Властивості металів: хімічні, фізичні, технологічні

Не секрет, що всі речовини в природі діляться на три стани: твердий, рідкий і газоподібний. А тверді речовини в свою чергу діляться на метали і неметали, поділ цей знайшов своє відображення і в таблиці хімічних елементів великого хіміка Д. І. Менделєєва. Наша сьогоднішня стаття про метали, що займають важливе місце, як в хімії, так і в багатьох інших сферах нашого життя.

Хімічні властивості

Всі ми, так чи інакше, але стикаємося з хімією в нашому повсякденному житті. Наприклад, під час приготування їжі, розчинення кухонної солі у воді є найпростішою хімічною реакцією. Вступають у різноманітні хімічні реакції і метали, а їх здатність реагувати з іншими речовинами це і є їх хімічні властивості.

Серед основних хімічних властивостей або якостей металів можна виділити їх окислюваність та корозійну стійкість. Реагуючи з киснем, метали утворюють плівку, тобто проявляють окислюваність.

Аналогічним чином відбувається і корозія металів – їх повільне руйнування через хімічну або електрохімічноу взаємодії. Здатність металів протистояти корозії називається їх корозійною стійкістю.

Фізичні властивості

Серед основних загальних фізичних властивостей металів можна виділити:

• Плавлення.
• Щільність.
• Теплопровідність.
• Теплове розширення.
• Електропровідність.

Важливим фізичним параметром металу є його щільність або питома вага. Що це таке? Щільність металу – це кількість речовини, яка міститься в одиниці об’єму матеріалу. Чим менше щільність, тим метал більш легкий. Легкими металами є: алюміній, магній, титан, олово. До важких відносяться такі метали як хром, марганець, залізо, кобальт, олово, вольфрам і т. д. (в цілому їх є більше 40 видів).

Здатність металу переходити з твердого стану в рідкий, іменується плавленням. Різні метали мають різні температури плавлення.

Швидкість, з якою в металі проводиться тепло при нагріванні, називається теплопровідністю металу. І в порівнянні з іншими матеріалами всі метали відрізняються високою теплопровідністю, кажучи по-простому, вони швидко нагріваються.

Крім теплопровідності всі метали проводять електричний струм, правда, деякі роблять це краще, а деякі гірше (це залежить від будови кристалічної решітки того чи іншого металу). Здатність металу проводити електричний струм називається електропровідністю. Метали, що володіють відмінною електропровідністю, це золото, алюміній і залізо, саме тому їх часто використовують в електротехнічній промисловості та приладобудуванні.

Механічні властивості

Основними механічними властивостями металів є їх твердість, пружність, міцність, в’язкість та пластичність.

При зіткненні двох металів можуть утворитися мікро вм’ятини, але більш твердий метал здатний сильніше протистояти ударам. Така опірність поверхні металу ударам ззовні і є його твердість.

Чим же твердість металу відрізняється від його міцності. Міцність, це здатність металу протистояти руйнуванню під дією будь-яких інших зовнішніх сил.

Під пружністю металу розуміється його здатність повертати первісну форму і розмір, після того як навантаження, що викликало деформацію металу усунене.

Здатність металу змінювати форму під зовнішнім впливом називається пластичністю.

Технологічні властивості

Технологічні властивості металів і сплавів важливі в першу чергу при їх виробництві, так як від них залежить здатність піддаватися різним видам обробки з метою створення різноманітних виробів.

Серед основних технологічних властивостей можна виділити:

• Ковкість.
• Плинність.
• Зварюваність.
• Проколюваність.
• Обробка різанням.

Під ковкістю розуміється здатність металу змінювати форму в нагрітому і холодному станах. Ковкість металу, була відкрита ще в глибоку давнину, так ковалі, які займаються обробкою металевих виробів, перетворенням їх у мечі або лемеші (залежно від потреби) протягом багатьох століть та історичних епох були однією з найвпливовіших і затребуваних професій.

Здатність двох металевих сплавів при нагріванні з’єднуватися один з одним називають зварюваністю.

Плинність металу теж дуже важлива, вона визначає здатність розплавленого металу розтікатися по заготовленій формі.

Властивість металу гартуватися називається проколюваністю.

Цікаві факти

• Самим твердим металом на Землі є хром. Цей блакитно-білий метал був відкритий в 1766 році під Єкатеринбургом.
• І навпаки, найбільш м’якими металами є алюміній, срібло та мідь. Завдяки своїй м’якості вони знайшли широке застосування в різних областях, наприклад, в електроапаратобудуванні.
• Золото – яке протягом століть було самим дорогоцінним металом має і ще одну цікаву властивість – це самий пластичний метал на Землі, що володіє до того ж відмінною тягучістю та ковкістю. Також золото не окислюється при нормальній температурі (для цього його треба нагріти до 100С), володіє високою теплопровідністю і вологостійкістю. Напевно всі ці фізичні характеристики роблять справжнє золото таким цінним.
• Ртуть – унікальний метал, перш за все тим, що він єдиний з металів, що має рідку форму. Причому в природних умовах ртуті в твердому вигляді не існує, оскільки її температура плавлення -38С, тобто в твердому стані вона може існувати в місцях, де просто таки дуже холодно. А при кімнатній температурі 18С ртуть починає випаровуватися.
• Вольфрам цікавий тим, що це найбільш тугоплавкий метал у світі, щоб він почав плавитися потрібна температура 3420С. Саме з цієї причини в електричних лампочках нитки розжарювання, що приймають основний тепловий удар, виготовлені з вольфраму.

Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка

При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.

Сторінка про автора