«Մետաղ»–ի խմբագրումների տարբերություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Content deleted Content added
չ clean up, փոխարինվեց: : → ։ (61), → (4) oգտվելով ԱՎԲ
Տող 3. Տող 3.


== Բնության մեջ ==
== Բնության մեջ ==
Մետաղների մեծ մասը հանդիպում է [[բնություն|բնության]] մեջ [[քիմիական միացություն|միացությունների]] և [[հանքաքար]]երի ձևով: Նրանք կազմում են [[օքսիդ]]ներ, [[սուլֆիդ]]ներ, [[կարբոնատ]]ներ և այլ [[քիմիա]]կան միացություններ: Մաքուր մետաղների ստացման և հետագա օգտագործման համար անհրաժեշտ է դրանց զատել հանքաքարից և զտել: Անհրաժեշտության դեպքում կատարվում է մետաղների [[լեգիրացում]] և/կամ այլ մշակում: Դրա ուսումնասիրությամբ զբաղվում է [[մետալուրգիա]] կոչվող [[գիտություն]]ը: Այն տարբերում է սև ([[երկաթ]]ի հիմքով) և գունավոր (դրանց բաղադրության մեջ չի մտնում երկաթը, շուրջ 70 տարր) մետաղների համաձուլվածքները: [[Ոսկի]]ն, [[արծաթ]]ը և [[պլատին]]ը դասվում են թանկարժեք (ազնիվ) մետաղների շարքին: Բացի այդ, փոքր քանակությամբ մետաղներ առկա են նաև [[ծով]]ի [[ջուր|ջրում]], [[բույս]]երում, կենդանի [[օրգանիզմ]]ներում, որոնք կարևոր նշանակություն ունեն օրգանական աշխարհի ձևավորման և գոյատևման գործընթացներում:
Մետաղների մեծ մասը հանդիպում է [[բնություն|բնության]] մեջ [[քիմիական միացություն|միացությունների]] և [[հանքաքար]]երի ձևով։ Նրանք կազմում են [[օքսիդ]]ներ, [[սուլֆիդ]]ներ, [[կարբոնատ]]ներ և այլ [[քիմիա]]կան միացություններ։ Մաքուր մետաղների ստացման և հետագա օգտագործման համար անհրաժեշտ է դրանց զատել հանքաքարից և զտել։ Անհրաժեշտության դեպքում կատարվում է մետաղների [[լեգիրացում]] և/կամ այլ մշակում։ Դրա ուսումնասիրությամբ զբաղվում է [[մետալուրգիա]] կոչվող [[գիտություն]]ը։ Այն տարբերում է սև ([[երկաթ]]ի հիմքով) և գունավոր (դրանց բաղադրության մեջ չի մտնում երկաթը, շուրջ 70 տարր) մետաղների համաձուլվածքները։ [[Ոսկի]]ն, [[արծաթ]]ը և [[պլատին]]ը դասվում են թանկարժեք (ազնիվ) մետաղների շարքին։ Բացի այդ, փոքր քանակությամբ մետաղներ առկա են նաև [[ծով]]ի [[ջուր|ջրում]], [[բույս]]երում, կենդանի [[օրգանիզմ]]ներում, որոնք կարևոր նշանակություն ունեն օրգանական աշխարհի ձևավորման և գոյատևման գործընթացներում։


Հայտնի է, որ մարդու օրգանիզմի 3%-ը կազմված է մետաղներից:<ref>[http://n-t.ru/ri/kk/hm16.htm Յուրի Կուշկին «Մեզ շրջապատող քիմիան»]</ref> Մեր [[բջիջ]]ներում ամենաշատը առկա են [[կալցիում]]ը ([[ոսկոր]]ներում) և [[նատրիում]]ը, որը [[միջբջջային հեղուկ]]ում և [[ցիտոպլազմա]]յում [[էլեկտրոլիտ]]ի դեր է կատարում: [[Մագնեզիում]]ը կուտակվում է [[մկանային համակարգ|մկանային]] հյուսվածքներում և [[նյարդային բջիջ]]ներում, [[պղինձ]]ը՝ [[լյարդ]]ում, [[երկաթ]]ը՝ [[արյուն|արյան]] կարմիր գնդիկների մեջ (կարմիր գույնը պայմանավորված է հենց երկաթի առկայությամբ):
Հայտնի է, որ մարդու օրգանիզմի 3%-ը կազմված է մետաղներից։<ref>[http://n-t.ru/ri/kk/hm16.htm Յուրի Կուշկին «Մեզ շրջապատող քիմիան»]</ref> Մեր [[բջիջ]]ներում ամենաշատը առկա են [[կալցիում]]ը ([[ոսկոր]]ներում) և [[նատրիում]]ը, որը [[միջբջջային հեղուկ]]ում և [[ցիտոպլազմա]]յում [[էլեկտրոլիտ]]ի դեր է կատարում։ [[Մագնեզիում]]ը կուտակվում է [[մկանային համակարգ|մկանային]] հյուսվածքներում և [[նյարդային բջիջ]]ներում, [[պղինձ]]ը՝ [[լյարդ]]ում, [[երկաթ]]ը՝ [[արյուն|արյան]] կարմիր գնդիկների մեջ (կարմիր գույնը պայմանավորված է հենց երկաթի առկայությամբ)։


