1. Os metais reagem com não metais.

2Me+ n Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

Os metais alcalinos, com exceção do lítio, formam peróxidos:

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

2. Metais que resistem ao hidrogênio reagem com ácidos (exceto concentração nítrica e sulfúrica) com a liberação de hidrogênio

Me + HCl → sal + H2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. Metais ativos reagem com água para formar álcalis e liberar hidrogênio.

2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + n H2

O produto da oxidação do metal é o seu hidróxido - Me (OH) n (onde n é o estado de oxidação do metal).

Por exemplo:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

4. Metais de atividade intermediária reagem com água quando aquecidos para formar óxido metálico e hidrogênio.

2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2

O produto de oxidação em tais reações é o óxido metálico Me 2 O n (onde n é o estado de oxidação do metal).

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. Metais que ficam após o hidrogênio não reagem com água e soluções ácidas (exceto para concentração nítrica e sulfúrica)

6. Metais mais ativos deslocam os menos ativos das soluções de seus sais.

CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

Metais ativos - zinco e ferro substituíram o cobre no sulfato e formaram sais. O zinco e o ferro são oxidados e o cobre é restaurado.

7. Os halogênios reagem com água e solução alcalina.

O flúor, ao contrário de outros halogênios, oxida a água:

2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

no frio: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O cloreto e hipoclorito são formados

aquecimento: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O forma loreto e clorato

8 Halogênios ativos (exceto flúor) deslocam halogênios menos ativos das soluções de seus sais.

9. Os halogênios não reagem com o oxigênio.

10. Metais anfotéricos (Al, Be, Zn) reagem com soluções de álcalis e ácidos.

3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

11. O magnésio reage com dióxido de carbono e óxido de silício.

2Mg + CO2 = C + 2MgO

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. Metais alcalinos (exceto lítio) formam peróxidos com oxigênio.

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

3. Classificação de compostos inorgânicos

Substâncias simples - substâncias cujas moléculas consistem em átomos do mesmo tipo (átomos do mesmo elemento). Em reações químicas, eles não podem se decompor para formar outras substâncias.

Substâncias Complexas (ou compostos químicos) - substâncias cujas moléculas consistem em átomos de diferentes tipos (átomos de vários elementos químicos). Em reações químicas, eles se decompõem para formar várias outras substâncias.

As substâncias simples são divididas em dois grandes grupos: metais e não metais.

Metais - um grupo de elementos com propriedades metálicas características: sólidos (com exceção do mercúrio) têm brilho metálico, são bons condutores de calor e eletricidade, maleáveis ​​(ferro (Fe), cobre (Cu), alumínio (Al), mercúrio ( Hg), ouro (Au), prata (Ag), etc.).

não metais - um grupo de elementos: substâncias sólidas, líquidas (bromo) e gasosas que não possuem brilho metálico, são isolantes, quebradiças.

E as substâncias complexas, por sua vez, são divididas em quatro grupos, ou classes: óxidos, bases, ácidos e sais.

óxidos - são substâncias complexas, cuja composição das moléculas inclui átomos de oxigênio e alguma outra substância.

Fundações - São substâncias complexas nas quais os átomos de metal estão ligados a um ou mais grupos hidroxila.

Do ponto de vista da teoria da dissociação eletrolítica, as bases são substâncias complexas, cuja dissociação em solução aquosa produz cátions metálicos (ou NH4 +) e hidróxido - ânions OH-.

ácidos - são substâncias complexas cujas moléculas incluem átomos de hidrogênio que podem ser substituídos ou trocados por átomos de metal.

sal - São substâncias complexas, cujas moléculas consistem em átomos metálicos e resíduos ácidos. O sal é um produto da substituição parcial ou completa de átomos de hidrogênio de um ácido por um metal.

O primeiro material que as pessoas aprenderam a usar para suas necessidades é a pedra. No entanto, mais tarde, quando uma pessoa tomou conhecimento das propriedades dos metais, a pedra recuou. São essas substâncias e suas ligas que se tornaram o material mais importante e principal nas mãos das pessoas. Utensílios domésticos, ferramentas de trabalho foram feitas a partir deles, instalações foram construídas. Portanto, neste artigo, consideraremos o que são metais, cujas características gerais, propriedades e uso são tão relevantes até hoje. De fato, literalmente imediatamente após a Idade da Pedra, seguiu-se uma galáxia inteira de metais: cobre, bronze e ferro.

