Ogledajte se na trenutak… Koliko metalnih stvari možete vidjeti? Obično kada pomislimo na metale, mislimo na tvari koje su sjajne i izdržljive. Međutim, oni se također nalaze u našoj hrani i u našim tijelima. Pogledajmo potpuni popis metala poznatih znanosti, naučimo njihova osnovna svojstva i otkrijemo zašto su tako posebni.
Što su metali?
Elementi koji lako gube elektrone, koji su sjajni (reflektirajući), savitljivi (mogu se oblikovati u druge oblike) i koji se smatraju dobrim vodičima topline i struje nazivaju se metali. Oni su ključni za naš način života, jer nisu samo dio struktura i tehnologija, već su i bitni za proizvodnju gotovo svih predmeta. Metal je čak i u ljudskom tijelu. Gledajući oznaku sastojka multivitamina, vidjet ćete desetke navedenih spojeva.
Možda niste znali da su elementi kao što su natrij, kalcij, magnezij i cink neophodni zaživot, a ako ih nema u našem tijelu, naše zdravlje može biti u ozbiljnoj opasnosti. Na primjer, kalcij je neophodan za zdrave kosti, magnezij za metabolizam. Cink poboljšava rad imunološkog sustava, dok željezo pomaže krvnim stanicama da prenose kisik kroz tijelo. Međutim, metali u našim tijelima razlikuju se od metala u žlici ili čeličnom mostu po tome što su izgubili elektrone. Zovu se kationi.
Metali također imaju antibiotska svojstva, pa se rukohvati i ručke na javnim mjestima često izrađuju od tih elemenata. Poznato je da su mnogi alati izrađeni od srebra kako bi se spriječio rast bakterija. Umjetni zglobovi izrađeni su od titanovih legura, koje sprječavaju infekciju i čine primatelje jačima.
Metali u periodnom sistemu
Svi elementi u periodičnom sustavu Dmitrija Mendeljejeva podijeljeni su u dvije velike skupine: metali i nemetali. Prvi je najbrojniji. Većina elemenata su metali (plavi). Nemetali u tablici prikazani su na žutoj pozadini. Postoji i skupina elemenata koji se klasificiraju kao metaloidi (crveni). Svi metali su grupirani na lijevoj strani tablice. Imajte na umu da je vodik grupiran s metalima u gornjem lijevom kutu. Unatoč tome, smatra se nemetalnim. Međutim, neki znanstvenici teoretiziraju da može postojati metalni vodik u jezgri planeta Jupiter.
Metal Bonding
Mnoge divne i korisne kvaliteteElement ima veze s načinom na koji se njegovi atomi međusobno povezuju. To stvara određene veze. Metalna interakcija atoma dovodi do stvaranja metalnih struktura. Svaki primjer ovog elementa u svakodnevnom životu, od automobila do kovanica u džepu, uključuje metalnu vezu.
Tijekom ovog procesa, atomi metala ravnomjerno dijele svoje vanjske elektrone. Elektroni koji teku između pozitivno nabijenih iona lako prenose toplinu i električnu energiju, čineći te elemente tako dobrim vodičima topline i električne energije. Za napajanje se koriste bakrene žice.
Reakcije metala
Reaktivnost se odnosi na sklonost elementa da reagira s kemikalijama u svom okolišu. Ona je drugačija. Neki metali, kao što su kalij i natrij (u stupcima 1 i 2 periodnog sustava), lako reagiraju s mnogo različitih kemikalija i rijetko se nalaze u svom čistom, elementarnom obliku. Oba obično postoje samo u spojevima (vezani za jedan ili više drugih elemenata) ili kao ioni (nabijena verzija njihovog elementarnog oblika).
S druge strane, postoje i drugi metali, zovu se i nakit. Zlato, srebro i platina nisu jako reaktivni i obično se javljaju u svom čistom obliku. Ovi metali gube elektrone lakše od nemetala, ali ne tako lako kao reaktivni metali kao što je natrij. Platina relativnonereaktivan i vrlo otporan na reakcije s kisikom.
