Физические свойства металлов и общее применение металлической связи в таблице (9 класс, химия)

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 296.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 296.

Физические свойства металлов отличают их от неметаллов. Все металлы, кроме ртути, – твёрдые кристаллические вещества, являющиеся восстановителями в окислительно-восстановительных реакциях.

Положение в таблице Менделеева

Металлы занимают I-II группы и побочные подгруппы III-VIII групп. Металлические свойства, т.е. способность отдавать валентные электроны или окисляться, увеличиваются сверху вниз по мере увеличения количества энергетических уровней. Слева направо металлические свойства ослабевают, поэтому наиболее активные металлы находятся в I-II группах, главных подгруппах. Это щелочные и щелочноземельные металлы.

Определить степень активности металлов можно по электрохимическому ряду напряжений. Металлы, стоящие до водорода, наиболее активны. После водорода стоят слабоактивные металлы, не вступающие в реакцию с большинством веществ.

Рис. 1. Электрохимический ряд напряжений металлов.

Строение

Вне зависимости от активности все металлы имеют общее строение. Атомы в простом металле расположены не хаотично, как в аморфных веществах, а упорядоченно – в виде кристаллической решётки. Удерживает атомы в одном положении металлическая связь.

Такой вид связи осуществляется за счёт положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической ячейки (единицы решётки), и отрицательно заряженных свободных электронов, которые образуют так называемый электронный газ. Электроны отделились от атомов, превратив их в ионы, и стали перемещаться в решётке хаотично, скрепляя ионы вместе. Без электронов решётка бы распалась за счёт отторжения одинаково заряженных ионов.

Различают три типа кристаллической решётки. Кубическая объемно-центрированная состоит из 9 ионов и характерна хрому, железу, вольфраму. Кубическая гранецентрированная включает 14 ионов и свойственная свинцу, алюминию, серебру. Из 17 ионов состоит гексагональная плотноупакованная решётка цинка, титана, магния.

Рис. 2. Виды кристаллических решёток.

Свойства

Строение кристаллической решётки определяет основные физические и химические свойства металлов. Металлы блестят, плавятся, проводят тепло и электричество. Промышленность и металлургия нашли применение физическим свойствам металлов в изготовлении деталей, фольги, корпусов машин, зеркал, бытовой и промышленной химии. Особенности металлов и их использование представлены в таблице физических свойств металлов.

Рис. 3. Примеры применения металлов.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали о физических свойствах металлов. Кратко рассмотрели положение металлов в периодической таблице и особенности строения кристаллической решётки. Благодаря строению металлы обладают пластичностью, твёрдостью, способностью плавиться, проводить электрический ток и тепло. Свойства металлов неоднородны. Различают лёгкие и тяжёлые металлы, лёгкоплавкие и тугоплавкие, мягкие и твёрдые. Физические свойства используются для изготовления сплавов, электрических проводов, посуды, мыла, стекла, конструкций различной формы.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Лидия Маслова

  10/10

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 296.

А какая ваша оценка?

Физические свойства металлов и сплавов. Сварка

Физические свойства металлов и сплавов. Сварка

ВикиЧтение

Сварка
Банников Евгений Анатольевич

Содержание

Физические свойства металлов и сплавов

К физическим свойствам металлов и сплавов относятся:

• температура плавления;

• плотность;

• температурный коэффициент;

• электросопротивление;

• теплопроводность.

Физические свойства металлов и сплавов обусловлены их составом и структурой.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Физические свойства почвы

Физические свойства почвы
Все свойства почвы, относящиеся к категории физических, можно разделить на основные и функциональные. К первой группе относятся удельный и объемный вес, пластичность, твердость, пористость, связность, спелость и липкость, а ко второй –

Характеристика свойств металлов и сплавов

Характеристика свойств металлов и сплавов
В настоящее время известно 65 металлов. Но чистые металлы применяют редко, в основном в технике применяются сплавы. Например, сплав железа с углеродом насчитывает более 12 000 железных сплавов, главным образом сталей. Все металлы и

Механические свойства металлов и сплавов

Механические свойства металлов и сплавов
Основные механические свойства:• прочность;• пластичность;• твердость;• ударная вязкость.Приложение внешней нагрузки вызывает в твердом теле напряжение и деформацию.Напряжение – это нагрузка (сила), отнесенная к площади

Химические свойства металлов и сплавов

Химические свойства металлов и сплавов
К химическим свойствам относится способность к химическому взаимодействию с агрессивными

Технологические свойства металлов и сплавов

Технологические свойства металлов и сплавов
Технологические свойства – это способность материала подвергаться различным методам горячей и холодной обработки.У металлов и сплавов такими свойствами являются:• литейные свойства определяются жидкотекучестью, усадкой