Metais: características gerais

O que une todos os representantes dessas substâncias simples? Claro, esta é a estrutura de sua rede cristalina, tipos de ligações químicas e características da estrutura eletrônica do átomo. Afinal, daí as propriedades físicas características que fundamentam o uso desses materiais pelo homem.

Em primeiro lugar, considere os metais como elementos químicos do sistema periódico. Nele, eles estão localizados de forma bastante livre, ocupando 95 células das 115 conhecidas hoje. Existem várias características de sua localização no sistema geral:

• Eles formam os principais subgrupos dos grupos I e II, bem como III, começando pelo alumínio.
• Todos os subgrupos laterais consistem apenas em metais.
• Eles estão localizados abaixo da diagonal condicional do boro ao astato.

Com base nesses dados, é fácil ver que os não metais são coletados na parte superior direita do sistema, e o restante do espaço pertence aos elementos que estamos considerando.

Todos eles têm várias características da estrutura eletrônica do átomo:

As características gerais dos metais e não metais permitem identificar padrões em sua estrutura. Então, a rede cristalina do primeiro é metálica, especial. Seus nós contêm vários tipos de partículas ao mesmo tempo:

• íons;
• átomos;
• elétrons.

Uma nuvem comum se acumula em seu interior, chamada gás de elétrons, o que explica todas as propriedades físicas dessas substâncias. O tipo de ligação química nos metais tem o mesmo nome deles.

Propriedades físicas

Há uma série de parâmetros que unem todos os metais. Suas características gerais em termos de propriedades físicas são as seguintes.

Os parâmetros listados são as características gerais dos metais, ou seja, tudo o que os une em uma grande família. No entanto, deve-se entender que existem exceções para todas as regras. Além disso, há muitos elementos desse tipo. Portanto, dentro da própria família também existem divisões em vários grupos, que consideraremos a seguir e para os quais indicaremos os traços característicos.

Propriedades quimicas

Do ponto de vista da ciência química, todos os metais são agentes redutores. E, muito forte. Quanto menos elétrons no nível externo e quanto maior o raio atômico, mais forte o metal de acordo com o parâmetro especificado.

Como resultado, os metais são capazes de reagir com:

Esta é apenas uma visão geral das propriedades químicas. Afinal, para cada grupo de elementos eles são puramente individuais.

metais alcalinos terrestres

As características gerais dos metais alcalino-terrosos são as seguintes:

Assim, os metais alcalino-terrosos são elementos comuns da família s, exibindo alta atividade química e são fortes agentes redutores e importantes participantes em processos biológicos no organismo.

metais alcalinos

A característica geral começa com seu nome. Eles o receberam pela capacidade de se dissolver na água, formando álcalis - hidróxidos cáusticos. As reações com a água são muito violentas, às vezes inflamáveis. Essas substâncias não são encontradas de forma livre na natureza, pois sua atividade química é muito alta. Eles reagem com o ar, vapor de água, não metais, ácidos, óxidos e sais, ou seja, com quase tudo.

Isto é devido à sua estrutura eletrônica. No nível externo, há apenas um elétron, que eles facilmente cedem. Estes são os agentes redutores mais fortes, razão pela qual levou muito tempo para obtê-los em sua forma pura. Isso foi feito pela primeira vez por Humphrey Davy já no século 18 por eletrólise de hidróxido de sódio. Agora todos os representantes deste grupo são extraídos usando este método.

A característica geral dos metais alcalinos é também que eles constituem o primeiro grupo do subgrupo principal do sistema periódico. Todos eles são elementos importantes que formam muitos compostos naturais valiosos usados ​​pelo homem.

Características gerais dos metais das famílias d e f

Este grupo de elementos inclui todos aqueles cujo estado de oxidação pode variar. Isso significa que, dependendo das condições, o metal pode atuar tanto como agente oxidante quanto como agente redutor. Tais elementos têm uma grande capacidade de entrar em reações. Entre eles estão um grande número de substâncias anfotéricas.

O nome comum para todos esses átomos é elementos de transição. Eles o receberam pelo fato de que, em termos de suas propriedades, eles realmente estão, por assim dizer, no meio, entre metais típicos da família s e não metais da família p.

