Ogledajte se na trenutak… Koliko metalnih stvari možete vidjeti? Obično kada pomislimo na metale, mislimo na supstance koje su sjajne i izdržljive. Međutim, oni se takođe nalaze u našoj hrani i u našim tijelima. Hajde da pogledamo kompletnu listu metala poznatih nauci, naučimo njihova osnovna svojstva i otkrijemo zašto su tako posebni.
Šta su metali?
Elementi koji lako gube elektrone, koji su sjajni (reflektivni), savitljivi (mogu se oblikovati u druge oblike) i koji se smatraju dobrim provodnicima toplote i struje nazivaju se metali. Oni su ključni za naš način života, jer nisu samo dio struktura i tehnologija, već su i neophodni za proizvodnju gotovo svih predmeta. Metal je čak iu ljudskom tijelu. Gledajući oznaku sastojka multivitamina, vidjet ćete na desetine navedenih spojeva.
Možda niste znali da su elementi kao što su natrijum, kalcijum, magnezijum i cink neophodni zaživot, a ako ih nema iz našeg tijela, naše zdravlje može biti u ozbiljnoj opasnosti. Na primjer, kalcij je neophodan za zdrave kosti, magnezijum za metabolizam. Cink poboljšava funkciju imunološkog sistema, dok željezo pomaže krvnim stanicama da prenose kisik po cijelom tijelu. Međutim, metali u našim tijelima razlikuju se od metala u žlici ili čeličnom mostu po tome što su izgubili elektrone. Zovu se kationi.
Metali takođe imaju antibiotska svojstva, tako da se rukohvati i ručke na javnim mestima često prave od ovih elemenata. Poznato je da su mnogi alati napravljeni od srebra kako bi se spriječio rast bakterija. Veštački zglobovi su napravljeni od legura titanijuma, koje sprečavaju infekciju i čine primaoce jačim.
Metali u periodnom sistemu
Svi elementi u periodičnom sistemu Dmitrija Mendeljejeva podijeljeni su u dvije velike grupe: metali i nemetali. Prvi je najbrojniji. Većina elemenata su metali (plavi). Nemetali u tabeli su prikazani na žutoj pozadini. Postoji i grupa elemenata koji su klasifikovani kao metaloidi (crveni). Svi metali su grupisani na lijevoj strani tabele. Imajte na umu da je vodonik grupisan s metalima u gornjem lijevom uglu. Uprkos tome, smatra se nemetalnim. Međutim, neki naučnici teoretiziraju da može postojati metalni vodonik u jezgru planete Jupiter.
Metal Bonding
Mnoge divne i korisne kvaliteteElement ima veze sa načinom na koji se njegovi atomi međusobno povezuju. Ovo stvara određene veze. Metalna interakcija atoma dovodi do stvaranja metalnih struktura. Svaki slučaj ovog elementa u svakodnevnom životu, od automobila do novčića u džepu, uključuje metalnu vezu.
Tokom ovog procesa, atomi metala dijele svoje vanjske elektrone ravnomjerno jedni s drugima. Elektroni koji teku između pozitivno nabijenih jona lako prenose toplinu i električnu energiju, čineći ove elemente tako dobrim provodnicima topline i struje. Za napajanje se koriste bakarne žice.
Reakcije metala
Reaktivnost se odnosi na sklonost elementa da reaguje sa hemikalijama u svom okruženju. Ona je drugačija. Neki metali, kao što su kalijum i natrijum (u kolonama 1 i 2 periodnog sistema), lako reaguju sa mnogo različitih hemikalija i retko se nalaze u svom čistom, elementarnom obliku. Oba obično postoje samo u jedinjenjima (vezana za jedan ili više drugih elemenata) ili kao joni (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. Platinum relativnonereaktivan i veoma otporan na reakcije sa kiseonikom.
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 fizičkih i hemijskih svojstava. Fizička svojstva su kvalitete svojstvene određenim tvarima. Sjajan ili ne, koliko dobro provodi toplotu i električnu energiju, na kojoj temperaturi se topi, koliko je gust.