Svojstva elementa
Kada ste učili abecedu u osnovnoj školi, otkrili ste da sva slova imaju svoj jedinstveni skup svojstava. Na primjer, neki su imali ravne linije, neki su imali krivulje, a drugi su imali obje vrste linija. Isto se može reći i za elemente. Svaki od njih ima jedinstven skup fizikalnih i kemijskih svojstava. Fizička svojstva su kvalitete svojstvene određenim tvarima. Sjaji ili ne, koliko dobro provodi toplinu i električnu energiju, na kojoj temperaturi se topi, koliko je gusto.
Kemijska svojstva uključuju one kvalitete koje se primjećuju kada reagiraju na izlaganje kisiku ako izgore (koliko će im biti teško zadržati svoje elektrone tijekom kemijske reakcije). Različiti elementi mogu dijeliti zajednička svojstva. Na primjer, željezo i bakar su oba elementi koji provode električnu energiju. Međutim, nemaju ista svojstva. Na primjer, kada je željezo izloženo vlažnom zraku, ono hrđa, ali kada je bakar izložen istim uvjetima, dobiva specifičan zeleni premaz. Zato je Kip slobode zelen i nije zahrđao. Izrađen je od bakra, a ne od željeza).
Organizacija elemenata: metali i nemetali
Činjenica da elementi imaju neka zajednička i jedinstvena svojstva omogućuje njihovo razvrstavanje u lijep, uredan grafikon kojinaziva periodni sustav. Organizira elemente na temelju njihovog atomskog broja i svojstava. Dakle, u periodnom sustavu nalazimo grupirane elemente koji imaju zajednička svojstva. Željezo i bakar su blizu jedno drugom, oboje su metali. Željezo je označeno simbolom "Fe", a bakar simbolom "Cu".
Većina elemenata u periodnom sustavu su metali i obično se nalaze na lijevoj strani tablice. Grupirani su jer imaju određena fizikalna i kemijska svojstva. Na primjer, metali su gusti, sjajni, dobri su vodiči topline i elektriciteta i lako gube elektrone u kemijskim reakcijama. Nasuprot tome, nemetali imaju suprotna svojstva. Nisu gusti, ne provode toplinu i elektricitet, te imaju tendenciju skupljanja elektrona umjesto da ih odaju. Kada pogledamo periodni sustav, vidimo da je većina nemetala grupirana s desne strane. To su elementi kao što su helij, ugljik, dušik i kisik.
Što su teški metali?
Popis metala je prilično brojan. Neki od njih se mogu nakupljati u tijelu i ne štetiti, kao što je prirodni stroncij (formula Sr), koji je analog kalcija, jer se produktivno taloži u koštanom tkivu. Koji se od njih nazivaju teškim i zašto? Razmotrimo četiri primjera: olovo, bakar, živu i arsen.
Gdje se ti elementi nalaze i kako utječu na okoliš i zdravlje ljudi? Teškametali su metalni, prirodni spojevi koji imaju vrlo visoku gustoću u usporedbi s drugim metalima - najmanje pet puta veću od vode. Otrovni su za ljude. Čak i male doze mogu dovesti do ozbiljnih posljedica.
- Olovo. To je teški metal koji je otrovan za ljude, posebno djecu. Trovanje ovom tvari može dovesti do neuroloških problema. Iako je nekoć bilo vrlo privlačno zbog svoje fleksibilnosti, velike gustoće i sposobnosti apsorpcije štetnog zračenja, olovo je na mnogo načina postupno ukinuto. Ovaj mekani, srebrnasti metal koji se nalazi na Zemlji opasan je za ljude i s vremenom se nakuplja u tijelu. Najgore je što ga se ne možete riješiti. Tamo sjedi, nakuplja se i postupno truje tijelo. Olovo je otrovno za živčani sustav i može uzrokovati teška oštećenja mozga kod djece. Bio je naširoko korišten u 1800-ima za stvaranje šminke, a do 1978. je korišten kao jedan od sastojaka u boji za kosu. Danas se olovo prvenstveno koristi u velikim baterijama, kao rendgenski štitovi ili kao izolacija za radioaktivni materijal.
- Bakar. To je crvenkasto smeđi teški metal koji ima mnogo namjena. Bakar je još uvijek jedan od najboljih vodiča struje i topline, a mnoge električne žice izrađene su od tog metala i prekrivene plastikom. Od ovog elementa periodnog sustava izrađuju se i novčići, uglavnom sitni novac. Akutno trovanje bakrom je rijetko, ali kao i olovo, može se nakupljati u tkivima, što na kraju dovodi do toksičnosti. Ljudi koji su izloženi velikim količinama bakra ili bakrene prašine također su u opasnosti.