A característica geral dos metais de transição implica a designação de suas propriedades semelhantes. Eles são os seguintes:

• um grande número de elétrons no nível externo;
• grande raio atômico;
• vários graus de oxidação (de +3 a +7);
• estão no subnível d ou f;
• formam 4-6 grandes períodos do sistema.

Como substâncias simples, os metais deste grupo são muito fortes, dúcteis e maleáveis, portanto são de grande importância industrial.

Subgrupos laterais do sistema periódico

As características gerais dos metais dos subgrupos secundários coincidem completamente com as dos transicionais. E isso não é surpreendente, porque, na verdade, é exatamente a mesma coisa. Só que os subgrupos laterais do sistema são formados justamente por representantes das famílias d- e f-famílias, ou seja, metais de transição. Portanto, podemos dizer que esses conceitos são sinônimos.

O mais ativo e importante deles é a primeira linha de 10 representantes do escândio ao zinco. Todos eles são de grande importância industrial e são frequentemente utilizados pelo homem, especialmente para fundição.

Ligas

As características gerais dos metais e ligas permitem entender onde e como é possível utilizar essas substâncias. Tais compostos sofreram grandes transformações nas últimas décadas, pois cada vez mais novos aditivos estão sendo descobertos e sintetizados para melhorar sua qualidade.

As ligas mais famosas hoje são:

• latão;
• duralumínio;
• ferro fundido;
• aço;
• bronze;
• irá vencer;
• nicromo e outros.

O que é uma liga? Esta é uma mistura de metais obtida pela fundição deste último em dispositivos especiais de forno. Isso é feito para obter um produto com propriedades superiores às substâncias puras que o formam.

Comparação de propriedades de metais e não metais

Se falamos de propriedades gerais, as características de metais e não metais serão diferentes em um ponto muito significativo: para os últimos, características semelhantes não podem ser distinguidas, pois diferem muito em suas propriedades manifestadas, tanto físicas quanto químicas.

Portanto, é impossível criar tal característica para não metais. Só é possível considerar separadamente os representantes de cada grupo e descrever suas propriedades.

PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS METAIS

De acordo com suas propriedades químicas, os metais são divididos em:

1 ) Ativo (metais alcalinos e alcalino-terrosos, Mg, Al, Zn, etc.)

2) Metaisatividade média (Fe, Cr, Mn, etc.);

3 ) Inativo (Cu, Ag)

4) metais nobres – Au, Pt, Pd, etc.

Em reações - apenas agentes redutores. Átomos de metal facilmente doam elétrons da camada de elétrons externa (e alguns deles da pré-externa), transformando-se em íons positivos. Possíveis estados de oxidação Me Inferior 0,+1,+2,+3 Superior +4,+5,+6,+7,+8

1. INTERAÇÃO COM NÃO-METAIS

1. COM HIDROGÊNIO

Os metais dos grupos IA e IIA reagem quando aquecidos, exceto o berílio. Hidretos de substâncias instáveis ​​sólidas são formados, outros metais não reagem.

2K + H2 = 2KH (hidreto de potássio)

Ca + H₂ = CaH₂

2. COM OXIGÊNIO

Todos os metais reagem, exceto ouro e platina. A reação com a prata ocorre em altas temperaturas, mas o óxido de prata(II) praticamente não é formado, pois é termicamente instável. Metais alcalinos em condições normais formam óxidos, peróxidos, superóxidos (lítio - óxido, sódio - peróxido, potássio, césio, rubídio - superóxido

4Li + O2 = 2Li2O (óxido)

2Na + O2 = Na2O2 (peróxido)

K+O2=KO2 (superóxido)

Os metais restantes dos principais subgrupos em condições normais formam óxidos com um estado de oxidação igual ao número do grupo 2Сa + O2 = 2СaO

2Сa+O2=2СaO

Os metais dos subgrupos secundários formam óxidos em condições normais e quando aquecidos, óxidos de vários graus de oxidação, e ferro ferro escala Fe3O4 (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4

4Cu + O2 = 2Cu2⁺¹O (vermelho) 2Cu + O2 = 2Cu⁺2O (preto);

2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

3. COM HALOGÊNIOS

halogenetos (fluoretos, cloretos, brometos, iodetos). Alcalina sob condições normais com F, Cl, Br inflamar:

2Na + Cl2 = 2NaCl (cloreto)

A terra alcalina e o alumínio reagem em condições normais:

Coma+Cl2=ComaCl2

2Al+3Cl2 = 2AlCl3

Metais de subgrupos secundários em temperaturas elevadas

Cu + Cl2 = Cu⁺²Cl2 Zn + Cl2 = ZnCl2

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺³Cl3 cloreto de ferro (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(não há iodeto de cobre (+2)!)