Hemijska svojstva uključuju one kvalitete koji se primjećuju kada reagiraju na izlaganje kisiku ako izgore (koliko će im biti teško zadržati svoje elektrone tokom kemijske reakcije). Različiti elementi mogu dijeliti zajednička svojstva. Na primjer, željezo i bakar su oba elementi koji provode električnu energiju. Međutim, oni nemaju ista svojstva. Na primjer, kada je gvožđe izloženo vlažnom vazduhu, ono rđa, ali kada je bakar izložen istim uslovima, dobija specifičan zeleni premaz. Zato je Kip slobode zelen i nije zarđao. Napravljen je od bakra, a ne od gvožđa).
Organizacija elemenata: metali i nemetali
Činjenica da elementi imaju neka zajednička i jedinstvena svojstva omogućava im da se sortiraju u lijep, uredan grafikon kojizove periodni sistem. Organizira elemente na osnovu njihovog atomskog broja i svojstava. Dakle, u periodnom sistemu nalazimo grupisane elemente koji imaju zajednička svojstva. Gvožđe i bakar su blizu jedno drugom, oba su metali. Gvožđe je označeno simbolom "Fe", a bakar simbolom "Cu".
Većina elemenata u periodičnoj tablici su metali i obično se nalaze na lijevoj strani tablice. Grupirani su jer imaju određena fizička i hemijska svojstva. Na primjer, metali su gusti, sjajni, dobri su provodnici topline i struje i lako gube elektrone u kemijskim reakcijama. Nasuprot tome, nemetali imaju suprotna svojstva. Oni nisu gusti, ne provode toplinu i elektricitet i teže da pridobiju elektrone umjesto da ih odaju. Kada pogledamo periodni sistem, vidimo da je većina nemetala grupirana na desnoj strani. To su elementi kao što su helijum, ugljenik, azot i kiseonik.
Šta su teški metali?
Lista metala je prilično brojna. Neki od njih se mogu akumulirati u tijelu i ne štetiti, kao što je prirodni stroncij (formula Sr), koji je analog kalcijuma, jer se produktivno deponuje u koštanom tkivu. Koje od njih se nazivaju teškim i zašto? Razmotrimo četiri primjera: olovo, bakar, živu i arsen.
Gdje se nalaze ovi elementi i kako utiču na životnu sredinu i zdravlje ljudi? TeškaMetali su metalna, prirodna jedinjenja koja imaju veoma visoku gustinu u poređenju sa drugim metalima - najmanje pet puta veću od vode. Otrovni su za ljude. Čak i male doze mogu dovesti do ozbiljnih posljedica.
- Lead. To je teški metal koji je toksičan za ljude, posebno djecu. Trovanje ovom supstancom može dovesti do neuroloških problema. Iako je nekada bilo veoma atraktivno zbog svoje fleksibilnosti, velike gustine i sposobnosti da apsorbuje štetno zračenje, olovo je na mnogo načina ukinuto. Ovaj mekani, srebrnasti metal koji se nalazi na Zemlji opasan je za ljude i vremenom se nakuplja u tijelu. Najgore je što ga se ne možete riješiti. Tamo sjedi, nakuplja se i postepeno truje tijelo. Olovo je toksično za nervni sistem i može uzrokovati ozbiljna oštećenja mozga kod djece. Široko se koristio 1800-ih za stvaranje šminke, a do 1978. je korišten kao jedan od sastojaka u farbanju 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 i dalje jedan od najboljih provodnika struje i toplote, a mnoge električne žice su napravljene od ovog metala i prekrivene plastikom. Od ovog elementa periodnog sistema izrađuju se i novčići, uglavnom sitni novac. Akutno trovanje bakrom je rijetko, ali kao i olovo, može se akumulirati u tkivima, što na kraju dovodi do toksičnosti. Ljudi koji su izloženi velikim količinama bakra ili bakrene prašine su takođe u opasnosti.
