Se dig omkring et øjeblik… Hvor mange met alting kan du se? Norm alt, når vi tænker på metaller, tænker vi på stoffer, der er skinnende og holdbare. Men de findes også i vores mad og i vores kroppe. Lad os tage et kig på den komplette liste over metaller kendt af videnskaben, lære deres grundlæggende egenskaber og finde ud af, hvorfor de er så specielle.
Hvad er metaller?
Elementer, der let taber elektroner, som er skinnende (reflekterende), formbare (kan støbes til andre former) og betragtes som gode ledere af varme og elektricitet, kaldes metaller. De er afgørende for vores livsstil, da de ikke kun er en del af strukturer og teknologier, men også essentielle for produktionen af næsten alle varer. Metal er endda i den menneskelige krop. Ser du på en multivitamins ingrediensetiket, vil du se dusinvis af forbindelser på listen.
Du har måske ikke vidst, at elementer som natrium, calcium, magnesium og zink er essentielle forliv, og hvis de er fraværende fra vores kroppe, kan vores helbred være i alvorlig fare. For eksempel er calcium afgørende for sunde knogler, magnesium for stofskiftet. Zink forbedrer immunsystemets funktion, mens jern hjælper blodceller med at transportere ilt gennem hele kroppen. Men metallerne i vores kroppe adskiller sig fra metallet i en ske eller stålbro ved, at de har mistet elektroner. De kaldes kationer.
Metaler har også antibiotiske egenskaber, så gelændere og håndtag på offentlige steder er ofte lavet af disse elementer. Det er kendt, at mange værktøjer er lavet af sølv for at forhindre vækst af bakterier. Kunstige samlinger er lavet af titanlegeringer, som både forhindrer infektion og gør recipienterne stærkere.
Metaller i det periodiske system
Alle grundstoffer i Dmitri Mendeleevs periodiske system er opdelt i to store grupper: metaller og ikke-metaller. Den første er den mest talrige. De fleste grundstoffer er metaller (blå). Ikke-metaller i tabellen er vist på en gul baggrund. Der er også en gruppe af grundstoffer, der er klassificeret som metalloider (rød). Alle metaller er grupperet på venstre side af bordet. Bemærk, at brint er grupperet med metaller i øverste venstre hjørne. På trods af dette betragtes det som ikke-metallisk. Nogle videnskabsmænd har dog en teori om, at der kan være metallisk brint i kernen af planeten Jupiter.
Metal Bonding
Mange af de vidunderlige og nyttige egenskaberEt grundstof har at gøre med, hvordan dets atomer forbinder sig med hinanden. Dette skaber visse forbindelser. Den metalliske interaktion mellem atomer fører til skabelsen af metalliske strukturer. Hver forekomst af dette element i hverdagen, fra en bil til mønter i en lomme, inkluderer en metalforbindelse.
Under denne proces deler metalatomerne deres ydre elektroner jævnt med hinanden. Elektroner, der flyder mellem positivt ladede ioner, overfører let varme og elektricitet, hvilket gør disse elementer til så gode ledere af varme og elektricitet. Kobberledninger bruges til strømforsyning.
Reaktioner af metaller
Reaktivitet refererer til et grundstofs tendens til at reagere med kemikalier i dets miljø. Hun er anderledes. Nogle metaller, såsom kalium og natrium (i kolonne 1 og 2 i det periodiske system), reagerer let med mange forskellige kemikalier og findes sjældent i deres rene, elementære form. Begge eksisterer norm alt kun i forbindelser (bundet til et eller flere andre grundstoffer) eller som ioner (en ladet version af deres grundstofform).
På den anden side er der andre metaller, de kaldes også smykker. Guld, sølv og platin er ikke særlig reaktive og forekommer norm alt i deres rene form. Disse metaller mister elektroner lettere end ikke-metaller, men ikke så let som reaktive metaller såsom natrium. Platin relativtikke-reaktiv og meget modstandsdygtig over for reaktioner med oxygen.
