Metalele sunt un tip de materiale care au fost folosite de om din cele mai vechi timpuri. Acest grup de substanțe este foarte numeros, dar toate au caracteristici fizice comune, care sunt denumite în mod obișnuit proprietăți metalice.
Duritatea dintre ele este comună, dar nu decisivă. Mai specifice sunt altele pe care le posedă cel mai moale metal. Aceste proprietăți sunt determinate de particularitățile structurii lor la nivel molecular.
Proprietățile metalelor
Fier și aliajele sale (oțel, fontă), cupru, aluminiu… Utilizarea acestor materiale a marcat progrese în progresul științific și tehnologic în diferite etape ale dezvoltării civilizației. Fiecare dintre aceste metale are caracteristici care îi conferă o valoare practică unică. Caracteristicile comune pentru ei sunt conductivitatea termică și electrică ridicată, plasticitatea - capacitatea de a menține integritatea în timpul deformării, luciul metalic.
Lama de damasc care taie prin armura de fier și cel mai moale metal, pe care rămân urme de la cel mai mic impact, au o structură internă similară. Se bazează pe o rețea cristalină, la ale cărei noduri se află atomi cusarcină pozitivă și neutră, între care se află un „gaz de electroni” - particule care au părăsit învelișurile exterioare ale atomilor din cauza unei slăbiri a legăturii cu nucleul. O legătură metalică specială între ionii pozitivi localizați la nodurile rețelei cristaline se realizează datorită forțelor atractive care apar în „gazul de electroni”. Duritatea, densitatea, punctul de topire al metalului depind de concentrația acestui „gaz”.
Criterii de evaluare
Răspunsul la întrebarea care metal este cel mai moale va fi întotdeauna subiect de discuție, cu excepția cazului în care criteriile de evaluare sunt convenite și însuși conceptul de moliciune este definit. Opinia despre această caracteristică a materialului va fi diferită pentru specialiștii din diferite industrii. Un metalurgist poate înțelege ca moliciune o maleabilitate crescută, o tendință de a accepta deformarea din materiale abrazive etc.
Pentru oamenii de știință din materiale, este important să poată compara în mod obiectiv diferitele caracteristici ale substanțelor. Moliciunea ar trebui să aibă, de asemenea, criterii de evaluare general acceptate. Cel mai moale metal din lume ar trebui să aibă indicatori general recunoscuți care să demonstreze caracteristicile sale „record”. Există mai multe metode care urmăresc să măsoare moliciunea diferitelor materiale.
Metode de măsurare
Majoritatea metodelor certificate de măsurare a durității se bazează pe acțiunea de contact asupra materialului testat, măsurată cu instrumente de precizie, de la un corp mai dur numit indentor. În funcție de tipul de indentor și de metodele de măsurare, există mai multe principalemetode:
- metoda Brinell. Se determină diametrul amprentei lăsate de o minge de metal atunci când este presată în suprafața substanței de testat.
- metoda Rockwell. Se măsoară adâncimea adâncirii în suprafața unei bile sau a unui con de diamant.
- metoda Vickers. Se determină aria amprentei lăsată de o piramidă tetraedrică de diamant.
- Duritate Shore. Există cântare pentru materiale foarte dure și foarte moi - se măsoară adâncimea de scufundare a unui ac special sau înălțimea de recul de la suprafața unui percutor special.
Scara de duritate Mohs
Această scară pentru determinarea durității relative a mineralelor și metalelor a fost propusă la începutul secolului al XIX-lea de germanul Friedrich Moos. Se bazează pe metoda de zgâriere, în care o probă mai tare lasă o urmă pe una mai moale și este foarte convenabilă pentru a afla care metal este cel mai moale. În legătură cu 10 minerale de referință, cărora li se atribuie un indice de duritate condiționat, se determină un loc în scară și un indice digital pentru substanța testată. Cel mai moale mineral de referință este talcul. Are o duritate Mohs de 1, iar cel mai dur, diamantul, este de 10.
Evaluarea durității pe scara Mohs se bazează pe principiul „mai moale - mai greu”. Este posibil să se determine exact de câte ori, de exemplu, aluminiul, care are un indice pe scara Mohs de 2,75, este mai moale decât wolfram (6,0), doar cu rezultate de măsurare bazate pe alte metode. Dar pentru a determina cel mai moale metal din tabelul periodic, acest tabel este suficient.
Cele mai moi sunt metalele alcaline
Din scara mineralogica Mohs, se poate observa ca cele mai moi sunt substantele legate de metalele alcaline. Chiar și mercurul, familiar pentru mulți din lichidul dintr-un termometru, are un indice de duritate de 1,5. Mai moale decât el sunt câteva substanțe cu proprietăți fizice, mecanice și chimice similare: litiu (0,6 pe scara Mohs), sodiu (0,5), potasiu. (0, 4), rubidiu (0, 3). Cel mai moale metal este cesiul, care are o scară de duritate Mohs de 0,2.
Proprietățile fizice și chimice ale metalelor alcaline sunt determinate de configurația lor electronică. Diferă doar puțin de structura gazelor inerte. Un electron situat la un nivel de energie extern are mobilitate, ceea ce determină o activitate chimică ridicată. Cele mai moi metale sunt caracterizate de o volatilitate deosebită, sunt greu de extras și păstrate neschimbate. Au interacțiuni chimice violente cu aerul, apa, oxigenul.
Articol 55
Numele „cesium” provine din latinescul caesius – „albastru cer”: în spectrul emis de o substanță foarte fierbinte, sunt vizibile două dungi albastre strălucitoare în domeniul infraroșu. În forma sa pură, reflectă bine lumina, arată ca auriu deschis și are o culoare galben-argintiu. Cesiul este cel mai moale metal din lume, cu un indice de duritate Brinell de 0,15 MN/m2 (0,015 kgf/cm2). Punct de topire: +28,5°C, deci în condiții normale, la temperatura camerei, cesiul este în stare semi-lichidă.
Este rarmetal scump și extrem de reactiv. În electronică, inginerie radio și industria chimică de în altă tehnologie, cesiul și aliajele pe bază de acesta sunt din ce în ce mai utilizate, iar nevoia acestuia este în continuă creștere. Activitatea sa chimică, capacitatea de a forma compuși cu cea mai mare conductivitate electrică sunt solicitate. Cesiul este o componentă importantă în producția de dispozitive optice speciale, lămpi cu proprietăți unice și alte produse de în altă tehnologie. În același timp, moliciunea nu este calitatea sa cea mai căutată.