== Արդյունահանումը ==
== Արդյունահանումը ==
[[File:Geode mineral of brasil.png|thumb|Մետաղի հանքաքար]]
[[File:Geode mineral of brasil.png|thumb|Մետաղի հանքաքար]]
Մետաղները հաճախ հողից ստացվում են [[հանքային արդյունաբերություն|հանքային արդյունաբերության]] միջոցով, արդյունքը՝ ստացված հանքաքարերը, ծառայում են որպես անհրաժեշտ [[տարր]]երի համեմատաբար հարուստ աղբյուր: Հանքաքարերի գտնվելու վայրը պարզելու համար օգտագործվում են հատուկ հետազոտական մեթոդներ, որոնք մեջ են մտնում հանքաքարերի հանքատեղերի հետախուզությունը: [[Հանքատեղ]]երը, որպես կանոն, բաժանվում են [[քարահանք]]երի (հանքաքարերի մշակումը մակերևույթին), որտեղ հանույթը կատարվում է [[բնահող]]ի դուրսբերումով, որն ուղեկցվում է [[ծանր տեխնիկա]]յով, ինչպես նաև՝ [[ստորգետնյա հանքահոր]]երի:
Մետաղները հաճախ հողից ստացվում են [[հանքային արդյունաբերություն|հանքային արդյունաբերության]] միջոցով, արդյունքը՝ ստացված հանքաքարերը, ծառայում են որպես անհրաժեշտ [[տարր]]երի համեմատաբար հարուստ աղբյուր։ Հանքաքարերի գտնվելու վայրը պարզելու համար օգտագործվում են հատուկ հետազոտական մեթոդներ, որոնք մեջ են մտնում հանքաքարերի հանքատեղերի հետախուզությունը։ [[Հանքատեղ]]երը, որպես կանոն, բաժանվում են [[քարահանք]]երի (հանքաքարերի մշակումը մակերևույթին), որտեղ հանույթը կատարվում է [[բնահող]]ի դուրսբերումով, որն ուղեկցվում է [[ծանր տեխնիկա]]յով, ինչպես նաև՝ [[ստորգետնյա հանքահոր]]երի։


Մետաղները դուրս են բերվում արդյունահանանված հանքաքարերից, որպես կանոն, քիմիական կամ էլեկտրոլիտիկ վերականգնման միջոցով: Հրամետաղագործության մեջ հրաքարից մետաղի հումքի փոխակերպման համար կիրառվում է բարձր ջերմաստիճանը, հիդրոմետաղագործության մեջ նույն նպատակներով օգտածործվում է [[ջրային քիմիա]]ն: Կիրառված մեթոդը կախված է մետաղի տեսակից և աղտոտվածության տիպից:
Մետաղները դուրս են բերվում արդյունահանանված հանքաքարերից, որպես կանոն, քիմիական կամ էլեկտրոլիտիկ վերականգնման միջոցով։ Հրամետաղագործության մեջ հրաքարից մետաղի հումքի փոխակերպման համար կիրառվում է բարձր ջերմաստիճանը, հիդրոմետաղագործության մեջ նույն նպատակներով օգտածործվում է [[ջրային քիմիա]]ն։ Կիրառված մեթոդը կախված է մետաղի տեսակից և աղտոտվածության տիպից։


Երբ մետաղի հանքաքարը հանդիսանում է մետաղի և ոչ մետաղի [[իոնական միացություն]], մաքուր մետաղի դուրսբերման համար այդ սովորաբար ենթարկվում է [[հալեցում|հալեցման]]՝ տաքացում, որն ուղեկցվում է վերականգնմամբ: Շատ տարածված մետաղներ, ինչպիսին է օրինակ [[երկաթ]]ը, հալեցվում են, կիրառելով [[ածխածին]], որպես վերականգնող: Մի շարք մետաղներ, ինչպիսիք են [[ալյումին]]ն ու [[նատրիում]]ը, չունեն ոչ մի տնտեսապես արդարացված վերականգնող և արդյունահանվում են [[էլեկտրոլիզ]]ի միջոցով:<ref name="losal">{{ref-en}} {{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/11.shtml|title=Los Alamos National Laboratory – Sodium|archiveurl=http://www.webcitation.org/69fbIIDQN|archivedate=2012-08-04}}</ref><ref>{{ref-en}} {{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/13.shtml|title=Los Alamos National Laboratory – Aluminum|archiveurl=http://www.webcitation.org/69fbIm7Or|archivedate=2012-08-04}}</ref>
Երբ մետաղի հանքաքարը հանդիսանում է մետաղի և ոչ մետաղի [[իոնական միացություն]], մաքուր մետաղի դուրսբերման համար այդ սովորաբար ենթարկվում է [[հալեցում|հալեցման]]՝ տաքացում, որն ուղեկցվում է վերականգնմամբ։ Շատ տարածված մետաղներ, ինչպիսին է օրինակ [[երկաթ]]ը, հալեցվում են, կիրառելով [[ածխածին]], որպես վերականգնող։ Մի շարք մետաղներ, ինչպիսիք են [[ալյումին]]ն ու [[նատրիում]]ը, չունեն ոչ մի տնտեսապես արդարացված վերականգնող և արդյունահանվում են [[էլեկտրոլիզ]]ի միջոցով։<ref name="losal">{{ref-en}} {{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/11.shtml|title=Los Alamos National Laboratory – Sodium|archiveurl=http://www.webcitation.org/69fbIIDQN|archivedate=2012-08-04}}</ref><ref>{{ref-en}} {{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/13.shtml|title=Los Alamos National Laboratory – Aluminum|archiveurl=http://www.webcitation.org/69fbIm7Or|archivedate=2012-08-04}}</ref>


[[Սուլֆիդ]]ային հանքաքարերը չեն բարելավվում մինչև մաքուր մետաղի ստացումը, բայց այրվում են օդում՝ օքսիդի վերածման նպատակով:
[[Սուլֆիդ]]ային հանքաքարերը չեն բարելավվում մինչև մաքուր մետաղի ստացումը, բայց այրվում են օդում՝ օքսիդի վերածման նպատակով։


== Մետաղների հատկությունները ==
== Մետաղների հատկությունները ==
Տող 31. Տող 31.
[[File:Barium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg|thumb|400px|[[Բարիում]]]]
[[File:Barium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg|thumb|400px|[[Բարիում]]]]
[[File:Aluminium bar surface etched.jpg|thumb|400px|[[Ալյումին]]]]
[[File:Aluminium bar surface etched.jpg|thumb|400px|[[Ալյումին]]]]
Բոլոր մետաղները (բացի սնդիկից և պայմանականորեն ֆրանսիումից) [[սովորական պայմաններ]]ում գտնվում են [[Պինդ մարմին|պինդ ագրեգատային վիճակ]]ում, սակայն ունեն տարբեր [[կարծրություն]]: Ստորև ներկայացված են մի շարք մետաղների կարծրությունները՝ ըստ [[Մոոսի շարք]]ի.
Բոլոր մետաղները (բացի սնդիկից և պայմանականորեն ֆրանսիումից) [[սովորական պայմաններ]]ում գտնվում են [[Պինդ մարմին|պինդ ագրեգատային վիճակ]]ում, սակայն ունեն տարբեր [[կարծրություն]]։ Ստորև ներկայացված են մի շարք մետաղների կարծրությունները՝ ըստ [[Մոոսի շարք]]ի.


Մաքուր մետաղների հալման ջերմաստիճանը տատանվում է -39<sup>о</sup>С-ից ([[սնդիկ]]) 3410<sup>о</sup> С միջակայքում ([[Վոլֆրամ]]): Մետաղների մեծամասնության [[հալման ջերմաստիճան]]ը ([[ալկալիական մետաղներ]]ից բացի) բարձր է, սակայն որոշ «նորմալ» մետաղները, ինչպիսիք են օրինակ [[անագ]]ն ու [[կապար]]ը, կարելի է հալեցնել հասարակ էլեկտրական կամ [[գազ]]ային [[վառարան]]ի վրա:
Մաքուր մետաղների հալման ջերմաստիճանը տատանվում է -39<sup>о</sup>С-ից ([[սնդիկ]]) 3410<sup>о</sup> С միջակայքում ([[Վոլֆրամ]])։ Մետաղների մեծամասնության [[հալման ջերմաստիճան]]ը ([[ալկալիական մետաղներ]]ից բացի) բարձր է, սակայն որոշ «նորմալ» մետաղները, ինչպիսիք են օրինակ [[անագ]]ն ու [[կապար]]ը, կարելի է հալեցնել հասարակ էլեկտրական կամ [[գազ]]ային [[վառարան]]ի վրա։


Կախված [[խտություն]]ից՝ մետաղները լինում են թեթև (խտությունը 0,53 ÷ 5 գ/սմ<sup>3</sup>) և ծանր (5 ÷ 22,5 գ/սմ³): Ամենաթեթև մետաղն է [[լիթիում]]ը ( խտությունը 0.53 գ/սմ³): Ամենածանր մետաղը ներկա պահին անվանել հնարավոր չէ, քանի որ ամենածանր մետաղների՝ [[օսմիում]]ի և [[իրիդիում]]ի, խտությունները գրեթե հավասար են (մոտ 22.6 գ/սմ³ — ճիշտ 2 անգամ ավելի, քան [[կապար]]ի խտությունն է), իսկ դրանց ստույգ խտության հաշվումը չափազանց դժվար է՝ դրա համար անհրաժեշտ է լրիվ մաքրել մետաղը, քանի որ յուրաքանչյուր խառնուրդ ցածրացնում է դրանց խտությունը:
Կախված [[խտություն]]ից՝ մետաղները լինում են թեթև (խտությունը 0,53 ÷ 5 գ/սմ<sup>3</sup>) և ծանր (5 ÷ 22,5 գ/սմ³)։ Ամենաթեթև մետաղն է [[լիթիում]]ը ( խտությունը 0.53 գ/սմ³)։ Ամենածանր մետաղը ներկա պահին անվանել հնարավոր չէ, քանի որ ամենածանր մետաղների՝ [[օսմիում]]ի և [[իրիդիում]]ի, խտությունները գրեթե հավասար են (մոտ 22.6 գ/սմ³ — ճիշտ 2 անգամ ավելի, քան [[կապար]]ի խտությունն է), իսկ դրանց ստույգ խտության հաշվումը չափազանց դժվար է՝ դրա համար անհրաժեշտ է լրիվ մաքրել մետաղը, քանի որ յուրաքանչյուր խառնուրդ ցածրացնում է դրանց խտությունը։


Մետաղների մեծամասնությունը [[պլաստիկ]] է, այսինքն մետաղյա լարը կարելի է թեքել, և այն չի կոտրվի: Սա տեղի է ունենում մետաղների [[ատոմ]]ների շերտերի՝ առանց նրանց միջև կապի խախտման տեղաշարժերի պատճառով: Ամենապլաստիկ մետաղներն են [[ոսկի]]ն, [[երկաթ]]ն ու [[պղինձ]]ը: Ոսկուց կարելի է պատրաստել 0.003 մմ հաստությամբ թիթեղ, որը կիրառվում է իրեղենի ոսկեպատման համար: Սակայն ոչ բոլոր մետաղներն են պլաստիկ: [[Ցինկ]]ի և [[անագ]]ի լարը ճռթճռթում է՝ այն թեքելիս, [[մանգան]]ն ու [[բիսմութ]]ը, դեֆորմացիայի ենթարկվելիս, գրեթե ընդհանրապես չեն թեքվում, այլ միանգամից կոտրվում են:
Մետաղների մեծամասնությունը [[պլաստիկ]] է, այսինքն մետաղյա լարը կարելի է թեքել, և այն չի կոտրվի։ Սա տեղի է ունենում մետաղների [[ատոմ]]ների շերտերի՝ առանց նրանց միջև կապի խախտման տեղաշարժերի պատճառով։ Ամենապլաստիկ մետաղներն են [[ոսկի]]ն, [[երկաթ]]ն ու [[պղինձ]]ը։ Ոսկուց կարելի է պատրաստել 0.003 մմ հաստությամբ թիթեղ, որը կիրառվում է իրեղենի ոսկեպատման համար։ Սակայն ոչ բոլոր մետաղներն են պլաստիկ։ [[Ցինկ]]ի և [[անագ]]ի լարը ճռթճռթում է՝ այն թեքելիս, [[մանգան]]ն ու [[բիսմութ]]ը, դեֆորմացիայի ենթարկվելիս, գրեթե ընդհանրապես չեն թեքվում, այլ միանգամից կոտրվում են։


Պլաստիկությունը կախված է նաև մետաղի մաքրությունից. այդպես՝ շատ մաքուր [[քրոմ]]ը բավականին պլաստիկ է, սակայն դրանում չնչին խառնուրդի դեպքում, այն դառնում է փխրուն և ավելի կարծր: Որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին, [[արծաթ]]ը, կապարը, [[ալյումին]]ը, օսմիումը, կարող են միաձուլվել իրար հետ, սակայն դա կխլի տասնյակ տարիներ:
Պլաստիկությունը կախված է նաև մետաղի մաքրությունից. այդպես՝ շատ մաքուր [[քրոմ]]ը բավականին պլաստիկ է, սակայն դրանում չնչին խառնուրդի դեպքում, այն դառնում է փխրուն և ավելի կարծր։ Որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին, [[արծաթ]]ը, կապարը, [[ալյումին]]ը, օսմիումը, կարող են միաձուլվել իրար հետ, սակայն դա կխլի տասնյակ տարիներ։


Բոլոր մետաղները [[էլեկտրական հոսանք]]ի լավ [[հաղորդիչ]]ներ են, սա պայմանավորված է դրանց [[բյուրեղ]]ային ցանցում առկա շարժուն [[էլեկտրոն]]ներով, որոնք շարժվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ: [[Արծաթ]]ը, [[պղինձ]]ն ու [[ալյումին]]ը ունեն ամենաբարձր [[էլեկտրահաղորդականություն]]ը, որի պատճառով վերջին երկուսը հաճախակի օգտագործվում են [[հաղորդալար]]երի պատրաստման համար: Բարձր էլեկտրահաղորդականություն ունի նաև [[նատրիում]]ը: Փորձարարական տեխնիկայում հայտնի են նատրիումային էլեկտրահաղորդալարերի՝ նատրիումով լցված չժանգոտվող պողպատից խողովակների, կիրառման փորձեր: Նատրիումի ցածր տեսակարար զանգվածի շնորհիվ, հավասարաչափ դիմադրության դեպքում նատրիումային լարերը ստացվում են պղնձյա և նույնիսկ ալյումինե լարերից զգալիորեն թեթև:
Բոլոր մետաղները [[էլեկտրական հոսանք]]ի լավ [[հաղորդիչ]]ներ են, սա պայմանավորված է դրանց [[բյուրեղ]]ային ցանցում առկա շարժուն [[էլեկտրոն]]ներով, որոնք շարժվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ [[Արծաթ]]ը, [[պղինձ]]ն ու [[ալյումին]]ը ունեն ամենաբարձր [[էլեկտրահաղորդականություն]]ը, որի պատճառով վերջին երկուսը հաճախակի օգտագործվում են [[հաղորդալար]]երի պատրաստման համար։ Բարձր էլեկտրահաղորդականություն ունի նաև [[նատրիում]]ը։ Փորձարարական տեխնիկայում հայտնի են նատրիումային էլեկտրահաղորդալարերի՝ նատրիումով լցված չժանգոտվող պողպատից խողովակների, կիրառման փորձեր։ Նատրիումի ցածր տեսակարար զանգվածի շնորհիվ, հավասարաչափ դիմադրության դեպքում նատրիումային լարերը ստացվում են պղնձյա և նույնիսկ ալյումինե լարերից զգալիորեն թեթև։


Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը նույնպես կախված է ազատ էլեկտրոնների շարժունակությունից: Այդ պատճառով [[ջերմահաղորդականություն|ջերմահաղորդականության]] շարքը նման է էլեկտրահաղորդականության շարքին, ուստի ջերմության, ինչպես նաև էլեկտրական հոսանքի ամենալավ հաղորդիչը հանդիսանում է [[արծաթ]]ը: Նատրիումը նույնպես կիրառվում է, որպես ջերմության լավ հաղորդիչ: Լայն տարածված է նատրիումի օգտագործումը օրինակ ավտոմոբիլային շարժիչների կափույրների սառեցման և բարելավման համար:
Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը նույնպես կախված է ազատ էլեկտրոնների շարժունակությունից։ Այդ պատճառով [[ջերմահաղորդականություն|ջերմահաղորդականության]] շարքը նման է էլեկտրահաղորդականության շարքին, ուստի ջերմության, ինչպես նաև էլեկտրական հոսանքի ամենալավ հաղորդիչը հանդիսանում է [[արծաթ]]ը։ Նատրիումը նույնպես կիրառվում է, որպես ջերմության լավ հաղորդիչ։ Լայն տարածված է նատրիումի օգտագործումը օրինակ ավտոմոբիլային շարժիչների կափույրների սառեցման և բարելավման համար։


Մետաղների մեծամասնության գույնը գրեթե նունն է՝ բաց մոխրագույն՝ երկնագույն երանգով: Ոսկին, պղինձն ու ցեզիումը համապատասխանաբար դեղին, կարմիր և բաց դեղին գույնի են:
Մետաղների մեծամասնության գույնը գրեթե նունն է՝ բաց մոխրագույն՝ երկնագույն երանգով։ Ոսկին, պղինձն ու ցեզիումը համապատասխանաբար դեղին, կարմիր և բաց դեղին գույնի են։


=== Մետաղների աղյուսակ ըստ կարծրության ===
=== Մետաղների աղյուսակ ըստ կարծրության ===
Ստորև աղյուսակի տեսքով ներկայացվում է որոշ մետաղների կարծրությունը ըստ Մոսսի սանդղակի<ref>{{գիրք | հեղինակ = Պովարեննիխ Ա. Ս. |վերնագիր = Միներալների կարծրություն | բնօրինակ = Твердость минералов| հրատարակչություն = АН УССР| թվական = 1963 | մեջբերվող էջեր= 197-208. | էջերի թիվ= 304 |վայր = }}</ref>:
Ստորև աղյուսակի տեսքով ներկայացվում է որոշ մետաղների կարծրությունը ըստ Մոսսի սանդղակի<ref>{{գիրք | հեղինակ = Պովարեննիխ Ա. Ս. |վերնագիր = Միներալների կարծրություն | բնօրինակ = Твердость минералов| հրատարակչություն = АН УССР| թվական = 1963 | մեջբերվող էջեր= 197-208. | էջերի թիվ= 304 |վայր = }}</ref>։
<br />


<div class= style="-moz-column-count:3; column-count:3; -webkit-column-count:3;">
<div class= style="-moz-column-count:3; column-count:3; -webkit-column-count:3;">


{| align="center" class="wikitable sortable"
{| align="center" class="wikitable sortable"
!Կարծրություն!!Մետաղ
!Կարծրություն!!Մետաղ
|-
|-
Տող 161. Տող 160.
=== Մետաղների քիմիական հատկություններ ===
=== Մետաղների քիմիական հատկություններ ===
[[Պատկեր:Lithium chloride.jpg|մինի|Լիթիումի քլորիդ]]
[[Պատկեր:Lithium chloride.jpg|մինի|Լիթիումի քլորիդ]]
Մետաղների մեծամասնության արտաքին [[էներգիա]]կան մակարդակում առկա է [[էլեկտրոն]]ների փոքր քանակ (1-3), այդ պատճառով նրանք ռեակցիաների մեծ մասում հանդես են գալիս որպես վերականգնողներ (այսինքն «տալիս են» իրենց էլեկտրոնները):
Մետաղների մեծամասնության արտաքին [[էներգիա]]կան մակարդակում առկա է [[էլեկտրոն]]ների փոքր քանակ (1-3), այդ պատճառով նրանք ռեակցիաների մեծ մասում հանդես են գալիս որպես վերականգնողներ (այսինքն «տալիս են» իրենց էլեկտրոնները)։


''' Պարզ նյութերի հետ փոխազդեցությունը'''
''' Պարզ նյութերի հետ փոխազդեցությունը'''
* [[թթվածին|Թթվածնի]] հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները, բացի [[ոսկի|ոսկուց]] և [[պլատին]]ից: [[Արծաթ]]ի հետ փոխազդեցությունը նկատվում է միայն բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, սակայն [[արծաթի (II) օքսիդ]]ը գրեթե չի առաջանում, քանի որ այն ջերմապես անկայուն է: Կախված մետաղի տեսակից՝ ելանյութը կարող է լինել [[օքսիդ]], [[պերօքսիդ]]:
* [[թթվածին|Թթվածնի]] հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները, բացի [[ոսկի|ոսկուց]] և [[պլատին]]ից։ [[Արծաթ]]ի հետ փոխազդեցությունը նկատվում է միայն բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, սակայն [[արծաթի (II) օքսիդ]]ը գրեթե չի առաջանում, քանի որ այն ջերմապես անկայուն է։ Կախված մետաղի տեսակից՝ ելանյութը կարող է լինել [[օքսիդ]], [[պերօքսիդ]]։
<math>\mathrm{4Li+O_2=2Li_2O}</math> ''[[լիթիում]]ի օքսիդ'' <br />
<math>\mathrm{4Li+O_2=2Li_2O}</math> ''[[լիթիում]]ի օքսիդ'' <br />
<math>\mathrm{2Na+O_2=Na_2O_2}</math> ''[[նատրիում]]ի պերօքսիդ'' <br />
<math>\mathrm{2Na+O_2=Na_2O_2}</math> ''[[նատրիում]]ի պերօքսիդ'' <br />
Տող 173. Տող 172.
<math>\mathrm{3Fe+2O_2=Fe_3O_4}</math><br />
<math>\mathrm{3Fe+2O_2=Fe_3O_4}</math><br />
<math>\mathrm{2Hg+O_2=2HgO}</math><br />
<math>\mathrm{2Hg+O_2=2HgO}</math><br />
<math>\mathrm{2Cu+O_2=2CuO}</math><br />
<math>\mathrm{2Cu+O_2=2CuO}</math>
* [[Ազոտ]]ի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն [[լիթիում]]ը՝ կազմելով [[նիտրիդ]]ներ:
* [[Ազոտ]]ի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն [[լիթիում]]ը՝ կազմելով [[նիտրիդ]]ներ։
<math>\mathrm{6Li+N_2=2Li_3N}</math> <br />
<math>\mathrm{6Li+N_2=2Li_3N}</math> <br />
Տաքացման ժամանակ՝ <br />
Տաքացման ժամանակ՝ <br />
<math>\mathrm{2Al+N_2=2AlN}</math><br />
<math>\mathrm{2Al+N_2=2AlN}</math><br />
<math>\mathrm{3Ca+N_2=Ca_3N_2}</math> <br />
<math>\mathrm{3Ca+N_2=Ca_3N_2}</math>
* [[ծծումբ|Ծծմբի]] հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները՝ բացի ոսկուց ու պլատինից.
* [[ծծումբ|Ծծմբի]] հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները՝ բացի ոսկուց ու պլատինից.
[[Երկաթ]]ը փոխազդում է ծծմբի հետ տաքացման դեպքում, կազմելով [[սուլֆիդ]]: <br />
[[Երկաթ]]ը փոխազդում է ծծմբի հետ տաքացման դեպքում, կազմելով [[սուլֆիդ]]։ <br />
<math>\mathrm{Fe+S=FeS}</math> <br />
<math>\mathrm{Fe+S=FeS}</math>
* [[ջրածին|Ջրածնի]] հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, այսինքն IA և IIA խմերի տարրերը, բացառությամբ [[բերիլիում]]ի: Ռեակցիաները իրականացվում են տաքացման դեպքում՝ կազմելով [[հիդրիդ]]ներ: Ռեակցիաներում մետաղը հանդիսանում է վերականգնող, ջրածնի [[օքսիդացման աստիճան]]ը -1 է:
* [[ջրածին|Ջրածնի]] հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, այսինքն IA և IIA խմերի տարրերը, բացառությամբ [[բերիլիում]]ի։ Ռեակցիաները իրականացվում են տաքացման դեպքում՝ կազմելով [[հիդրիդ]]ներ։ Ռեակցիաներում մետաղը հանդիսանում է վերականգնող, ջրածնի [[օքսիդացման աստիճան]]ը -1 է։
<math>\mathrm{2Na+H_2=2NaH}</math> <br />
<math>\mathrm{2Na+H_2=2NaH}</math> <br />
<math>\mathrm{Mg+H_2=MgH_2}</math> <br />
<math>\mathrm{Mg+H_2=MgH_2}</math>
* [[ածխածին|Ածխածնի]] հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, ընդ որում՝ ռեակցիայի ընթացքում ստացվում են [[ացետիլենիդ]]ներ կամ [[մեթանիդ]]ներ: Ացետիլենիդները ջրի հետ փոխազդելիս տալիս են [[աթետիլեն]], մեթանիդները՝ [[մեթան]]:
* [[ածխածին|Ածխածնի]] հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, ընդ որում՝ ռեակցիայի ընթացքում ստացվում են [[ացետիլենիդ]]ներ կամ [[մեթանիդ]]ներ։ Ացետիլենիդները ջրի հետ փոխազդելիս տալիս են [[աթետիլեն]], մեթանիդները՝ [[մեթան]]։
<math>\mathrm{2Na+2C=Na_2C_2}</math> <br />
<math>\mathrm{2Na+2C=Na_2C_2}</math> <br />
<math>\mathrm{Na_2C_2+2H_2O=2NaOH+C_2H_2}</math> <br />
<math>\mathrm{Na_2C_2+2H_2O=2NaOH+C_2H_2}</math>


== Թթուների փոխազդեցությունը մետաղների հետ ==
== Թթուների փոխազդեցությունը մետաղների հետ ==
[[Թթու]]ների հետ մետաղները փոխազդում են տարբեր ձևերով: Այն մետաղները, որոնք [[էլեկտրոքիմիական ակտիվության շարք]]ում ընկած են [[ջրածին|ջրածնից]] առաջ, փոխազդում են գրեթե բոլոր թթուների հետ:
[[Թթու]]ների հետ մետաղները փոխազդում են տարբեր ձևերով։ Այն մետաղները, որոնք [[էլեկտրոքիմիական ակտիվության շարք]]ում ընկած են [[ջրածին|ջրածնից]] առաջ, փոխազդում են գրեթե բոլոր թթուների հետ։


=== Չօքսիդացող թթուների փոխազդեցությունը էլեկտրաքիմիական շարքում մինչև ջրածինը ընկած մետաղների հետ ===
=== Չօքսիդացող թթուների փոխազդեցությունը էլեկտրաքիմիական շարքում մինչև ջրածինը ընկած մետաղների հետ ===
Տող 231. Տող 230.


=== Լեգիրում ===
=== Լեգիրում ===
[[Լեգիրում]]ը [[հալույթ]]ի մեջ հավելյալ տարրերի ներմուծումն է, որոնք փոփոխում են հիմնական մետաղի [[մեխանիկա]]կան, [[ֆիզիկա]]կան ու [[քիմիա]]կան հատկությունները:
[[Լեգիրում]]ը [[հալույթ]]ի մեջ հավելյալ տարրերի ներմուծումն է, որոնք փոփոխում են հիմնական մետաղի [[մեխանիկա]]կան, [[ֆիզիկա]]կան ու [[քիմիա]]կան հատկությունները։


== Արտաքին հղումներ ==
== Արտաքին հղումներ ==
Տող 244. Տող 243.
* [[Մետաղների հատկությունները]]
* [[Մետաղների հատկությունները]]
* [[Մետաղների կառուցվածքը]]
* [[Մետաղների կառուցվածքը]]



[[Կատեգորիա:Քիմիա]]
[[Կատեգորիա:Քիմիա]]

10:24, 10 Մայիսի 2014-ի տարբերակ

Գալիումի բյուրեղ

Մետաղը (լատ.՝ metallum բառից, նշանակում է «հանքահոր») առանձնահատուկ մետաղե հատկություններ տարրերի մի խումբ է, որոնք ունեն բարձր էլեկտրա և ջերմահաղորդականություն, դիմադրության դրական ջերմաստիճանային գործակից, բարձր գեղակերտություն և այլն։ Այսօր բացահայտված է միայն 98 մետաղատեսակ։

Բնության մեջ

Մետաղների մեծ մասը հանդիպում է բնության մեջ միացությունների և հանքաքարերի ձևով։ Նրանք կազմում են օքսիդներ, սուլֆիդներ, կարբոնատներ և այլ քիմիական միացություններ։ Մաքուր մետաղների ստացման և հետագա օգտագործման համար անհրաժեշտ է դրանց զատել հանքաքարից և զտել։ Անհրաժեշտության դեպքում կատարվում է մետաղների լեգիրացում և/կամ այլ մշակում։ Դրա ուսումնասիրությամբ զբաղվում է մետալուրգիա կոչվող գիտությունը։ Այն տարբերում է սև (երկաթի հիմքով) և գունավոր (դրանց բաղադրության մեջ չի մտնում երկաթը, շուրջ 70 տարր) մետաղների համաձուլվածքները։ Ոսկին, արծաթը և պլատինը դասվում են թանկարժեք (ազնիվ) մետաղների շարքին։ Բացի այդ, փոքր քանակությամբ մետաղներ առկա են նաև ծովի ջրում, բույսերում, կենդանի օրգանիզմներում, որոնք կարևոր նշանակություն ունեն օրգանական աշխարհի ձևավորման և գոյատևման գործընթացներում։

Հայտնի է, որ մարդու օրգանիզմի 3%-ը կազմված է մետաղներից։[1] Մեր բջիջներում ամենաշատը առկա են կալցիումը (ոսկորներում) և նատրիումը, որը միջբջջային հեղուկում և ցիտոպլազմայում էլեկտրոլիտի դեր է կատարում։ Մագնեզիումը կուտակվում է մկանային հյուսվածքներում և նյարդային բջիջներում, պղինձը՝ լյարդում, երկաթը՝ արյան կարմիր գնդիկների մեջ (կարմիր գույնը պայմանավորված է հենց երկաթի առկայությամբ)։

Արդյունահանումը

Մետաղի հանքաքար

Մետաղները հաճախ հողից ստացվում են հանքային արդյունաբերության միջոցով, արդյունքը՝ ստացված հանքաքարերը, ծառայում են որպես անհրաժեշտ տարրերի համեմատաբար հարուստ աղբյուր։ Հանքաքարերի գտնվելու վայրը պարզելու համար օգտագործվում են հատուկ հետազոտական մեթոդներ, որոնք մեջ են մտնում հանքաքարերի հանքատեղերի հետախուզությունը։ Հանքատեղերը, որպես կանոն, բաժանվում են քարահանքերի (հանքաքարերի մշակումը մակերևույթին), որտեղ հանույթը կատարվում է բնահողի դուրսբերումով, որն ուղեկցվում է ծանր տեխնիկայով, ինչպես նաև՝ ստորգետնյա հանքահորերի։

Մետաղները դուրս են բերվում արդյունահանանված հանքաքարերից, որպես կանոն, քիմիական կամ էլեկտրոլիտիկ վերականգնման միջոցով։ Հրամետաղագործության մեջ հրաքարից մետաղի հումքի փոխակերպման համար կիրառվում է բարձր ջերմաստիճանը, հիդրոմետաղագործության մեջ նույն նպատակներով օգտածործվում է ջրային քիմիան։ Կիրառված մեթոդը կախված է մետաղի տեսակից և աղտոտվածության տիպից։

Երբ մետաղի հանքաքարը հանդիսանում է մետաղի և ոչ մետաղի իոնական միացություն, մաքուր մետաղի դուրսբերման համար այդ սովորաբար ենթարկվում է հալեցման՝ տաքացում, որն ուղեկցվում է վերականգնմամբ։ Շատ տարածված մետաղներ, ինչպիսին է օրինակ երկաթը, հալեցվում են, կիրառելով ածխածին, որպես վերականգնող։ Մի շարք մետաղներ, ինչպիսիք են ալյումինն ու նատրիումը, չունեն ոչ մի տնտեսապես արդարացված վերականգնող և արդյունահանվում են էլեկտրոլիզի միջոցով։[2][3]

Սուլֆիդային հանքաքարերը չեն բարելավվում մինչև մաքուր մետաղի ստացումը, բայց այրվում են օդում՝ օքսիդի վերածման նպատակով։

Մետաղների հատկությունները

Մետաղների բնորոշ հատկություններ

Մետաղների ֆիզիկական հատկություններ

Բարիում
Ալյումին

Բոլոր մետաղները (բացի սնդիկից և պայմանականորեն ֆրանսիումից) սովորական պայմաններում գտնվում են պինդ ագրեգատային վիճակում, սակայն ունեն տարբեր կարծրություն։ Ստորև ներկայացված են մի շարք մետաղների կարծրությունները՝ ըստ Մոոսի շարքի.

Մաքուր մետաղների հալման ջերմաստիճանը տատանվում է -39оС-ից (սնդիկ) 3410о С միջակայքում (Վոլֆրամ)։ Մետաղների մեծամասնության հալման ջերմաստիճանը (ալկալիական մետաղներից բացի) բարձր է, սակայն որոշ «նորմալ» մետաղները, ինչպիսիք են օրինակ անագն ու կապարը, կարելի է հալեցնել հասարակ էլեկտրական կամ գազային վառարանի վրա։

Կախված խտությունից՝ մետաղները լինում են թեթև (խտությունը 0,53 ÷ 5 գ/սմ3) և ծանր (5 ÷ 22,5 գ/սմ³)։ Ամենաթեթև մետաղն է լիթիումը ( խտությունը 0.53 գ/սմ³)։ Ամենածանր մետաղը ներկա պահին անվանել հնարավոր չէ, քանի որ ամենածանր մետաղների՝ օսմիումի և իրիդիումի, խտությունները գրեթե հավասար են (մոտ 22.6 գ/սմ³ — ճիշտ 2 անգամ ավելի, քան կապարի խտությունն է), իսկ դրանց ստույգ խտության հաշվումը չափազանց դժվար է՝ դրա համար անհրաժեշտ է լրիվ մաքրել մետաղը, քանի որ յուրաքանչյուր խառնուրդ ցածրացնում է դրանց խտությունը։

Մետաղների մեծամասնությունը պլաստիկ է, այսինքն մետաղյա լարը կարելի է թեքել, և այն չի կոտրվի։ Սա տեղի է ունենում մետաղների ատոմների շերտերի՝ առանց նրանց միջև կապի խախտման տեղաշարժերի պատճառով։ Ամենապլաստիկ մետաղներն են ոսկին, երկաթն ու պղինձը։ Ոսկուց կարելի է պատրաստել 0.003 մմ հաստությամբ թիթեղ, որը կիրառվում է իրեղենի ոսկեպատման համար։ Սակայն ոչ բոլոր մետաղներն են պլաստիկ։ Ցինկի և անագի լարը ճռթճռթում է՝ այն թեքելիս, մանգանն ու բիսմութը, դեֆորմացիայի ենթարկվելիս, գրեթե ընդհանրապես չեն թեքվում, այլ միանգամից կոտրվում են։

Պլաստիկությունը կախված է նաև մետաղի մաքրությունից. այդպես՝ շատ մաքուր քրոմը բավականին պլաստիկ է, սակայն դրանում չնչին խառնուրդի դեպքում, այն դառնում է փխրուն և ավելի կարծր։ Որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին, արծաթը, կապարը, ալյումինը, օսմիումը, կարող են միաձուլվել իրար հետ, սակայն դա կխլի տասնյակ տարիներ։