4. INTERAÇÃO COM ENXOFRE

quando aquecido mesmo com metais alcalinos, com mercúrio em condições normais. Todos os metais reagem, exceto ouro e platina

comcinzento – sulfetos: 2K + S = K2S 2Li+S = Li2S (sulfureto)

Coma+S=Comcomo(sulfureto) 2Al+3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (Preto)

Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S

5. INTERAÇÃO COM FÓSFORO E NITROGÊNIO

vazamentos quando aquecidos (exceção: lítio com nitrogênio em condições normais):

com fósforo - fosfetos: 3Ca + 2 P=Ca3P2,

Com nitrogênio - nitretos 6Li + N2 = 3Li2N (nitreto de lítio) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (nitreto de magnésio) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃⁺²N₂¯³

6. INTERAÇÃO COM CARBONO E SILICONE

flui quando aquecido:

Os carbonetos são formados com o carbono, apenas os metais mais ativos reagem com o carbono. De metais alcalinos, carbonetos formam lítio e sódio, potássio, rubídio, césio não interagem com o carbono:

2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2

Metais - elementos d formam compostos de composição não estequiométrica como soluções sólidas com carbono: WC, ZnC, TiC - são usados ​​para obter aços superduros.

com silício - silicatos: 4Cs + Si = Cs4Si,

7. INTERAÇÃO DOS METAIS COM A ÁGUA:

Metais que atingem o hidrogênio na série eletroquímica de voltagens reagem com a água. Os metais alcalinos e alcalinoterrosos reagem com a água sem aquecimento, formando hidróxidos solúveis (álcalis) e hidrogênio, alumínio (após a destruição do filme de óxido - amalgamação), magnésio quando aquecidos , formam bases insolúveis e hidrogênio .

2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
Coma + 2HOH = Ca(OH)2 + H2

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + ZH2

Os metais restantes reagem com a água apenas em estado quente, formando óxidos (escama de ferro - ferro)

Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2

8 COM OXIGÊNIO E ÁGUA

No ar, o ferro e o cromo oxidam facilmente na presença de umidade (ferrugem)

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3

9. INTERAÇÃO DE METAIS COM ÓXIDOS

Metais (Al, Mg, Ca), reduzem não metais ou metais menos ativos de seus óxidos em alta temperatura → não metal ou metal de baixa atividade e óxido (cálciotermia, magnésiotérmico, aluminotermia)

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 3Са + Cr₂O₃ = 3СаО + 2Cr (800 °C) 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe (termita) 2Mg + CO2 = 2MgO + С Mg + N2O = MgO + N2 Zn + CO2 = ZnO + CO 2Cu + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO

10. COM ÓXIDOS

Metais ferro e cromo reagem com óxidos, reduzindo o grau de oxidação

Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe+ Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O

11. INTERAÇÃO DE METAIS COM ÁLCOOL

Apenas esses metais interagem com álcalis, cujos óxidos e hidróxidos têm propriedades anfotéricas ((Zn, Al, Cr (III), Fe (III), etc. DERRETIDA → sal metálico + hidrogênio.

2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (zincanato de sódio)

2Al + 2(NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
SOLUÇÃO → sal de metal complexo + hidrogênio.

2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (tetrahidroxozincato de sódio) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

12. INTERAÇÃO COM ÁCIDOS (EXCETO HNO3 e H2SO4 (conc.)

Metais que estão na série eletroquímica de voltagens metálicas à esquerda do hidrogênio o deslocam de ácidos diluídos → sal e hidrogênio

Lembrar! O ácido nítrico nunca libera hidrogênio ao interagir com metais.