Эксплуатационные свойства металлов и сплавов

Эксплуатационные свойства металлов и сплавов
Эксплуатационные, или служебные, свойства металлов и сплавов определяются условиями работы машин или конструкций, изготовленных из этих материалов. В зависимости от условий работы выделяют:• коррозионную стойкость –

Глава 16 Технология производства сварки цветных металлов и их сплавов

Глава 16
Технология производства сварки цветных металлов и их сплавов
Особенности сварки цветных металлов
Цветные металлы и сплавы по своим физико-химическим свойствам резко отличаются от сталей, что необходимо учитывать при выборе вида сварки и технологии. По

Глава 14 Физические свойства кала

Глава 14 Физические свойства кала
Определяют суточное количество кала, консистенцию кала, его форму, цвет, запах, наличие видимых остатков пищи, патологических примесей и паразитов.Количество калаСуточное количество кала колеблется в значительных пределах даже у

Свойства металлов и неметаллов

Мы можем разделить элементы на металлы и неметаллы на основе их химических и физических свойств. Этили определяются как элементы, обладающие такими свойствами, как ковкость, пластичность, звучность и хорошие проводники тепла. и электричество. В то время как неметаллы — это те элементы, которые не податливы, пластичны, звучны и являются плохими проводниками тепла и электричества. На следующем рисунке в периодической таблице выделены металлы и неметаллы, а также металлоиды.

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

В этой статье мы подробно обсудим свойства металлов и неметаллов и разницу между ними на основе их свойств (с исключениями).

Что такое металл?

Металл в химии определяется как элемент, который может легко образовывать положительные ионы, называемые катионами, и имеет тенденцию образовывать металлические связи. Металлы отличаются своими химическими и физическими свойствами, такими как ковкость, пластичность, ионизационные и связующие свойства и т. д.

Свойства металлов 

Примерами металлов являются золото, алюминий, железо, магний и т.  д. Они обладают следующими свойствами.

1. Физические свойства металлов: Некоторые из основных физических свойств металлов приведены ниже.

• Металлы можно ковать в тонкие листы. Это значит, что они обладают свойством податливости.

• Металлы пластичны. Их можно втянуть в провода.

• Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества.

• Металлы блестящие, что означает, что они имеют блестящий вид.

• Металлы обладают высокой прочностью на растяжение. Это означает, что они могут держать тяжеловесов.

• Металлы звонкие. Это означает, что когда мы ударяем их, они издают звонкий звук.

• Металлы твердые. Это означает, что их нельзя легко разрезать.

2. Химические свойства металлов: Некоторые химические свойства металлов приведены ниже.

Металл + кислород Оксид металла

Оксид металла + вода Основание

Пример. Магний представляет собой металл, и при взаимодействии с кислородом он образует оксид магния. Когда мы растворяем оксид магния в воде, получается гидроксид магния. Реакции приведены ниже.

2Mg + O2 2MgO

MgO + h3O Mg(OH)2

• Водный раствор оксида металла превращает красную лакмусовую бумажку в синюю.

• Реакция с водой — Металлы реагируют с водой. Когда металл реагирует с водой, образуются гидроксид металла и газообразный водород.

Металл + вода Гидроксид металла + водород

Пример. Металлический натрий реагирует с водой с образованием гидроксида натрия и газообразного водорода. Реакция приведена ниже –

Na + h3O NaOH + h3

Металл + Кислота Соль металла + водород

Пример. Металлический магний реагирует с соляной кислотой и образует хлорид магния и водород. Реакция представлена ​​ниже –

Mg + 2HCl MgCl2 + h3

Металл + соль основного металла + водород

Пример. Металлический алюминий реагирует с гидроксидом натрия с образованием алюмината натрия и газообразного водорода. Реакция приведена ниже –

Al + NaOH NaAlO2 + h3

Пример – Железо более реакционноспособно, чем медь. Таким образом, он вытесняет медь из соли. Реакция приведена ниже –

CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu

Что такое неметалл?

Неметалл в химии можно определить как химический элемент, который обычно в химической реакции получает электроны при взаимодействии с металлом. Он имеет тенденцию образовывать кислоту в сочетании с кислородом и водородом. Неметаллы демонстрируют большее разнообразие цветов и состояний по сравнению с металлами.

Свойства неметаллов

Примерами неметаллов являются хлор, углерод, бром, сера, фосфор и т. д. Они проявляют следующие свойства:

1. Физические свойства неметаллов: некоторые из основных физических свойств неметаллы приведены ниже.

