Металлический блеск металлов примеры
Металлическая связь и особенности кристаллического строения обуславливают особые физические свойства металлов.
Металлическая связь основана на обобществлении электронов, входящих в состав атомов металла. Все электроны на внешних энергетических уровнях атомов металлов обобществленные, т.е. принадлежат всем атомам вещества. И эти электроны легко отрываются и попадают на энергетические уровни таких же атомов металлов. Постоянно перемещаясь по кристаллической решетке, электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и тем самым связывают их в устойчивую металлическую решетку.
Содержимое разработки
9. Физические свойства металлов
Металлическая связь основана на обобществлении электронов, входящих в состав атомов металла. Все электроны на внешних энергетических уровнях атомов металлов обобществленные, т.е. принадлежат всем атомам вещества. И эти электроны легко отрываются и попадают на энергетические уровни таких же атомов металлов. Постоянно перемещаясь по кристаллической решетке, электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и тем самым связывают их в устойчивую металлическую решетку.
Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществленных электронов.
Разобраться в том, какой электрон принадлежал какому атому, просто невозможно, так как все оторвавшиеся электроны становятся общими, соединяясь с ионами. Эти электроны временно образуют атомы, потом снова отрываются и соединяются с другим ионом. Этот процесс продолжается бесконечно. Таким образом, в металлических соединениях атомы непрерывно превращаются в ионы и наоборот.
Именно строением металлической связи обусловлены физические свойства металлов.
К физическим свойствам металлов относятся:
Металлический блеск.
Электропроводность и теплопроводность.
Пластичность.
Высокая плотность и температура плавления.
Рассмотрим каждое из свойств более подробно.
Металлический блеск обусловлен металлической связью между атомами, для которой свойственны обобществленные электроны. Они как раз и испускают под воздействием света свои, вторичные волны излучения, которые мы воспринимаем как металлический блеск.
В порошкообразном состоянии большинство металлов теряют металлический блеск и приобретают серую или черную окраску.
Металлический блеск в порошкообразном состоянии сохраняют алюминий и магний.
Прекрасно отражают свет палладий Pd, ртуть Hg, серебро Ag, медь Cu.
Из алюминия, серебра и палладия, основываясь на их отражательной способности, изготавливают зеркала, в том числе и применяемые в прожекторах.
Все металлы хорошо проводят электрический ток и имеют высокую теплопроводность, также благодаря наличию металлической связи. При нагревании металла, увеличивается скорость движения электронов. Быстро движущиеся по кристаллической решетке электроны выравнивают температуру по всей поверхности металла, проводя тепло. Высокая теплопроводность металлов используется для изготовления из них посуды.
Высокая электропроводность металлов обусловлена направленным движением электронов в кристаллической решетке при воздействии электрического тока. Серебро Ag, медь Cu, золото Au и алюминий Al обладают наибольшей электропроводностью, поэтому медь Cu и алюминий Al используют в качестве материала для изготовления электрических проводов.
Наименьшей электропроводностью обладают марганец Mn, свинец Pb, ртуть Hg и вольфрам W.
Пластичность – это физической свойство вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия.
Большинство металлов пластично, так как слои атом-ионов металлов легко смещаются относительно друг друга и между ними не происходит разрыва связи.
Наиболее пластичные металлы – золото Au, серебро Ag, медь Cu. Из золота Au можно изготовить тонкую фольгу толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий.
Именно на пластичности металлов основано кузнечное дело и возможность изготавливать различные предметы с помощью механического воздействия на металл.
Все металлы (кроме ртути) при нормальных условиях представляют собой твердые вещества. Твердость металлов различна. Наиболее твердыми являются металлы побочной подгруппы шестой группы Периодической системы Д.И. Менделеева. Наименее твердыми являются щелочные металлы.
По плотности металлы классифицируют на легкие (их плотность от 0,53 до 5 г/см 3 ) и тяжелые (плотность этих металлов от 5 до 22,6 г/см 3 ). Самым легким металлом является литий Li, плотность которого 0,53 г/см 3 . Самыми тяжелыми металлами в настоящее время считают осмий Os и иридий Ir (плотность около 22,6 г/см 3 ).
Температура плавления.
Температура плавления металлов находится в диапазоне от 39 (ртуть Hg) до 3410 о С (вольфрам W). Температура плавления большинства металлов высока, однако некоторые металлы, например, олово Sn и свинец Pl, можно расплавить на электрической плите.