Mg + 2HC1 = MgCl2 + H2
Al + 2HC1 = Al⁺³Cl₃ + H2

13. REAÇÕES COM SAL

Os metais ativos deslocam os metais menos ativos dos sais. Recuperação de soluções:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu

FeSO4 + Cu =REAÇÕESNÃO

Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 +Comvocê

Recuperação de metais de fusão de seus sais

3Na+ AlCl3 = 3NaCl + Al

TiCl2 + 2Mg = MgCl2 + Ti

Os metais do grupo B reagem com sais, diminuindo seu estado de oxidação.

2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2

Propriedades dos metais.

1. Propriedades básicas dos metais.

As propriedades dos metais são divididas em físicas, químicas, mecânicas e tecnológicas.

As propriedades físicas incluem: cor, gravidade específica, fusibilidade, condutividade elétrica, propriedades magnéticas, condutividade térmica, expansão quando aquecido.

Para produtos químicos - oxidabilidade, solubilidade e resistência à corrosão.

Para mecânica - resistência, dureza, elasticidade, viscosidade, plasticidade.

Para tecnológicos - temperabilidade, fluidez, maleabilidade, soldabilidade, usinabilidade.

1. Propriedades físicas e químicas.

Cor. Os metais são opacos, ou seja, não deixe a luz passar e, nessa luz refletida, cada metal tem seu próprio tom especial - cor.

Dos metais técnicos, apenas o cobre (vermelho) e suas ligas são coloridos. A cor de outros metais varia do cinza aço ao branco prateado. Os filmes mais finos de óxidos na superfície dos produtos metálicos conferem cores adicionais.

Gravidade Específica. O peso de um centímetro cúbico de uma substância, expresso em gramas, é chamado de gravidade específica.

De acordo com a gravidade específica, os metais leves e os metais pesados ​​são distinguidos. Dos metais técnicos, o magnésio é o mais leve (gravidade específica 1,74), o mais pesado é o tungstênio (gravidade específica 19,3). A gravidade específica dos metais depende, em certa medida, da forma como são produzidos e processados.

Fusibilidade. A capacidade de mudar do estado sólido para o estado líquido quando aquecido é a propriedade mais importante dos metais. Quando aquecidos, todos os metais passam do estado sólido para o estado líquido, e quando um metal fundido é resfriado, do estado líquido para o estado sólido. O ponto de fusão das ligas técnicas não possui um ponto de fusão específico, mas uma faixa de temperaturas, às vezes bastante significativa.

Condutividade elétrica. A condutividade é a transferência de eletricidade por elétrons livres. A condutividade elétrica dos metais é milhares de vezes maior do que a condutividade elétrica dos corpos não metálicos. À medida que a temperatura aumenta, a condutividade elétrica dos metais diminui e, à medida que a temperatura diminui, ela aumenta. Ao se aproximar do zero absoluto (-273 0 С), a condutividade elétrica dos metais varia de +232 0 (estanho) a 3370 0 (tungstênio) indefinidamente. A maioria aumenta (a resistência cai para quase zero).

A condutividade elétrica das ligas é sempre menor que a condutividade elétrica de um dos componentes que compõem as ligas.

Propriedades magneticas. Apenas três metais são claramente magnéticos (ferromagnéticos): ferro, níquel e cobalto, assim como algumas de suas ligas. Quando aquecidos a certas temperaturas, esses metais também perdem suas propriedades magnéticas. Algumas ligas de ferro não são ferromagnéticas mesmo à temperatura ambiente. Todos os outros metais são divididos em paramagnéticos (atraídos por ímãs) e diamagnéticos (repelidos por ímãs).

Condutividade térmica. A condutividade térmica é a transferência de calor em um corpo de um local mais quente para um local menos aquecido sem movimento visível das partículas desse corpo. A alta condutividade térmica dos metais permite que eles sejam aquecidos e resfriados de forma rápida e uniforme.

Dos metais técnicos, o cobre tem a maior condutividade térmica. A condutividade térmica do ferro é muito menor e a condutividade térmica do aço varia dependendo do conteúdo dos componentes nele. À medida que a temperatura aumenta, a condutividade térmica diminui e, à medida que a temperatura diminui, ela aumenta.

Capacidade de calor. A capacidade calorífica é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um corpo em 10.

A capacidade calorífica específica de uma substância é a quantidade de calor em quilogramas - calorias, que devem ser relatadas a 1 kg de uma substância para aumentar sua temperatura em 1 0.