• Неметаллы нельзя забивать в тонкие листы. Это означает, что они не обладают свойством податливости. Вместо этого они хрупкие, так как при ударе молотком распадаются на куски.

• Неметаллы не пластичны. Их нельзя втягивать в провода.

• Неметаллы являются плохими проводниками тепла и электричества.

• Неметаллы не блестят, что означает, что они не блестят. Вместо унылого вида.

• Неметаллы имеют низкую прочность на растяжение. Это означает, что они не могут удерживать тяжеловесов.

• Неметаллы не звонкие. Это означает, что когда мы ударяем их, они не издают ни звука.

• Неметаллы мягкие. Это означает, что их можно легко разрезать ножом.

2. Химические свойства неметаллов: Некоторые химические свойства элементов приведены ниже.

Неметалл + кислород Оксид неметалла

Оксид неметалла + вода Кислота

Пример. Сера является неметаллом и при взаимодействии с кислородом образует диоксид серы. Когда мы растворяем диоксид серы в воде, получается сернистая кислота. Реакции приведены ниже.

S + O2 SO2

SO2 + h3O h3SO3

• Водный раствор оксида неметалла превращает синюю лакмусовую бумажку в красную.

• Неметаллы обычно не реагируют с водой.

• Неметаллы не реагируют с разбавленными кислотами, хотя могут реагировать с концентрированными кислотами.

Пример – C + конц. 4HNO3 CO2 + 4NO2 + 2h3O

Пример – 4S + 8NaOH Na2SO4 + 3Na2S + 4h3O (при >600 ℃)

Пример. Бром более активен, чем йод. Таким образом, он замещает йод в соединениях йодида калия. Реакция приведена ниже –

2KI + Br2 2KBr + I2

Разница между металлами и неметаллами

Мы различаем металлы и неметаллы по их физическим и химическим свойствам. Здесь разница между металлом и неметаллом представлена ​​в виде таблицы с исключениями для лучшего понимания. Приведенные выше физические и химические свойства металлов и неметаллов сравниваются здесь.

Прочитав эту статью, вы сможете решать задачи по теме. Мы получаем необходимые базовые знания, связанные с металлами и неметаллами. Если вы ищете решения проблем с учебниками NCERT, основанные на этой теме, войдите на веб-сайт Vedantu или загрузите приложение Vedantu Learning. Таким образом, вы сможете получить доступ к бесплатным PDF-файлам с решениями NCERT, а также к примечаниям к изменениям, пробным тестам и многому другому.

Обзор физических свойств металлов

Физические свойства являются важным способом отличить один материал от другого. При изучении и применении металлургии физические свойства часто считаются более широкой категорией, чем механические свойства, но не все свойства пересекаются. Физические свойства легче всего отличить от механических методом испытаний. В то время как для измерения механических свойств требуется приложение усилий, физические свойства можно измерить без изменения материала.

Тем не менее, физические свойства меняются в разных средах. Например, большинство металлов имеют более высокую плотность при более низких температурах из-за принципов теплового расширения и сжатия . Цвет и внешний вид, которые также являются физическими свойствами, изменяются в зависимости от ряда факторов окружающей среды.

Чтобы узнать больше о механических свойствах металлов, ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге здесь.

Физические свойства металлов включают:

• Коррозионная стойкость
• Плотность
• Температура плавления
• Термические свойства
• Теплоемкость
• Теплопроводность
• Тепловое расширение
• Электропроводность
• Магнитные свойства

Что такое сплав?

Слово сплав появляется в блоге Eagle Group, особенно в этой серии. Сплав представляет собой однородную смесь, состоящую из комбинации отдельных элементов, когда хотя бы один из элементов является металлом. Обычные сплавы включают бронзу, которая представляет собой смесь меди (Cu) и олова (Se). Сталь представляет собой смесь железа (Fe) и углерода (C), а нержавеющая сталь включает другие легирующие добавки, такие как хром (Cr), никель (Ni) и марганец (Mn).

Коррозионная стойкость

Могут возникать многие виды коррозии. Коррозия — это процесс, при котором материал восстанавливается до более стабильного состояния посредством химической реакции, часто связанной с атмосферой или условиями эксплуатации. Ржавчина, часто встречающаяся на незащищенных изделиях из черных металлов, является одной из наиболее распространенных форм коррозии.

Коррозионная стойкость , с другой стороны, это способность материала сопротивляться реакции перехода к более стабильному состоянию в окружающей среде.