Физические свойства металлов и в настоящее время широко используются в промышленности и электронике.
В технике все металлы делятся на черные, к ним относятся железо и его сплавы, и цветные.
Изделия из различных видов металлов используются повсеместно благодаря их пластичности, но чаще всего в сплавах.
К драгоценным металлам относят золото, серебро, платину и некоторые другие редко встречающиеся металлы.
-82%
Как узнать, какой это минерал
Минералы отличаются определенным химическим составом и внешними физическими признаками. К ним относятся: блеск, твердость, цвет, характер излома. Определить минералы по внешним признакам — дело нетрудное, но оно требует внимания и аккуратности.
Определение химического состава минерала — более сложная задача. В нашем определителе приводятся формулы лишь тех минералов, которые имеют несложный химический состав.
ФЛЮОРИТЫ И ДРУГИЕ МИНЕРАЛЫ 1 — флюорит — плавиковый шпат; 2 — кристаллы кальцита — известкового шпата; 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11 — разновидности флюорита; 7 — ангидрит; 9 — сросток кристаллов флюорита.
Прочитав эту главу, вы ознакомитесь с приемами определения наиболее распространенных минералов.
Цветные таблицы для определения помогут узнать название минерала, который попал вам в руки.
При определении минералов по внешнему виду нужно сперва обратить внимание на общие для всех минералов признаки, а затем уже рассматривать особенности, отличающие их друг от друга.
АПАТИТ И ДРУГИЕ МИНЕРАЛЫ 1, 3, 4, 6, 7, 9 — кристаллы апатита; 2 — апатит (светлый) с нефелином (темный); 5 — прожилки асбеста в змеевике; 8 — цинковая обманка — сфалерит — скорлуповатого строения; 10 — кристалл цинковой обманки в породе.
В первую очередь обратите внимание на блеск минерала.
Большинство минералов благодаря отражению своими поверхностями лучей света блестит, и лишь некоторые из них — матовые — лишены блеска.
По блеску минералы легко делятся на две группы: минералы с металлическим блеском и минералы с неметаллическим блеском.
МИНЕРАЛЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ 1 — радиально-лучистые кристаллы антимонита — сурьмяного блеска — на барите; 2 — кристалл пирита — серного колчедана; 3 — галенит (темный) — свинцовый блеск — в кварце; 4 — кристалл галенита в барите; 5 — натечный гематит — так называемая «красная стеклянная голова»; 6 — кристалл железного блеска; 7 — кусок сплошного гематита — красного железняка; 8 — кристаллы магнетита в хлоритовом сланце.
Блеск металлический:
1. Металлический блеск напоминает блеск поверхности свежего излома металлов. Металлический блеск лучше виден на свежей (неокисленной) поверхности металла. Минералы, обладающие металлическим блеском, непрозрачны и более тяжелы по сравнению с минералами, имеющими неметаллический блеск. Иногда вследствие процессов окисления минералы, имеющие металлический блеск, покрываются матовой коркой.
Металлический блеск характерен для минералов, являющихся рудами различных металлов. Примерами минералов, имеющих металлический блеск, могут служить золото, медный колчедан, свинцовый блеск.
2. Металловидный блеск — более тусклый, как у потускневших от времени металлов. Пример: магнитный железняк.
МИНЕРАЛЫ С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ 1 — кристалл серы и вкрапления серы в породе; 2 — кристалл биотита — черной слюды — в породе; 3 — тальк; 4 — сильвин (белый); 5 — боксит оолитовый; 6 —- киноварь; 7— малахит (зеленый) и азурит (синий); 8 — пиролюзит.
Блеск неметаллический:
1. Стеклянный блеск напоминает блеск поверхности стекла. Им обладают: каменная соль, горный хрусталь.
2. Алмазный блеск — искрящийся, напоминает стеклянный, но более сильный. Примеры: алмаз, цинковая обманка.
3. Перламутровый блеск подобен блеску перламутра (поверхность минерала отливает радужными цветами). Часто наблюдается, например, у кальцита, слюды.
4. Шелковистый блеск — мерцающий. Характерен только для минералов, имеющих волокнистое или игольчатое строение. Пример: асбест.