Բոլոր մետաղները էլեկտրական հոսանքի լավ հաղորդիչներ են, սա պայմանավորված է դրանց բյուրեղային ցանցում առկա շարժուն էլեկտրոններով, որոնք շարժվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ Արծաթը, պղինձն ու ալյումինը ունեն ամենաբարձր էլեկտրահաղորդականությունը, որի պատճառով վերջին երկուսը հաճախակի օգտագործվում են հաղորդալարերի պատրաստման համար։ Բարձր էլեկտրահաղորդականություն ունի նաև նատրիումը։ Փորձարարական տեխնիկայում հայտնի են նատրիումային էլեկտրահաղորդալարերի՝ նատրիումով լցված չժանգոտվող պողպատից խողովակների, կիրառման փորձեր։ Նատրիումի ցածր տեսակարար զանգվածի շնորհիվ, հավասարաչափ դիմադրության դեպքում նատրիումային լարերը ստացվում են պղնձյա և նույնիսկ ալյումինե լարերից զգալիորեն թեթև։

Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը նույնպես կախված է ազատ էլեկտրոնների շարժունակությունից։ Այդ պատճառով ջերմահաղորդականության շարքը նման է էլեկտրահաղորդականության շարքին, ուստի ջերմության, ինչպես նաև էլեկտրական հոսանքի ամենալավ հաղորդիչը հանդիսանում է արծաթը։ Նատրիումը նույնպես կիրառվում է, որպես ջերմության լավ հաղորդիչ։ Լայն տարածված է նատրիումի օգտագործումը օրինակ ավտոմոբիլային շարժիչների կափույրների սառեցման և բարելավման համար։

Մետաղների մեծամասնության գույնը գրեթե նունն է՝ բաց մոխրագույն՝ երկնագույն երանգով։ Ոսկին, պղինձն ու ցեզիումը համապատասխանաբար դեղին, կարմիր և բաց դեղին գույնի են։

Մետաղների աղյուսակ ըստ կարծրության

Ստորև աղյուսակի տեսքով ներկայացվում է որոշ մետաղների կարծրությունը ըստ Մոսսի սանդղակի[4]։

Մետաղների քիմիական հատկություններ

Լիթիումի քլորիդ

Մետաղների մեծամասնության արտաքին էներգիական մակարդակում առկա է էլեկտրոնների փոքր քանակ (1-3), այդ պատճառով նրանք ռեակցիաների մեծ մասում հանդես են գալիս որպես վերականգնողներ (այսինքն «տալիս են» իրենց էլեկտրոնները)։

Պարզ նյութերի հետ փոխազդեցությունը

լիթիումի օքսիդ
նատրիումի պերօքսիդ
կալիումի գերրօքսիդ
Պերօքսիդից օքսիդ ստանալու համար պերօքսիդը վերականգնվում է մետաղի միջոցով.

Միջին և ցածր ակտիվության մետաղների հետ ռեակցիան անցնում է տաքացման միջոցով.


  • Ազոտի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն լիթիումը՝ կազմելով նիտրիդներ։


Տաքացման ժամանակ՝

  • Ծծմբի հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները՝ բացի ոսկուց ու պլատինից.

Երկաթը փոխազդում է ծծմբի հետ տաքացման դեպքում, կազմելով սուլֆիդ։

  • Ջրածնի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, այսինքն IA և IIA խմերի տարրերը, բացառությամբ բերիլիումի։ Ռեակցիաները իրականացվում են տաքացման դեպքում՝ կազմելով հիդրիդներ։ Ռեակցիաներում մետաղը հանդիսանում է վերականգնող, ջրածնի օքսիդացման աստիճանը -1 է։



Թթուների փոխազդեցությունը մետաղների հետ

Թթուների հետ մետաղները փոխազդում են տարբեր ձևերով։ Այն մետաղները, որոնք էլեկտրոքիմիական ակտիվության շարքում ընկած են ջրածնից առաջ, փոխազդում են գրեթե բոլոր թթուների հետ։

Չօքսիդացող թթուների փոխազդեցությունը էլեկտրաքիմիական շարքում մինչև ջրածինը ընկած մետաղների հետ

Կատարվում է տեղակալման ռեակցիա, որը նաև հանդիսանում է օքսիդա-վերականգնման ռեակցիա.

Ծծմբական թթվի՝ H2SO4 փոխազդեցությունը մետաղների հետ

Օքսիդացնող թթուները կարող են փոխազդել նաև էլեկտրաքիմիական շարքում ջրածնից հետո գտնվող մետաղների հետ.

Շատ նոսրեցված թթուն փոխազդում է մետաղի հետ դասական դրույթներին համապատասխան.

Թթվի կոնցենտրացիայի մեծացման դեպքում կազմվում են տարբեր ելանյութեր.

Ազոտական թթվի (HNO3) փոխազդեցությունը

Ակտիվ մետաղների հետ փոխազդեցության դեպքում ռեակցիաների տարբերակները ավելի են շատանում.

Լեգիրում

Լեգիրումը հալույթի մեջ հավելյալ տարրերի ներմուծումն է, որոնք փոփոխում են հիմնական մետաղի մեխանիկական, ֆիզիկական ու քիմիական հատկությունները։

Արտաքին հղումներ

Ծանոթագրություններ

  1. Յուրի Կուշկին «Մեզ շրջապատող քիմիան»
  2. (անգլ.) «Los Alamos National Laboratory – Sodium». Արխիվացված է օրիգինալից 2012-08-04-ին.
  3. (անգլ.) «Los Alamos National Laboratory – Aluminum». Արխիվացված է օրիգինալից 2012-08-04-ին.
  4. Պովարեննիխ Ա. Ս., Միներալների կարծրություն (Твердость минералов), «АН УССР», 1963, էջ 197-208. — 304 էջ։

Տես նաև

Կաղապար:Link GA