- Merkur. Ovaj metal je toksičan u bilo kom obliku i čak ga koža može apsorbirati. Njegova jedinstvenost leži u činjenici da je tečnost na sobnoj temperaturi, ponekad se naziva i "brzo srebro". Može se vidjeti u termometru jer, kao tekućina, apsorbira toplinu, mijenjajući volumen i uz najmanju temperaturnu razliku. To omogućava da se živa podigne ili spusti u staklenoj cijevi. Budući da je ova supstanca snažan neurotoksin, mnoge kompanije prelaze na alkoholne termometre crvene boje.
- Arsen. Od rimskih vremena pa sve do viktorijanske ere, arsen se smatrao "kraljem otrova", a takođe i "otrovom kraljeva". Istorija je prožeta nebrojenim primjerima kako su kraljevi i obični ljudi počinili ubistva radi lične koristi, koristeći jedinjenja arsena koja su bila bez mirisa, boje i ukusa. I pored svih negativnih uticaja, ovaj metaloid ima svoju primjenu, čak i u medicini. Na primjer, arsenik trioksid je vrlo efikasan lijek koji se koristi za liječenje ljudi s akutnom promijelocitnom leukemijom.
Šta je plemeniti metal?
Plemeni metal je metal kojimogu biti rijetki ili teško dostupni, a ekonomski vrlo vrijedni. Koja je lista metala koji su plemeniti? Ukupno ih ima tri:
- Platina. Uprkos svojoj vatrostalnosti, koristi se u nakitu, elektronici, automobilima, hemijskim procesima, pa čak i medicini.
- zlato. Ovaj plemeniti metal se koristi za izradu nakita i zlatnika. Međutim, ima mnogo drugih upotreba. Koristi se u medicini, proizvodnji i laboratorijskoj opremi.
- Srebrno. 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 se može smatrati metalima. Grupirani su u sredini na lijevoj strani stola. Metali su alkalni, zemnoalkalni, prelazni, lantanidi i aktinidi.
Svi imaju nekoliko zajedničkih stvari, a to su:
- čvrsto na sobnoj temperaturi (isključujući živu);
- obično sjajno;
- visoka tačka topljenja;
- dobar provodnik toplote i struje;
- nizak kapacitet jonizacije;
- niska elektronegativnost;
- savitljiv (sposoban da poprimi dati oblik);
- plastika (može se uvući u žicu);
- visoka gustina;
- tvar koja gubi elektrone u reakcijama.
Lista metala poznatih nauci
- litijum;
- berilij;
- sodium;
- magnezijum;
- aluminij;
- kalijum;
- kalcijum;
- scandium;
- titanijum;
- vanadijum;
- chrome;
- mangan;
- iron;
- kob alt;
- nikl;
- bakar;
- cink;
- galijum;
- rubidijum;
- stroncijum;
- itrij;
- cirkonij;
- niobij;
- molibden;
- technetium;
- rutenijum;
- rodij;
- paladij;
- srebro;
- kadmijum;
- indium;
- copernicus;
- cesijum;
- barijum;
- lim;
- iron;
- bizmut;
- olovo;
- živa;
- tungsten;
- gold;
- platina;
- osmium;
- hafnij;
- germanijum;
- iridijum;
- niobij;
- renijum;
- antimon;
- talijum;
- tantal;
- francuski;
- livermorium.
Ukupno je poznato oko 105 hemijskih elemenata, od kojih su većina metali. Potonji su vrlo čest element u prirodi, koji se javlja iu čistom obliku i kao dio različitih jedinjenja.
Metali se javljaju u utrobi zemlje, mogu se naći u raznim vodenim tijelima, u sastavu tijela životinja i ljudi, u biljkama, pa čak iu atmosferi. U periodnom sistemu nalaze se počevši od litijuma (metal sa formulom Li) izavršava livermoriumom (Lv). Tabela se nastavlja da se popunjava novim elementima, a uglavnom su to metali.