5. Жирный блеск имеет ту особенность, что поверхность минерала кажется как бы смазанной жиром. Иногда и сам минерал жирен на ощупь, как например тальк.
6. Восковой блеск подобен жирному, но более слабый. Пример: халцедон.
Матовые минералы лишены блеска и напоминают землистые массы. Пример: боксит.
Блеск лучше всего наблюдать на свежем изломе минерала или на свежей поверхности граней его кристаллов. После того как вы установите характер блеска, необходимо определить твердость минерала.
МИНЕРАЛЫ 1 — полевой шпат — адуляр; 2 — полевой шпат — амазонит; 3 — полевой шпат — микроклин; 4 — кристаллы граната в породе; 5 — гранат демантоид; 6 — гранат гессонит; 7—зеленые кристаллики уваровита; 8 — натечный сталактите видный лимонит; 9 — сплошной лимонит; 10 — роговая обманка; 11 — иризирующий лабрадор.
Твердость минералов
Твердость минерала — это то сопротивление, которое он оказывает, когда вы царапаете его каким-нибудь другим предметом или минералом. Если испытуемый минерал мягче, чем тот, которым вы царапаете по его поверхности, то на нем останется след — царапина.
Учеными составлена следующая шкала твердости минералов:
| Название минерала | Твердость |
| тальк | 1 |
| гипс | 2 |
| кальцит | 3 |
| флюорит | 4 |
| апатит | 5 |
| полевой шпат | 6 |
| кварц | 7 |
| топаз | 8 |
| корунд | 9 |
| алмаз | 10 |
Громадное большинство минералов, распространенных в земной коре, обладает твердостью, не превышающей 7. Только незначительное количество имеет большую твердость.
Распознавать твердость минералов можно с помощью ногтя и осколка обыкновенного стекла.
МИНЕРАЛЫ 1—2 — аметисты; 3 — друза горного хрусталя; 4 — кристалл цитрина; 5 — дымчатый кварц; 6 — морион; 7 — горный хрусталь с включениями кристаллов рутила; 8 — молочный кварц (аморфный и кристалл); 9 — розовый кварц; 10 — железный кварц; 11 — кварц с включениями асбеста — так называемый «волосатик»; 12 — кремень с примесью частиц глины, песка и пр.
По твердости все минералы разбиваются на три группы:
1. Мягкие минералы (ноготь оставляет царапину на минерале). Примеры: тальк, графит, гипс.
2. Минералы средней твердости (ноготь не оставляет царапины на минерале; минерал не оставляет царапины на стекле). Примеры: кристаллический кальцит, медный колчедан, или халькопирит.
3. Твердые минералы (минерал оставляет царапину на стекле). Примеры: кварц, полевые шпаты.
После испытания надо стереть порошок, т. е. раздробленные частицы минерала, с его поверхности и убедиться, что на минерале действительно остался след, так как порошок мог образоваться из того минерала, которым царапали.
Цвет черты (или, другими словами, цвет порошка) у некоторых минералов не отличается от цвета самого минерала; но встречаются и такие минералы, цвет порошка которых резко отличается от их цвета. Например, кальцит бывает бесцветный, белый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, бурый, черный; порошок же у кальцита всегда белый.
ХАЛЦЕДОНЫ 1 — галька; 2 — натечный гроздевидный халцедон; 3 — слоистый халцедон; 4 — сапфирин; 5 — сердолик; 6 — плазма; 7 — почковидный халцедон; 8 — сард (сардер); 9 — хризопраз; 10 — халцедон с дендритами окислов марганца; 11 — гелиотроп.
Для получения порошка минерала (т. е. черты) применяется шероховатая, не покрытая глазурью фарфоровая пластинка — так называемый бисквит. Заменить бисквит можно черепком неглазурованного фарфора или осколком фаянсовой посуды, предварительно сняв с него наждачной бумагой или напильником гладкий слой глазури.
Если провести минералом по поверхности бисквита или по шероховатому излому фарфорового осколка, минерал оставит черту.
Все мягкие и средней твердости минералы, за небольшим исключением, дают черту; большинство твердых минералов черты не дает.
Если нет под рукой фарфоровой пластинки можно, поскоблив минерал ножом, получить тонкий порошок. Для определения цвета черты этот порошок следует растереть на белой бумаге.
