштігі Электр өрісінің әсерінен электрондар бағытты қозғалысқа ие
болады, сөйтіп, электр тогы пайда болады. Электрөткізгіштігі ең жоғары металдар күміс пен
мыс, одан кейін алтын, алюминий, темір болып келеді. Ең аз электрөткізгіштік сынапқа тән.
Металдық жылтыры Бұл металдардың өзіне тән қасиеттерінің бірі-оны адамдар өте жоғары
бағалап, кейбір көркемөнер туындыларын жасауға пайдаланады. Металдың бәрі де мөлдір
емес, өзіндік жылтыры бар. Олар көбінесе сұр түсті болып келеді.
Иілімділігі (пластикалығы)Металдарды соққанда, ұсақ түйіршіктерге бөлініп шашырап
қалмайды, небәрі пішінін өзгертіп тапталады не жанашылады, яғни соғуға төзімді пластикалық
қасиетін, иілімділігін көрсетеді.
Балқу температурасы1000° жоғары температурада балқитын металдарды қиын балқитын, ал
одан төмен болса, оңай балқитын деп бөлінеді. Ең оңай балқитын металл-сынап оның балқу
температурасы 38,9 градус. Ең қиын балқитын металл-вольфрам, оның балқу температурасы
3390 градус, сондықтан оны элеткр шамынынң сымын дайындау үшін қолданады
Металдардың химиялық қасиеттері:

Металдардың көпшілігі химиялық активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі
Жай заттармен:
2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы
Fe + S = FeS темір (II) сульфиді
Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді
Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегінің тотығу дәрежесі - 1 болады,
себебі металдар электрондарын сутектің атомдык радиусы кіші болғандықтан оңай береді.
Күрделі заттармен:
Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, судағы сутекті ығыстырып шығарады.
2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2↑
Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімнің табиғаты металдың
белсенділігіне жөне қышқылдардың концентрациясына тәуелді
Zn + H2SO4 (сұйык) = ZnSO4 + Н2
Zn + 2H2SO4(конц.) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2О
Темір
Темір түсі ақ,жылтыр метал. Темір — Менделеев кестесіндегі атомдық нөмірі 26
болып келетін элемент. Fe ( лат.: Ferrum) деп белгіленеді. тығыздығы ρ=7,85г/см³,
атомдық массасы 55,85г , атомдық радиусы 1,54Å. Жерде ең көп таралған металл
қатарында. Ересек адамның организмінде 3,5-4 грамм темір болады. Темірдің
ерекшелігі оның аллотропиялық өзгеріске душар болатындығында, қатты күйінде
қыздырып және суытып,оны өзгеріске түсіруге болады. Температураға байланысты
темір әртүрлі модификацияда болады. Темір қалыпты жағдайда көлемдік центрленген
кубтық торды иемденеді. Темірдің төрт аллотропиялық түрі бар: α- Fe,ол қалыпты
жағдайда 770˚С дейін тұрақты түрі көлем ішіне центрленген куб торлы,өзінің
ферромагниттік қасиеті болады; Β-Fe температура 770˚С жоғары көтерілгенде α- Fe Β-
Fe ауады,кристалдық құрылымы өзгермегенмен ферромагниттік қасиеті
жойылы,парамагнитті болады; γ- Fe,темірді ары қарай қыздырғанда 906˚С
полиморфтық өзгеріске ұшырайды.Кристалы жақ ішіне центрленген куб торына
ауады,металл парамагнитті қалпында қала береді; δ-Fe темірді қатты қыздырып 1401˚С
болғанда полиморфтық өзгеріс болып,кристалдық торы көлнм ішіне центрленген куб
түріне қайта оралады. Жұмсақ болат, немесе соққыланғыш темір - ол құрамында 0,2%
кем көміртегі бар, темір қорытпасы.
Темір - ең ежелгі металл қатарында. Ең алғашқы темірден жасалған заттар біздің заманымыздан бұрын
4 мыңжылдыққа жасалған, ежелгі шумер және ежелгі Египет өркениетінің еншісінде.Темір металы
адам баласына осыдан бірнеше мың жыл бұрын-ақ белгілі болған. Алайда оның адамға толық қызмет
ете бастағанына жүз жылдан астам уақыт ғана өтті. Бұл металлдардың қажеттілігі соншалық, онсыз
күнделікті тіршілігімізді көзге елестететудің өзі мүмкін емес. Темір - бұл машиналар мен станоктар,
поездар мен самолеттер, машиналар т.б Адам баласына темірден артық қажетті металды атау мүмкін
емес сияқты. Темірді қалағаныңша өндеуге, оны балқытуға, ұзартып созуға, қалыптап құюға, кесуге
болады. Қазіргі заманғы техникада неізінен алғанда, әр түрлі заттар, көбінесе көміртегі қосылған
қорытпалар түрінде қолданылады. Қорытпада көміртегі көп болған жағдайда темір қатты болады, бірақ
өте морт сынғыш келеді. Бұл - кәдімгі шойын. Егер көміртегі аздау болса, металл тіптен қаттырақ,
иілгіш, серпінді бірак әлі де, болса морт сынғыш келеді. Бұл — болат. Көміртегіні одан да гөрі азайтса
— темір жұмсақ, оңай иілгіш келеді әрі оңайлықпен сына қоймайды. Егер болатқа белгілі бір заттарды
аздап қосса,онда қоспалы болат алынады.
Болат
Болат — темірдің көміртек (2%-ке дейін) және басқа элементтермен қорытпасы; темірдің
көміртегі және басқа элементтермен қосылып жасалған деформацияланатын
қорытпасы.Болат - өндіру технологиясына байланысты,қорытпа құрамында көміртектен
басқа марганец, кремний, күкірт, фосфор т.б.қосалқы элементтер болады. Мұндай болатты
көміртекті болат деп атайды. Болат сапасын арттыру үшін, қорытпа құрамына хром,
никель, молибден, ванадий вольфрам, марганец, кремний т.б. элементтер қосылады.
Мұндай қорытпа легирленген болат деп аталады. Шойынды болатқа аударудағы негізгі
жұмыс-құрамындағы көміртекті азайту, ол үшін көміртекті жандырып, оксидке
айналдырып ұшырады. Бұл жандыру кезінде марганец пен кремний де тотығады.Соңғы
кезде болат қорытуға электр пештер қолданатын болды, мүнда температура 2000 градусқа
дейін жеткізіледі. Болат – қара металлургия өндірісінің негізі - машина жасау өнеркәсібі
мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал. Пайдалану саласына қарай, болатты
басты-басты екі топқа бөлуге болады:Құрылыстық болат. Әдетте, прокат күйінде құрылыс
конструкцияларының әртүрлі элементтері мен вагон, кеме жасауда қолданылады.Машина
жасау болатынан негізінен әр түрлі машина бөлшектері жасалады. Ол үшін термиялық
өңдеу мен химиялық-термиялық өңдеуден өтеді.Аспаптық болат әр түрлі кесу, өлшеу,
штамп аспаптарын жасауға пайдаланылады.Айырықша-физикалық қасиеттері бар болат
кәбінесе электр техникасы, химия, әскери техникаларын жасауда пайдаланылады. Болат -
ол темірдің балқымасы, ондағы көміртектің мөлшері 1,7% кем.
Шойын
Шойын жақсы құйылатын қасиеті бар темірмен көміртектің (2% жоғарғы) қорытпасы; темірдің көміртек (2%-тен астам,
өдетте, 3—4,5%), қайсыбір мөлшерде марганец (1,5%-ке дейін), кремний (4,5%-ке дейін), күкірт (0,08%-тен аспайды),
фосфор (1,8%- ке дейін), ал кейде басқа да элементтер қосылған қорытпасы. Шойында көміртек темір карбиді Ғе3С
түрінде байланыеқан күйде болуы мүмкін (сұр Шойын). Шойын темір кендерін домна пештерінде балқыту арқылы
алынатын өндеудің бастапқы өнімі; қолданылуы мен химиялық құрамына қарай шойын қолданбалы, яғни болат
қорытуға арналған Шойын, құйма Шойын, арнаулы Шойын болып бөлінеді. Шойын құймалардың сапасын жақсарту
үшін азғана мөлшерде түрленгіштер қосып түрлендіру және шойынды әр түрлі элементтермен қоспалау қолданылады.
Шойынды баяу суытса ондағы цементит (Fe3C) айырылдып, темір мен көміртекке айналады. Сол графиттің
қаралығынан шойынның да жарылған жері күңгірт тартып тұрады, мұны сұр шойын дейді. Сұр шойын ішінде цементит
болмағандықтан жұмсақ болады, қалынқа жақсы құйылады, бірақ оңай жарылады. Шойынды тез суытса ондағы
цементит айырылып үлгермейді, ол шойын ішінде сол қалпында қалғандықтан шойынға қаттылық, әрі томырықтық
қасиет береді. Жарылған беті жарқыраған, ақшыл, таза болғандықтан оны ақ шойын деп атайды. Мұнда кремний аз,
бірақ біразмарганец болады. Ақ шойын сол қалпында қолданылмайды, оны тағы өңдеп және темірге айналдырады.
Шойынның құрамындағы көміртекті азайтса, қатты болат (С-0,3-25%) және жұмсақ болат (С-0,3% кем), яғни темір
алынады. Шойынды домна пештерінде алады. Домна пешінің биіктігі 25-30м, екі диаметрі 6м, іші отқа берік
кірпіштермен қаланған. Темір кендері негізінен оксид болғандықтан оларды көмірмен тотықсыздандырады, бірақ
балқыған темір өз ішінде көмірді ерітеді, сондықтан тотықсызданған темір таза түрде емес, ішінде еріген, 1,7-5%
көміртек және басқа қоспалары бар қима түрінде шығады, ол қима шойын деп аталады. Шойында көміртектен басқа
күкірт, кремний,фосфор, марганец, т.б. элементтер болады
Шойын - ол темірдің балқымасы, ондағы көміртектің мөлшері 1,7% жоғары
Бейметалдар

Бейметалдар - металл еместер қатарына: сутек, бор, көміртек, кремний, фосфор,
мышьяк, оттек, күкірт, селен, теллур, галогендер, асыл газдар жататын химиялық
элементтер тобы; оларды металдардан бөліп топтауға қолданылатын атау.Табиғаттағы
белгілі бейметалдар саны металдарға қарағанда аса көп емес. Периодтық жүйедегі
бейметалдардың орнын анықтау үшін бор элементінен астатка дейін көлденең сызық
жүргізсе, кестенің жоғарғы оң жақ бұрышын ала негізгі топшаларда бейметалдардың
орналасқаны байқалады. Периодта бейметалл элемент атомының ядро заряды
біртіндеп өседі де, атом мөлшері кішірейеді. Сондықтан электрон қосып алуға
бейімділігі жоғары және тотықтырғыштық қасиеті басым болады. Ал бейметалл
орналасқан негізгі топшаларда (IV—VII) атомның радиусы неғұрлым кіші болса, ол ең
сыртқы электрондарды күшті тартады. Демек, тотықтырғыштық қасиеті басым болады.
Мысалы, фтор мен хлор атомын салыстырсақ, ең күшті тотықтырғыш — фтор.
Бейметалдардың тотықтырғыш қабілеті электртерістіктің сан мәніне байланысты.
Тотықтырғыш қасиеттердің өзгеруіндегі осы заңдылық сол бейметалдар түзетін жай
заттарға да тән.
Бейметалдардың периодтық жүйедегі
орны және электрондық құрылысы:

Нағыз бейметалдар негізгі топшалардың элементтері болады, сыртқы электрондық
қабаттары аяқталуға жақын жөне атомдық радиустары кіші болып келеді. Сондықтан
олар сыртқы қабатына электрон қабылдауға бейім келеді. Бұл қасиеттері периодтарда
солдан оңға қарай, ал топтарда төменнен жоғары қарай артады. Электрондарды оңай
қосып алып, олар негізінен тотықтырғыштық (т-т-ш) қасиет көрсетеді.
Бейметалдар өр түрлі агрегаттық күйде кездеседі. Күкірт, фосфор, кеміртек қатты күйде
болады. Олардың кристалдық торларының түйіндерінде атомдар орналасқан.
Ал молекулалық кристалдық торлы заттар газ күйінде жүреді, мысалы, 02, Н2, N2, Сl2,
т.б. Бейметалдар жылу мен токты өткізбейді, суда нашар ериді. Олардың кейбіреулері бос
күйінде кездеседі (S, 02, Н2, т. б.), ал көпшілігі қосылыстар күйінде жүреді.
Көміртек байланысқан күйінде мұнайда, тас көмірде, табиғи жәнө мұнайға серік
газдардың құрамында болады. Оның бос күйіндегі жай заттары алмаз, графит жөнө
карбин. Көмірдің қоры Екібастұз, Қарағанды көмір бассейндерінде көптеп кездеседі, сол
жерлерде өндірістік көлемде алынады.

Ұқсас жұмыстар

Металдардың физикалық және химиялық қасиеттері

Темір қасиетін жоюға бейім металл

Металдардың химиялық қасиеттері

Металдар өндірісі туралы ақпарат

Қара және түсті металдарды халық шаруашылығында қолдану

Хром тобына Темір тобына

МЕТАЛДАР БЕЙМЕТАЛДАР

МЕТАЛДАР. МЕТАЛДАРДЫҢ ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕДЕГІ ОРНЫ. МЕТАЛДАРДЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫ

МЕТАЛЛ МАТЕРИАЛДАР

Химиялық қасиеттері

Пәндер