A capacidade de calor específico dos metais em comparação com outras substâncias é pequena, o que torna relativamente fácil aquecê-los a altas temperaturas.

Expansão quando aquecido. A razão do incremento no comprimento do corpo quando ele é aquecido em 1 0 em relação ao seu comprimento original é chamado de coeficiente de expansão linear. Para diferentes metais, o coeficiente de expansão linear varia muito. Por exemplo, o tungstênio tem um coeficiente de expansão linear de 4,0 · 10 -6 , e o chumbo 29,5 · 10 -6 .

Resistência à corrosão. A corrosão é a destruição de um metal devido à sua interação química ou eletroquímica com o ambiente externo. Um exemplo de corrosão é a ferrugem do ferro.

A alta resistência à corrosão (resistência à corrosão) é uma importante propriedade natural de alguns metais: platina, ouro e prata, razão pela qual são chamados de nobres. O níquel e outros metais não ferrosos também resistem bem à corrosão. Os metais ferrosos corroem mais fortemente e mais rapidamente do que os metais não ferrosos.

2. Propriedades mecânicas.

Força. A força de um metal é sua capacidade de resistir à ação de forças externas sem entrar em colapso.

Dureza. A dureza é a capacidade de um corpo resistir à penetração de outro corpo mais sólido nele.

Elasticidade. A elasticidade de um metal é sua propriedade de restaurar sua forma após o término da ação de forças externas que causaram uma mudança na forma (deformação).

Viscosidade. A tenacidade é a capacidade de um metal de resistir a forças externas (choque) que aumentam rapidamente. A viscosidade é a propriedade oposta da fragilidade.

Plástico. A plasticidade é a propriedade de um metal ser deformado sem destruição sob a ação de forças externas e manter uma nova forma após a cessação das forças. A plasticidade é uma propriedade que é o oposto da elasticidade.

Na tabela. 1 mostra as propriedades dos metais técnicos.

Tabela 1.

Propriedades dos metais técnicos.

nome de metal	Gravidade específica (densidade) g \ cm 3	Ponto de fusão 0 С	Dureza Brinell	Resistência à tração (resistência à tração) kg \ mm 2	% de extensão relativa	Contração relativa da seção transversal %
Alumínio Tungstênio Ferro Cobalto Magnésio Manganês Cobre Níquel Lata Conduzir Cromo Zinco	2,7 19,3 7,87 8,9 1,74 7,44 8,84 8,9 7,3 11,34 7,14 7,14	658 3370 1530 1490 651 1242 1083 1452 232 327 1550 419	20-37 160 50 125 25 20 35 60 5-10 4-6 108 30-42	8-11 110 25-33 70 17-20 Frágil 22 40-50 2-4 1,8 Frágil 11,3-15	40 - 21-55 3 15 Frágil 60 40 40 50 Frágil 5-20	85 - 68-55 - 20 Frágil 75 70 74 100 Frágil -

3. Significado das propriedades dos metais.

Propriedades mecânicas. O primeiro requisito para qualquer produto é força suficiente.

Os metais têm uma resistência maior em comparação com outros materiais, portanto, as partes carregadas de máquinas, mecanismos e estruturas geralmente são feitas de metais.

Muitos produtos, além da resistência geral, também devem ter propriedades especiais características da operação deste produto. Por exemplo, ferramentas de corte devem ter alta dureza. Para a fabricação de outras ferramentas de corte, são utilizados aços-ferramenta e ligas.

Para a fabricação de molas e molas, são utilizados aços e ligas especiais com alta elasticidade.

Os metais dúcteis são usados ​​nos casos em que as peças são submetidas a cargas de choque durante a operação.

A plasticidade dos metais torna possível processá-los por pressão (forjamento, laminação).

propriedades físicas. Na construção de aeronaves, automóveis e carruagens, o peso das peças é muitas vezes a característica mais importante, de modo que o alumínio e especialmente as ligas de magnésio são indispensáveis ​​aqui. A resistência específica (a razão entre a resistência à tração e a gravidade específica) para algumas ligas, como o alumínio, é maior do que para o aço macio.