- Merkur. Ovaj metal je otrovan u bilo kojem obliku i čak ga koža može apsorbirati. Njegova jedinstvenost leži u činjenici da je tekuća na sobnoj temperaturi, ponekad se naziva i "brzo srebro". Može se vidjeti u termometru jer kao tekućina upija toplinu, mijenjajući volumen i uz najmanju temperaturnu razliku. To omogućuje da se živa podigne ili spusti u staklenoj cijevi. Budući da je ova tvar snažan neurotoksin, mnoge tvrtke prelaze na alkoholne termometre crvene boje.
- Arsen. Od rimskih vremena pa sve do viktorijanskog doba, arsen se smatrao "kraljem otrova", a također i "otrovom kraljeva". Povijest je prožeta nebrojenim primjerima ubojstava i kraljevskih i pučana radi osobne koristi, koristeći spojeve arsena koji su bili bez mirisa, boje i okusa. Unatoč svim negativnim utjecajima, ovaj metaloid također ima svoje primjene, čak i u medicini. Na primjer, arsenik trioksid je vrlo učinkovit lijek koji se koristi za liječenje ljudi s akutnom promijelocitnom leukemijom.
Što je plemeniti metal?
Plemeni metal je metal kojimogu biti rijetki ili teško dostupni, a ekonomski vrlo vrijedni. Koji je popis metala koji su plemeniti? Ukupno su tri:
- Platina. Unatoč svojoj vatrostalnosti, koristi se u nakitu, elektronici, automobilima, kemijskim procesima, pa čak i medicini.
- zlato. Ovaj plemeniti metal koristi se za izradu nakita i zlatnika. Međutim, ima mnoge druge namjene. Koristi se u medicini, proizvodnji i laboratorijskoj opremi.
- srebro. Ovaj plemeniti metal je srebrno bijele boje i vrlo je savitljiv. u svom čistom obliku prilično je težak, lakši je od olova, ali teži od bakra.
Metali: vrste i svojstva
Većina elemenata može se smatrati metalima. Grupirani su u sredini na lijevoj strani stola. Metali su alkalni, zemnoalkalni, prijelazni, lantanidi i aktinidi.
Svi imaju nekoliko zajedničkih stvari, a to su:
- čvrsto na sobnoj temperaturi (isključujući živu);
- obično sjajno;
- visoka točka taljenja;
- dobar provodnik topline i struje;
- nizak kapacitet ionizacije;
- niska elektronegativnost;
- savitljiv (mogu poprimiti zadani oblik);
- plastika (može se uvući u žicu);
- visoka gustoća;
- tvar koja gubi elektrone u reakcijama.
Popis metala poznatih znanosti
- litij;
- berilij;
- natrij;
- magnezij;
- aluminij;
- kalij;
- kalcij;
- skandij;
- titan;
- vanadij;
- chrome;
- mangan;
- iron;
- kob alt;
- nikl;
- bakar;
- cink;
- galij;
- rubidij;
- stroncij;
- itrij;
- cirkonij;
- niobij;
- molibden;
- technetium;
- rutenij;
- rodij;
- paladij;
- srebro;
- kadmij;
- indium;
- copernicus;
- cezij;
- barij;
- lim;
- iron;
- bizmut;
- olovo;
- živa;
- volfram;
- zlato;
- platina;
- osmij;
- hafnij;
- njemački;
- iridij;
- niobij;
- renij;
- antimon;
- talij;
- tantal;
- francuski;
- livermorium.
Ukupno je poznato oko 105 kemijskih elemenata, od kojih su većina metali. Potonji su vrlo čest element u prirodi, koji se javlja i u čistom obliku i kao dio različitih spojeva.
Metali se javljaju u utrobi zemlje, mogu se naći u raznim vodenim tijelima, u sastavu tijela životinja i ljudi, u biljkama, pa čak i u atmosferi. U periodnom sustavu nalaze se počevši od litija (metal s formulom Li) izavršavajući s livermorijem (Lv). Tablica se nastavlja dopunjavati novim elementima, a uglavnom su to metali.
