Твір-есе з хімії
ДУ «Середня школа №1 м. Рудного»
Твір-есе з хімії
Виконала: Гайсіна Аліна Раїсівна, учениця 10 класу.
Керівник: Нікітенко В.М., учитель хімії.
Історія металів - один із найцікавіших розділів історії матеріальної культури. Метали - це елементи, що виявляють у своїх з'єднаннях лише позитивні ступені окислення, та у простих речовинах, які мають металеві зв'язки. Усі метали є відновниками. Для металів основних підгруп відновна активність (здатність віддавати електрони) зростає зверху донизу і праворуч наліво. На думку багатьох вчених, золото було першим металом, який людство почало використовувати для виготовлення прикрас, предметів домашнього вжитку та релігійного культу.
Хімічні елементи - це елементи, що утворюють у вільному стані прості речовини з металевим зв'язком. Зі 110 відомих хімічних елементів 88-метали і лише 22-неметали. Такі метали, як золото, срібло та мідь, відомі людині з доісторичних часів. У стародавні та середні віки вважали, що існує лише 7 металів (золото, срібло, мідь, олово, свинець, залізо та ртуть). М. В. Ломоносов визначав метал як "світле тіло, яке кувати можна" і відносив до металів золото, срібло, мідь, олово, залізо та свинець А. Лавуазьє в "Початковому курсі хімії" (1789) згадував уже 17 металів. На початку XIX ст. відбулося відкриття платинових металів, а потім лужних, лужноземельних та ряду інших. Тріумфом періодичного закону було відкриття металів, передбачених на його основі Д. І. Менделєєвим, - галію, скандію та германію. У середині XX ст. за допомогою ядерних реакцій були отримані трансуранові елементи - радіоактивні метали, що не існують у природі.
Сучасна металургіяотримує понад 60 металів і на їх основі понад 5000 сплавів. В основі структури металів лежить кристалічна решітка з позитивних іонів, занурена в щільний газ рухомих електронів. Ці електрони компенсують сили електричного відштовхування між позитивними іонами і тим самим пов'язують їх у тверді тіла. Такий тип хімічного зв'язку називають металевим зв'язком. Вона зумовила найважливіші фізичні властивості металів: пластичність, електропровідність, теплопровідність, металевий блиск. Пластичність - це здатність металів змінювати форму при ударі, прокочуватися в тонкі листи і витягуватися в дріт. При цьому відбувається зміщення атомів та іонів кристалічних ґрат, проте зв'язки між ними не розриваються, оскільки відповідно переміщуються і електрони, що утворюють зв'язок. Пластичність металів зменшується у ряді Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn. Fe. Золото, наприклад, можна прокочувати в листи завтовшки до 0,003 мм, які використовують для золочення. посилюються, що ускладнює рух електронів і цим призводить до зменшення електропровідності. При низьких температурах коливальний рух іонів і атомів, навпаки, сильно зменшується, і електропровідність зростає. Поблизу абсолютного нуля електричний опір металів практично відсутній. Найкращий провідник електрики – срібло, за ним йдуть мідь, золото, алюміній, залізо. Також змінюється і теплопровідність металів, яка викликана як високою рухливістю вільних електронів, так і коливальним рухом іонів завдякичому відбувається швидке вирівнювання температури у масі металу. З інших фізичних властивостей металів найбільший практичний інтерес становлять щільність, температура плавлення і твердість. Найлегший з металів – літій (щільність 0,53 г/см3), найважчий – осмій (22,6 г/см3). Метали щільністю менше 5 г/см 3 називаються легкими, інші - важкими. Температури плавлення металів різняться дуже сильно: цезій і галій можна розплавити теплом долонь, а температура плавлення вольфраму +3410 ° С. За звичайних умов єдиний рідкий метал - ртуть. У пароподібному стані всі метали одноатомні, їх кристалічна решітка руйнується. Метали розрізняються за твердістю. Найтвердіший з них – хром – ріже скло, а найм'якіші – калій, рубідій та цезій – легко ріжуться ножем. Міцність, температура плавлення та твердість залежать від міцності металевого зв'язку. Вона особливо велика у важких металів. У техніці сплави на основі заліза, тобто чавун, сталь, а також саме залізо, називають чорними металами, всі інші метали називаються кольоровими. Існують і інші класифікації металів. Хімічні властивості металів визначаються слабким зв'язком валентних електронів з ядром атома. Атоми порівняно легко віддають їх, перетворюючись при цьому на позитивно заряджені іони. Тому метали є добрими відновниками. В цьому їх головна і найбільш загальна хімічна властивість. Очевидно, як відновники метали повинні вступати в реакції з різними окислювачами, серед яких можуть бути прості речовини (неметали), кислоти, солі менш активних металів та деякі інші речовини.
Процес спікання металів - найбільш відповідальний технологічний етап, де потрібний точнийконтроль температури, щоб забезпечити відсутність відкритої пористості та збереження високої коерцитивної сили. Слідом за процесом спікання з метою подальшого збільшення коерцитивної сили проводять термічну обробку. Потім магніти піддають механічній обробці отримання виробів заданих розмірів. Оскільки магніти з рідкісноземельних металів з кобальтом досить крихкі, слід застосовувати шліфування, різання алмазними колами, свердління ультразвуком, електроіскрову обробку. Використовуючи ці метали, легко досягти допусків близько 10 мкм. Потім магніти намагнічують в сильному магнітному полі. Для досягнення максимальної довготривалої стабільності магніти піддають температурної стабілізації. Для мене метали – цікава наукова тема.