Elementegenskaber
Da du studerede alfabetet i folkeskolen, opdagede du, at alle bogstaver har deres eget unikke sæt egenskaber. For eksempel havde nogle lige linjer, nogle havde kurver, og andre havde begge typer linjer. Det samme kan siges om elementerne. Hver af dem har et unikt sæt fysiske og kemiske egenskaber. Fysiske egenskaber er egenskaber, der er iboende i visse stoffer. Skinnende eller ej, hvor godt leder den varme og elektricitet, ved hvilken temperatur smelter den, hvor tæt er den.
Kemiske egenskaber omfatter de kvaliteter, der observeres, når de reagerer på eksponering for ilt, hvis de brænder (hvor svært vil det være for dem at fastholde deres elektroner under en kemisk reaktion). Forskellige elementer kan dele fælles egenskaber. For eksempel er jern og kobber begge elementer, der leder elektricitet. De har dog ikke de samme egenskaber. Når jern f.eks. udsættes for fugtig luft, ruster det, men når kobber udsættes for de samme forhold, får det en bestemt grøn belægning. Derfor er Frihedsgudinden grøn og ikke rusten. Den er lavet af kobber, ikke jern).
Organisation af grundstoffer: metaller og ikke-metaller
Det faktum, at elementerne har nogle fælles og unikke egenskaber, gør, at de kan sorteres i et flot, pænt diagram, derkaldet det periodiske system. Den organiserer grundstoffer baseret på deres atomnummer og egenskaber. Så i det periodiske system finder vi elementer grupperet sammen, der har fælles egenskaber. Jern og kobber er tæt på hinanden, begge er metaller. Jern er angivet med symbolet "Fe", og kobber er angivet med symbolet "Cu".
De fleste af grundstofferne i det periodiske system er metaller, og de har en tendens til at være på venstre side af tabellen. De er grupperet sammen, fordi de har visse fysiske og kemiske egenskaber. For eksempel er metaller tætte, skinnende, de er gode ledere af varme og elektricitet, og de mister let elektroner i kemiske reaktioner. I modsætning hertil har ikke-metaller modsatte egenskaber. De er ikke tætte, leder ikke varme og elektricitet og har en tendens til at få elektroner i stedet for at give dem væk. Når vi ser på det periodiske system, ser vi, at de fleste ikke-metaller er grupperet til højre. Disse er grundstoffer som helium, kulstof, nitrogen og oxygen.
Hvad er tungmetaller?
Listen over metaller er ret talrig. Nogle af dem kan ophobes i kroppen og ikke gøre skade, såsom naturligt strontium (formel Sr), som er en analog af calcium, da det produktivt aflejres i knoglevæv. Hvilke af dem kaldes tunge og hvorfor? Overvej fire eksempler: bly, kobber, kviksølv og arsen.
Hvor er disse elementer placeret, og hvordan påvirker de miljøet og menneskers sundhed? Tungmetaller er metalliske, naturligt forekommende forbindelser, som har en meget høj densitet sammenlignet med andre metaller - mindst fem gange densiteten af vand. De er giftige for mennesker. Selv små doser kan føre til alvorlige konsekvenser.
- Bly. Det er et tungmetal, der er giftigt for mennesker, især børn. Forgiftning med dette stof kan føre til neurologiske problemer. Selvom det engang var meget attraktivt på grund af dets fleksibilitet, høje tæthed og evne til at absorbere skadelig stråling, er bly blevet udfaset på mange måder. Dette bløde, sølvfarvede metal, der findes på Jorden, er farligt for mennesker og ophobes i kroppen over tid. Det værste er, at man ikke kan slippe af med det. Det sidder der, samler sig og forgifter gradvist kroppen. Bly er giftigt for nervesystemet og kan forårsage alvorlig hjerneskade hos børn. Det blev meget brugt i 1800-tallet til at skabe makeup og blev indtil 1978 brugt som en af ingredienserne i hårfarve. I dag bruges bly primært i store batterier, som røntgenskærme eller som isolering for radioaktivt materiale.
- Kobber. Det er et rødbrunt heavy metal, der har mange anvendelsesmuligheder. Kobber er stadig en af de bedste ledere af elektricitet og varme, og mange elektriske ledninger er lavet af dette metal og dækket af plastik. Mønter, for det meste småpenge, er også lavet af dette element i det periodiske system. Akut kobberforgiftning er sjælden, men ligesom bly kan det ophobes i væv, hvilket i sidste ende fører til toksicitet. Personer, der udsættes for store mængder kobber eller kobberstøv, er også i fare.