Цвет оказывается постоянным признаком для немногих минералов. Так, например, малахит — всегда зеленый, золото — золотисто желтое и т.д. Для большинства минералов этот признак непостоянен. Для определения цвета минерала необходимо получить свежий излом.
Изломы минералов также могут быть различны. Так, например, кремень отличается раковистым изломом, свинцовый блеск — ступенчатым изломом, многие минералы имеют землистый, занозистый и другие изломы.
Вид излома зависит от физических свойств минерала, его кристаллического строения и твердости.
Для некоторых минералов характерна спайность, т. е. способность раскалываться или расщепляться по определенным направлениям. При этом образуются гладкие, блестящие плоскости раскола. Например, слюды характеризуются ярко выраженной спайностью. Они могут легко разделяться на тонкие гладкие листочки в одном направлении. Хорошо выраженной спайностью по трем направлениям отличается каменная соль: если раскалывать обломок кристалла каменной соли, то все осколки будут иметь правильную форму куба.
РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ЯШМЫ И АГАТА 1 — яшма одноцветная; 2 — яшма пятнистая; 3 — яшма слоистая; 4 — яшма ленточная; 5 — многоцветный агат; 6 — одноцветный агат; 7 — яшма волнистая; 8 — яшма струйчатая; 9 — парчовая яшма; 10 — брекчиевидная яшма; 11 — копейчатая яшма; 12 — пестроцветная яшма.
Удельный вес не является важным признаком для большинства минералов, но для минералов, в состав которых входят такие тяжелые элементы, как, например, свинец, удельный вес имеет большое значение при определении.
Классификация минералов по внешним признакам не требует определения удельного веса с большой точностью. Достаточно разделить минералы на две основные группы: легкие и тяжелые.
Для некоторых минералов отличительным признаком является магнитность. Минералы, содержащие железо, иногда обладают магнитностью, например магнитный железняк. Магнитность у других минералов, содержащих железо, проявляется после прокаливания.
Для определения магнитности минералов используется магнитная стрелка, подвешенная на тонком острие, а в полевых условиях работы — стрелка компаса. Минералы, обладающие магнитными свойствами при поднесении их к магнитной стрелке, притягивают ее к себе.
Некоторые минералы, имеющие в своем составе углекислоту, под действием соляной кислоты (10 %-ный раствор) выделяют в виде пузырьков углекислый газ — как говорят, минерал «вскипает». Сюда относятся: кальцит, малахит и горные породы — мел, известняк.
Существуют минералы, которые можно распознать на вкус, например каменная соль, калийные соли (сильвин, карналлит) и др.
Приступая к определению неизвестного минерала, используйте прежде всего первую часть нашего определителя, т. е. «Ключ к определителю минералов».
По ключу первым делом вы должны установить, какой блеск имеет ваш минерал — металлический или неметаллический. Установив это, вы последовательно определяете твердость минерала, цвет черты и т. д. Полученные данные о минерале приведут вас в конце концов к определенным страницам второй части определителя, где описываются различные минералы. В «Ключе к определителю минералов» эти страницы указаны.
Если появится необходимость исследовать минерал на горение или плавкость, следует отколоть от него маленький кусочек, зажать его кончиками пинцета и ввести в пламя свечи, спиртовки или газовой горелки. Некоторые минералы, как например янтарь, загораются даже в пламени спички.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Базовые понятия. Запись 7 (физические свойства металлов)
В данной статье ознакомимся с основными физическими свойствами металлов. Вашему вниманию будут представлены пластичность, электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, твёрдость, плотность, температура плавления.
Начнём с пластичности.
Пластичность — это свойство вещества изменять форму под внешним воздействием, не разрушаясь, и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия.
Почему у металлов так выходит? Это происходит из-за их строения, виновной выступает кристаллическая решётка. Она состоит из узлов и свободных электронов, которые бегают между углами, никому не принадлежа. В узлах могут быть атомы, молекулы или ионы. Электроны то присоединяются к ним, то уходят. Именно взаимосвязью между бегающими по всему веществу электронами и узлами объяснятся свойство пластичности: слои смещаются друг с другом без разрыва.
Как же определить и сравнить пластичность разных металлов? Она определяется при испытании на растяжение. Под действием нагрузки образцы разных металлов в различной степени удлиняются, а их поперечное сечение уменьшается. Чем больше способен образец удлиняться, а его поперечное сечение сужаться, тем пластичнее образец.
