Metale i niemetale Krystyna Sitko
Substancje proste czyli pierwiastki dzielimy na : metale np. złoto niemetale np. fosfor półmetale np. krzem
Spośród 115 znanych obecnie pierwiastków aż 91 stanowią metale a 7 pierwiastków to półmetale. metale niemetale gazy szlachetne półmetale
Nie ma ostrej granicy podziału pierwiastków chemicznych na metale i niemetale. Oprócz pierwiastków wykazujących typowe właściwości metali (takich jak np.. sód, potas, wapń i inne) lub nie wykazujących żadnych właściwości metalicznych czyli typowych niemetali istnieją pierwiastki amfoteryczne. Zachowujących się one w obecności mocnych kwasów jak metale, a w obecności mocnych zasad jak niemetale. Właściwości metali i innych substancji bada się najczęściej w warunkach normalnych, czyli w temperaturze 0 0 C = 273 0 K i pod ciśnieniem 1000 hpa. Właściwości substancji opisane poniżej zostały określone w temperaturze pokojowej (20 0 C) i pod ciśnieniem 1013 hpa.
Cechy wspólne metali mają stan skupienia stały mają połysk metaliczny są ciągliwe METALE przewodzą ciepło są kowalne mają barwę srebrzystoszarą przewodzą prąd elektryczny
PODZIAŁ METALI ZE WZGLĘDU NA: gęstość temperaturę topnienia właściwości chemiczne lekkie o ciężarze właściwym do 4,5 g/cm 3 łatwotopliwe np. cynk, cyna, ołów szlachetne złoto, srebro, platyna ciężkie o ciężarze właściwym powyżej 4,5 g/cm 3 trudnotopliwe np. żelazo, nikiel, wolfram, złoto nieszlachetne potas, żelazo, magnez
Wyjątki Rtęć jest cieczą Złoto jest żółte Miedź jest czerwonobrązowa
Cechy niemetali Niemetale w porównaniu z metalami nie mają tylu wspólnych cech charakterystycznych dla tej grupy pierwiastków. mogą występować w stałym stanie skupienia NIEMETALE mogą być gazami mogą występować w stanie ciekłym
Niemetale mogą mieć różne barwy a niektóre również charakterystyczne zapachy stan stały, barwa żółta - siarka brom - ciemnobrunatna ciecz S żółto-zielony gaz - chlor
Stopy metali to mieszaniny jednorodne różnych metali stopionych w odpowiednich proporcjach. Znane są również stopy metali z niemetalami np. stal. Stopy mają inne właściwości niż metale, z których one powstały. Temperatura topnienia stopów jest na ogół niższa niż temperatura metali, z których je otrzymano. Mają również inną twardość, wytrzymałość i ciągliwość. Złoto i srebro jako pierwiastki są zbyt miękkie aby służyły do wyrobu biżuterii. Dlatego stosuje się ich stopy z innymi metalami głównie z miedzią.
Tabela ilustruje właściwości mosiądzu (stopu miedzi z cynkiem) oraz czystych metali. Gęstość i temperatura topnienia stopu zależy od procentowej zawartości składników. W zależności od przeznaczenia mosiądz może zawierać od 40% do 80% miedzi. Substancja Barwa Gęstość w g/cm 3 Temperatura topnienia miedź cynk czerwonożółta srebrzysto biała 8,95 1085 7,14 420 mosiądz żółta 8,4 8,9 900-1000
Duraluminium to stop aluminium, miedzi i magnezu z domieszkami krzemu i manganu. Wykonuje się z niego elementy konstrukcji metalowych. Brąz jest stopem zawierającym miedź i cynę. Jest stosowany do odlewania dzwonów, pomników i rzeźb. Mosiądz to stop miedzi i cynku. Ma zastosowanie przy wyrobie części maszyn, armatury i przedmiotów ozdobnych
Zad.1 Stop Monela zawiera 70% niklu i 30% miedzi. Oblicz ile niklu i miedzi potrzeba do otrzymania 500 g stopu. Dane: Szukane: Zawartość niklu = 70% m niklu =? Zawartość miedzi = 30% m miedzi =? Masa stopu (m s ) =500g Rozwiązanie: 70% m 30% m m niklu = s = 350g m miedzi = s =150g 100% 100% Odpowiedź: Do otrzymania 500g stopu Monela potrzeba 350 g niklu i 150 g miedzi.
Stal stop żelaza z niewielką ilością węgla około 2% Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki na przykład: chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan. karoserie samochodów pokrycia dachu i elewacji puszki do konserw rury konstrukcje budowlane elementy mebli wiatraki (elektrownie wiatrowe) statki i platformy morskie. Przykłady zastosowania stali:
Doświadczenie Sprawdzenie, czy metale o tej samej objętości mają tę samą masę Zważ sztabki różnych metali o jednakowych objętościach. Porównaj wyniki otrzymanych pomiarów. Co zaobserwowałeś? Metale mają taką samą objętość ale inną masę.
Gęstość (ciężar właściwy) Definicja : Stosunek masy ciała do objętości nazywamy gęstością i wyrażamy ją wzorem: d=m/v gdzie: d gęstość substancji m masa substancji V - objętość Międzynarodową jednostką gęstości jest kg/m 3. Posługiwać się można także innymi jednostkami g/cm 3 lub g/dm 3
Zad.2 Trzy jednakowe prostopadłościany wykonane z aluminium, żelaza i miedzi mają następujące masy: miedź aluminium żelazo m = 44,75 g d = 8,95 g/cm 3 m = 13,5 g d = 2,7 g/cm 3 m = 39,35 g d = 7, 87 g/cm 3 Napisz na każdym prostopadłościanie nazwę substancji, z której został wykonany. Gęstości odszukaj w tablicach. d= m / V V= m/d V= 44,75 g / 8,95 g/cm 3 = 5 cm 3
Podsumowanie METALE: są ciałami stałymi z wyjątkiem rtęci, mają połysk metaliczny, mają barwę srebrzystoszarą z wyjątkiem złota i miedzi przewodzą prąd i ciepło są kowalne i ciągliwe NIEMETALE: występują w trzech stanach skupienia mają różne barwy różnią się aktywnością chemiczną różnią się rozpuszczalnością w wodzie STOPY mieszanina jednorodna metali