- Mercury. Dette metal er giftigt i enhver form og kan endda absorberes af huden. Dets unikke ligger i, at det er flydende ved stuetemperatur, det kaldes nogle gange "hurtigt sølv". Det kan ses i et termometer, fordi det som væske absorberer varme og ændrer volumen med selv den mindste temperaturforskel. Dette gør det muligt for kviksølvet at stige eller falde i glasrøret. Da dette stof er et kraftigt neurotoksin, skifter mange virksomheder til rødfarvede alkoholtermometre.
- Arsenik. Fra romertiden og frem til den victorianske æra blev arsen betragtet som "giftens konge" og også "kongers gift". Historien er fyldt med utallige eksempler på, at både kongelige og almindelige mennesker har begået mord for personlig vinding ved at bruge arsenforbindelser, der var lugtløse, farveløse og smagløse. På trods af alle de negative påvirkninger har denne metalloid også sine anvendelser, selv i medicin. For eksempel er arsentrioxid et meget effektivt lægemiddel, der bruges til at behandle mennesker med akut promyelocytisk leukæmi.
Hvad er et ædelmetal?
Ædelmetal er et metal, derkan være sjælden eller svær at få, og økonomisk meget værdifuld. Hvad er listen over ædle metaller? Der er tre i alt:
- Platin. På trods af sin ildfasthed bruges den i smykker, elektronik, biler, kemiske processer og endda medicin.
- Guld. Dette ædle metal bruges til at lave smykker og guldmønter. Det har dog mange andre anvendelser. Det bruges i medicin, fremstilling og laboratorieudstyr.
- Sølv. Dette ædle metal er sølvhvid i farven og er meget formbart. i sin rene form er den ret tung, den er lettere end bly, men tungere end kobber.
Metaller: typer og egenskaber
De fleste grundstoffer kan betragtes som metaller. De er grupperet i midten på venstre side af bordet. Metaller er alkali, jordalkali, transition, lanthanider og actinider.
De har alle et par ting til fælles, disse er:
- fast ved stuetemperatur (ekskl. kviksølv);
- norm alt skinnende;
- højt smeltepunkt;
- god leder af varme og elektricitet;
- lav ioniseringskapacitet;
- lav elektronegativitet;
- bøjelig (i stand til at tage en given form);
- plastik (kan trækkes ind i tråd);
- høj tæthed;
- et stof, der taber elektroner i reaktioner.
Liste over metaller kendt af videnskaben
- lithium;
- beryllium;
- natrium;
- magnesium;
- aluminium;
- kalium;
- calcium;
- scandium;
- titanium;
- vanadium;
- chrome;
- mangan;
- jern;
- kobolt;
- nikkel;
- kobber;
- zink;
- gallium;
- rubidium;
- strontium;
- yttrium;
- zirkonium;
- niobium;
- molybdæn;
- technetium;
- ruthenium;
- rhodium;
- palladium;
- sølv;
- cadmium;
- indium;
- copernicus;
- cesium;
- barium;
- tin;
- jern;
- bismuth;
- lead;
- mercury;
- wolfram;
- guld;
- platin;
- osmium;
- hafnium;
- germanium;
- iridium;
- niobium;
- rhenium;
- antimon;
- thallium;
- tantal;
- fransk;
- livermorium.
I alt kendes omkring 105 kemiske grundstoffer, hvoraf de fleste er metaller. Sidstnævnte er et meget almindeligt grundstof i naturen, som forekommer både i ren form og som en del af forskellige forbindelser.
Metaller forekommer i jordens tarme, de kan findes i forskellige vandområder, i sammensætningen af dyrs og menneskers kroppe, i planter og endda i atmosfæren. I det periodiske system er de placeret startende med lithium (et metal med formlen Li) ogender med livermorium (Lv). Bordet bliver ved med at blive fyldt op med nye elementer, og for det meste er disse metaller.