Существуют две единицы измерения: относительное удлинение и относительное сужение при разрыв.
По степени пластичности металлы принято подразделять следующим образом:
-высокопластичные (относительное удлинение превосходит 40 %) — металлы, составляющие основу большинства конструкционных сплавов (алюминий, медь, железо, титан, свинец) и «легкие» металлы (натрий, калий, рубидий и др.);
-пластичные (относительное удлинение лежит в диапазоне между 40 и 3%) — магний, цинк, молибден, вольфрам, висмут и др. (наиболее обширная группа);
-хрупкие (относительное удлинение меньше 3%) — хром, марганец, кобальт, сурьма.
Электропроводность — свойство проводить электрический ток.
Электрическим током зовём упорядоченное движение частиц. В нашем случае под действие некого поля начинают двигаться в одном направлении все свободные электроны в образце.
Электропроводность металлов обусловлена концентрацией электронов и их подвижностью. Чем сильнее металл нагрет, тем сильнее прыгающие узлы будут мешать электронам свободно передвигаться в выбранном направлении. Чем больше столкновений, тем сильнее нагревается металл. Данный эффект применяется в нагревательных приборах и в лампах накаливания.
Теплопроводность — свойство металлов переносить энергию от одной части тела к другой.
Оно связано с высокой подвижностью электронов: сталкиваясь с колеблющимися в узлах решётки ионами, атомами, электроны обмениваются с ними энергией. Как видим, данное свойство связано с предыдущим.
Металлический блеск — способность металлов отражать световые лучи.
Данное свойство обуславливается несколькими причинами. Во-первых, от гладкости поверхности, т.е. падающая электромагнитная волна (свет) не застревала в неровностях, а могла отразиться обратно.
Во-вторых, свет попадает на металл, поглощается электронами и через некое малое время излучается обратно, при этом количество энергии, которое может уйти на нагревание, небольшое. Отражённую волну воспринимает наш глаз, цвет волны определяется из величины «длина волны».
Твёрдость — свойство твёрдого тела сопротивляться проникновению в него другого тела.
Если хотите много теории по данному свойству, то прошу сюда:
Оценка металла по шкале Мооса берёт за основу то, насколько легко образец может быть поцарапан другими металлами. Например, коэффициент твердости золота — 2,5-3, что значительно ниже коэффициента твердости большинства других материалов. В то время как графит и некоторые виды пластика стоят на одном конце шкалы, имея значение 1, то на другой её конец ставится алмаз, одно из самых твердых веществ на Земле. Он оценивается в 10 баллов.
Олово: 1.5
Цинк: 2.5
Золото: 2.5-3
Серебро: 2.5-3
Алюминий: 2.5-3
Медь: 3
Медь: 3
Бронза: 3
Никель: 4
Платина: 4-4.5
Сталь: 4-4.5
Железо: 4.5
Палладий: 4.75
Родий: 6
Титан: 6
Укрепленная сталь: 7-8
Вольфрам: 7.5
Карбид вольфрама: 8.5-9
Плотность — это отношение массы на объём.
Тяжело расшифровать определение, но я попробую. Оно значит, что при равном объёме разные металлы будут проявлять разную инерцию. Конечно, если и стало понятнее, то на чуток.
-лёгкие (плотность не более 5 г/см 3 ) — магний, алюминий, титан и др.:
-тяжёлые — (плотность от 5 до 10 г/см 3 ) — железо, никель, медь, цинк, олово и др. (это наиболее обширная группа);
-очень тяжёлые (плотность более 10 г/см 3 ) — молибден, вольфрам, золото, свинец и др.
Таблицы с плотностями:
Температура плавления — температура, при которой осуществляется процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
При увеличении внутренней энергии начинают сильнее колебаться узлы, решётка теряет свою структуру, нарушаются связи. Примерно такой процесс можно назвать переходом в жидкое состоянии.
Делят металлы на несколько групп:
-легкоплавкие (температура плавления не превышает 600 o С) — цинк, олово, свинец, висмут и др.;
-среднеплавкие (от 600 o С до 1600 o С) — к ним относятся почти половина металлов, в том числе магний, алюминий, железо, никель, медь, золото;
-тугоплавкие ( более 1600 o С) — вольфрам, молибден, титан, хром и др.
Читайте также: