Τι είναι το μέταλλο; Η φύση αυτής της ουσίας είχε ενδιαφέρον από την αρχαιότητα. Μέχρι στιγμής έχουν ανακαλυφθεί περίπου 96 είδη μετάλλων. Για τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους θα μιλήσουμε στο άρθρο.
Τι είναι μέταλλο;
Ο μεγαλύτερος αριθμός στοιχείων στον περιοδικό πίνακα αναφέρεται σε μέταλλα. Επί του παρόντος, μόνο 96 από τα είδη τους είναι γνωστά στον άνθρωπο. Καθένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά, πολλά από τα οποία δεν έχουν ακόμη μελετηθεί.
Τι είναι το μέταλλο; Αυτή είναι μια απλή ουσία, η οποία χαρακτηρίζεται από υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, θετικό συντελεστή αγωγιμότητας θερμοκρασίας. Τα περισσότερα μέταλλα έχουν υψηλή αντοχή, ολκιμότητα και μπορούν να σφυρηλατηθούν. Ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά είναι η παρουσία μιας μεταλλικής γυαλάδας.
Η σημασία της λέξης "μέταλλο" συνδέεται με το ελληνικό métallion, όπου σημαίνει "να σκάβω από τη γη", καθώς και "δικό μου, δικό μου". Ήρθε στη ρωσική ορολογία κατά τη διάρκεια της βασιλείας του Πέτρου Α από τη γερμανική γλώσσα (γερμανικό Metall), στην οποία η λέξη μεταφέρθηκε από τα λατινικά.
Φυσικές ιδιότητες
Τα μεταλλικά στοιχεία έχουν συνήθως καλή ολκιμότητα, με εξαίρεση τον κασσίτερο, τον ψευδάργυρο, το μαγγάνιο. Με την πυκνότητα, χωρίζονται σε φως(αλουμίνιο, λίθιο) και βαρύ (όσμιο, βολφράμιο). Τα περισσότερα έχουν υψηλό σημείο τήξης, με ένα γενικό εύρος που κυμαίνεται από -39 βαθμούς Κελσίου για τον υδράργυρο έως 3410 βαθμούς Κελσίου για το βολφράμιο.
Υπό κανονικές συνθήκες, όλα τα μέταλλα εκτός από τον υδράργυρο και το φράγκιο είναι στερεά. Ο βαθμός σκληρότητάς τους προσδιορίζεται σε σημεία της κλίμακας Moss, όπου το μέγιστο είναι 10 βαθμοί. Έτσι, το πιο σκληρό είναι το βολφράμιο και το ουράνιο (6,0), το μαλακότερο είναι το καίσιο (0,2). Πολλά μέταλλα έχουν ασημί, μπλε και γκρι αποχρώσεις, μόνο μερικά είναι κίτρινα και κοκκινωπά.
Τα κινητά ηλεκτρόνια βρίσκονται στα κρυσταλλικά τους πλέγματα, χάρη στα οποία είναι εξαιρετικοί αγωγοί του ηλεκτρικού ρεύματος και της θερμότητας. Το ασήμι και ο χαλκός λειτουργούν καλύτερα με αυτό. Ο υδράργυρος έχει τη χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα.
Χημικές ιδιότητες
Τα μέταλλα χωρίζονται σε πολλές ομάδες ανάλογα με τις χημικές τους ιδιότητες. Μεταξύ αυτών είναι αλκαλικά, αλκαλικές γαίες, φως, ακτίνιο και ακτινίδες, λανθάνιο και λανθανίδες, ημιμέταλλα. Το μαγνήσιο και το βηρύλλιο βρίσκονται χωριστά.
Κατά κανόνα, τα μέταλλα δρουν ως αναγωγικοί παράγοντες για τα μη μέταλλα. Έχουν διαφορετικές δραστηριότητες, επομένως οι αντιδράσεις σε ουσίες δεν είναι ίδιες. Τα πιο ενεργά είναι τα αλκαλικά μέταλλα, αλληλεπιδρούν εύκολα με το υδρογόνο, το νερό.
Υπό ορισμένες συνθήκες, η αλληλεπίδραση των μετάλλων με το οξυγόνο συμβαίνει σχεδόν πάντα. Μόνο ο χρυσός και η πλατίνα δεν αντιδρούν σε αυτό. Επίσης δεν αντιδρούν στο θείο και το χλώριο, σε αντίθεση με άλλα μέταλλα. Η αλκαλική ομάδα οξειδώνεται σεσυνηθισμένο περιβάλλον, τα υπόλοιπα όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες.
Όντας στη φύση
Στη φύση, τα μέταλλα βρίσκονται κυρίως σε μεταλλεύματα ή ενώσεις, όπως οξείδια, άλατα, ανθρακικά. Περνούν από μεγάλα βήματα καθαρισμού πριν χρησιμοποιηθούν. Πολλά μέταλλα συνοδεύουν κοιτάσματα ορυκτών. Έτσι, το κάδμιο είναι μέρος των μεταλλευμάτων ψευδαργύρου, το σκάνδιο και το ταντάλιο βρίσκονται δίπλα στον κασσίτερο.
Μόνο αδρανή, δηλαδή ανενεργά μέταλλα, βρίσκονται αμέσως στην καθαρή τους μορφή. Λόγω της χαμηλής ευαισθησίας τους στην οξείδωση και τη διάβρωση, κέρδισαν τον τίτλο των ευγενών. Αυτά περιλαμβάνουν χρυσό, πλατίνα, ασήμι, ρουθήνιο, όσμιο, παλλάδιο κ.λπ. Τα ευγενή μέταλλα είναι πολύ όλκιμα και έχουν χαρακτηριστική φωτεινή γυαλάδα στα τελικά προϊόντα.
Τα μέταλλα είναι παντού γύρω μας. Βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες στον φλοιό της γης. Τα πιο συνηθισμένα είναι το αλουμίνιο, ο σίδηρος, το νάτριο, το μαγνήσιο, το ασβέστιο, το τιτάνιο και το κάλιο. Βρίσκονται στο θαλασσινό νερό (νάτριο, μαγνήσιο), αποτελούν μέρος ζωντανών οργανισμών. Στο ανθρώπινο σώμα, τα μέταλλα βρίσκονται στα οστά (ασβέστιο), στο αίμα (σίδηρος), στο νευρικό σύστημα (μαγνήσιο), στους μύες (μαγνήσιο) και σε άλλα όργανα.
Μάθηση και χρήση
Οι αρχαίοι πολιτισμοί γνώριζαν τι ήταν το μέταλλο. Ανάμεσα στα αιγυπτιακά αρχαιολογικά ευρήματα που χρονολογούνται στις 3-4 χιλιετίες π. Χ., βρέθηκαν αντικείμενα από πολύτιμα μέταλλα. Ο πρώτος άνθρωπος ανακάλυψε χρυσό, χαλκό, ασήμι, μόλυβδο, σίδηρο, κασσίτερο, υδράργυρο. Χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή κοσμημάτων, εργαλείων, τελετουργικών αντικειμένων και όπλων.
Στο Μεσαίωνα ανακαλύφθηκαν αντιμόνιο, αρσενικό, βισμούθιο, ψευδάργυρος. Συχνά τους έδιναν μαγικές ιδιότητες, που συνδέονταν με τον κόσμο, την κίνηση των πλανητών. Οι αλχημιστές πραγματοποίησαν πολυάριθμα πειράματα με την ελπίδα να μετατρέψουν τον υδράργυρο σε νερό ή χρυσό. Σταδιακά, ο αριθμός των ανακαλύψεων αυξήθηκε και μέχρι τον 21ο αιώνα ανακαλύφθηκαν όλα τα μέταλλα που ήταν γνωστά μέχρι σήμερα.
Τώρα χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλους τους τομείς της ζωής. Τα μέταλλα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοσμημάτων, εξοπλισμού, πλοίων, αυτοκινήτων. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κουφωμάτων για την κατασκευή κτιρίων, επίπλων και διαφόρων μικρών εξαρτημάτων.
Η εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα έχει κάνει το μέταλλο απαραίτητο για την κατασκευή συρμάτων, χάρη σε αυτόν χρησιμοποιούμε ηλεκτρικό ρεύμα.