Fusibilidade usado para obter peças fundidas despejando metal fundido em moldes. Metais de baixo ponto de fusão (como chumbo) são usados ​​como meio de têmpera para o aço. Algumas ligas complexas têm um ponto de fusão tão baixo que derretem em água quente. Tais ligas são utilizadas para fundição de matrizes de impressão, em dispositivos que servem para proteção contra incêndios.

Metais com alta condutividade elétrica(cobre, alumínio) são usados ​​em engenharia elétrica, para a construção de linhas de energia e ligas com alta resistência elétrica - para lâmpadas incandescentes, aquecedores elétricos.

Propriedades magneticas os metais desempenham um papel primordial na engenharia elétrica (dínamos, motores, transformadores), para dispositivos de comunicação (conjuntos de telefones e telégrafos) e são usados ​​em muitos outros tipos de máquinas e dispositivos.

Condutividade térmica metais torna possível produzir suas propriedades físicas. A condutividade térmica também é usada na produção de solda e soldagem de metais.

Algumas ligas metálicas têm coeficiente de expansão linear, próximo de zero; essas ligas são usadas para a fabricação de instrumentos de precisão, tubos de rádio. A expansão dos metais deve ser levada em consideração ao construir estruturas longas, como pontes. Também deve-se ter em mente que duas peças feitas de metais com diferentes coeficientes de expansão e fixadas juntas podem dobrar e até quebrar quando aquecidas.

Propriedades quimicas. A resistência à corrosão é especialmente importante para produtos que operam em ambientes altamente oxidantes (grelhas de grelha, peças de máquinas e dispositivos químicos). Para obter alta resistência à corrosão, são produzidos aços especiais inoxidáveis, resistentes a ácidos e resistentes ao calor, e também são usados ​​revestimentos de proteção.

Os metais diferem muito em sua atividade química. A atividade química de um metal pode ser grosseiramente julgada por sua posição.

Os metais mais ativos estão localizados no início desta linha (à esquerda), os mais inativos - no final (à direita).
Reações com substâncias simples. Os metais reagem com não metais para formar compostos binários. As condições de reação, e às vezes seus produtos, variam muito para diferentes metais.
Assim, por exemplo, os metais alcalinos reagem ativamente com o oxigênio (inclusive na composição do ar) à temperatura ambiente com a formação de óxidos e peróxidos.

4Li + O2 = 2Li2O;
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

Metais de atividade intermediária reagem com o oxigênio quando aquecidos. Neste caso, os óxidos são formados:

2Mg + O 2 \u003d t 2MgO.

Metais inativos (por exemplo, ouro, platina) não reagem com o oxigênio e, portanto, praticamente não alteram seu brilho no ar.
A maioria dos metais, quando aquecidos com pó de enxofre, formam os sulfetos correspondentes:

Reações com substâncias complexas. Compostos de todas as classes reagem com metais - óxidos (incluindo água), ácidos, bases e sais.
Os metais ativos reagem violentamente com a água à temperatura ambiente:

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2;
Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2.

A superfície de metais como magnésio e alumínio, por exemplo, é protegida por um filme denso do óxido correspondente. Isso evita a reação com a água. No entanto, se esse filme for removido ou sua integridade for violada, esses metais também reagem ativamente. Por exemplo, magnésio em pó reage com água quente:

Mg + 2H 2 O \u003d 100 ° C Mg (OH) 2 + H 2.

Em temperaturas elevadas, metais menos ativos também reagem com a água: Zn, Fe, Mil, etc. Neste caso, os óxidos correspondentes são formados. Por exemplo, quando o vapor de água é passado sobre aparas de ferro quente, ocorre a seguinte reação:

3Fe + 4H 2 O \u003d t Fe 3 O 4 + 4H 2.

Metais na série de atividade até hidrogênio reagem com ácidos (exceto HNO 3) para formar sais e hidrogênio. Metais ativos (K, Na, Ca, Mg) reagem com soluções ácidas de forma muito violenta (em alta velocidade):

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2;
2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Metais inativos são muitas vezes praticamente insolúveis em ácidos. Isso se deve à formação de um filme de sal insolúvel em sua superfície. Por exemplo, o chumbo, que está na série de atividade até o hidrogênio, praticamente não se dissolve em ácidos sulfúrico e clorídrico diluídos devido à formação de um filme de sais insolúveis (PbSO 4 e PbCl 2) em sua superfície.

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