Необработанный алюминий, кремний, титан и их сплавы обладают естественной коррозионной стойкостью благодаря нереакционноспособному слою, который быстро образуется на их поверхности. Распространенным сплавом для многих применений, требующих коррозионной стойкости, является нержавеющая сталь. В отличие от углеродистой стали, сплавы нержавеющей стали способны противостоять поверхностной коррозии при воздействии сред, которые обычно вызывают коррозию, включая влажную, кислотную или высокую температуру.

Нажмите здесь, чтобы прочитать нашу запись в блоге «Коррозионная стойкость»

Плотность

Плотность объекта определяется по простой формуле: масса объекта (M) делится на его объем (V). Сначала практическое применение плотности заключалось в определении подлинности золота, как в истории с золотой короной. Золото — отличный кандидат для проверки плотности, потому что это гораздо более плотный материал, чем другие металлы, со средней плотностью 1206 фунтов. за кубический фут.

Сплавы, чаще используемые в производстве, имеют меньшую плотность. Сталь в среднем около 494 фунта на кубический фут, в то время как из нержавеющей стали немного меньше. Плотность титана составляет примерно половину плотности стали, а алюминия — около одной трети. На практике это означает, что деталь из стали будет весить примерно в три раза больше, чем точно такая же деталь из алюминия. Однако у стали есть и другие преимущества, такие как твердость и прочность, поэтому меньшие объемы или толщина материала могут обеспечить такие же или лучшие характеристики в сравнении.

Eagle Alloy и Eagle Precision часто производят сложные тонкостенные отливки из различных сплавов углеродистой и нержавеющей стали. Сплав влияет на конструкцию, производственный процесс и методы отделки, используемые для изготовления каждой литой детали.

Точка плавления

Точка плавления материала определяется как температура, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое при атмосферном давлении . Температура плавления может быть основным фактором при принятии решения о возможности использования сплава для конкретного продукта. Различные сплавы имеют разные диапазоны температур плавления, что определяется элементами их химического состава. Например, сплав с высоким процентным содержанием олова или алюминия будет плавиться при гораздо более низкой температуре, чем сплав, состоящий в основном из железа и никеля.

Температура плавления является важным фактором для производителей металлов. На многих литейных предприятиях используются методы литья в песчаные формы, такие как воздушная установка или литье в оболочковые формы, поскольку неметаллические формы могут выдерживать более высокие температуры, необходимые для плавления стали. Алюминий, с другой стороны, можно отливать в многоразовых стальных формах, так как он имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем сталь.

Тепловые свойства

Тепловые свойства включают теплоемкость, теплопроводность и тепловое расширение. В производстве все три свойства являются важными факторами при выборе правильного сплава.

• Теплоемкость , также известная как удельная теплоемкость , представляет собой количество энергии, необходимое для изменения температуры материала, и является ключевым компонентом прогнозирования затвердевания отливки.
• Теплопроводность определяется как скорость, с которой тепло может передаваться через материал, и у металлов есть одна общая черта — высокая теплопроводность. Электропроводность — это другое свойство, но оно пропорционально коррелирует с теплопроводностью. Такие металлы, как медь и золото, известные как хорошие электрические проводники, также являются хорошими теплопроводниками.
• Тепловое расширение относится к тому, как металлы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Это свойство особенно важно при конструировании оснастки для литья металлов. Выкройки и формы должны быть больше конечной детали, чтобы учесть усадку при охлаждении.

Нажмите здесь, чтобы прочитать наш пост «Электропроводность» для получения дополнительной информации о тепло- и электропроводности

Магнитные свойства

Магнитные свойства см. способ, которым материал реагирует на приложенное внешнее магнитное поле . Этот магнитный отклик можно классифицировать как диамагнитный, парамагнитный, ферромагнитный, антиферромагнитный или ферримагнитный.

• Диамагнетики — отталкиваются магнитными полями
• Парамагнетик — не показывает магнитный порядок
• Ферромагнитный — самый сильный тип магнетизма
• Антиферромагнитный — может существовать при достаточно низких температурах, но исчезает при температуре Нееля 9 или выше0020
• Ферримагнетик — слабая форма ферромагнетизма

Железо является одним из наиболее магнитных металлов, поэтому черные металлы (металлы, содержащие железо), такие как сталь, также проявляют различные степени магнетизма, в частности ферромагнетизм.

Хотя приведенные выше свойства ни в коем случае не являются исчерпывающими, они представляют собой многие из наиболее важных свойств, связанных с выбором материала для литья металлов или обработки на станках с ЧПУ. В Eagle Group наши эксперты по металлургии имеют опыт оценки потребностей продукта и, основываясь на отзывах клиентов, в конечном итоге предлагают оптимальный сплав для работы.