Метални елементи у једноставним терминима

Питајте хемичара шта је метал, и одговор почиње са атомима, а не изгледом. Метални елементи су хемијски елементи чији атоми обично губе електроне лакше од неметала. Та тенденција им помаже да формирају позитивне јоне, или катионе, и директно се повезује са познатим особинама које људи примећују у свакодневном животу.

Директни одговор: Шта су метални елементи

Метални елементи су елементи периодичног табеле чији атоми обично губе електроне, формирају катионе и обично показују проводљивост, сјај, ваљљивост и дуктилност.

Овај чланак је о елементарним металима на периодичној табели, као што су гвожђе, бакар, злато и алуминијум. То се не односи на сваки материјал који изгледа као метал који се користи у свакодневном животу. Блескава облога, челични алат или полирана пластична површина могу изгледати метално без да су један метални хемијски елемент.

Основне особине које имају већина металних елемената

Практична метална дефиниција комбинује хемију са видљивим понашањем. Генерално, метали су електропозитивни елементи са релативно ниским енергијом јонизације, тако да имају тенденцију да одустану од електрона током реакција.

• Обично добро проводе топлоту и електричну енергију.
• Често имају сјај, или одражавајући сјај.
• Многи су подложни, тако да их се може ушивати у листове.
• Многи су ушивани, тако да их се може увући у жице.
• Они обично формирају позитивне јоне и јонске једињења.

Зашто је у дефиницији неколико изузетака

Ниједан тест не функционише за сваки случај. Живац је метал, али је течан на собној температури. Натријум је метални, али довољно мек да се може резати. Неки метали воде много боље од других. Дакле, ако се питате шта је метал у хемијском смислу, најбољи одговор је образац атомског понашања и заједничких својстава, а не једна савршена контролна листа. Зато је и ова метална дефиниција флексибилна: већина метала има ове карактеристике, али не све на исти начин. Њихова позиција на периодичном табели чини тај образац много лакшим за препознавање.

Где се налазију метали у периодичном табели?

На табели је метални образац лакше видљив него што већина почетника очекује. Ако се питате где се налазију метали у периодичном табели, почни са једноставним правилом: већина њих налази се на левој страни, у средини и у знатној мери на доњем делу табеле. Периодична табела је уређена повећавањем атомског броја у редовима који се називају периоди и колонама које се називају групе, распоред који се сумира ЛибреТекст - Да ли је то истина? Тај распоред помаже сличним елементима да се скупљају.

Како на први поглед препознати метале

Већина метала на дијаграмима периодичног табеле налази се лево од зигзаговог или степенишњег граница. Они такође попуњавају велики централни блок. Неметални се скупљају горе десно, док металоиди леже дуж самог степеништа. Па, где се налазе метали у периодичном табели ? - Да. У обичном енглеском, они су углавном испод и лево од те раздвајачке линије, са прелазним металима у средини.

Зашто већина метала седи лево од степенице

Степеница пролази дијагонално кроз део п-блока, грубо преко група 13 до 16. Елементи испод и лево од њега су обично метални. Зато група 1 садржи алкалне метале, група 2 садржи алкалноземске метале, а групе од 3 до 12 имају прелазне метале. Водоник је важан изузетак. Он се налази изнад групе 1 јер има један валентни електрон, али је неметал.

Региони периодичне табеле читаоци треба да запамте

Ако сте се икада питали где се налазе метали на периодичном табели, ова брза мапа је најкориснија за запамтити. Метали у распореду периодичног табела покривају већину графиконе, што је један од разлога због којих метали чине већину познатих елемената.

Локација вам даје мапу, али још не и разлог. То је одговор на питање како метални атоми држе и деле своје електроне.

Зашто метали проводе, сјају и савијају

Периодична табела показује где се метали налазе, али њихово понашање долази од неčega мањег: начина на који се њихови спољашњи електрони држе. У поједностављеном моделу електрона-море, метални атоми се окупљају у чврстој материји док се многи валентни електрони делокализују, што значи да нису везани само за један атом. Структура остаје заједно јер позитивна атомска језгра привлаче овај заједнички облак мобилних електрона. Ако питате која су својства метала, ова атомска слика је права почетна тачка.

Метални вези и одлоцирани електрони

У ЛибреТекст , метална веза се описује као привлачност између стационарних металних центара и мобилних валентних електрона. То је поједностављен први модел, а не целокупна квантна прича, али много тога јасно објашњава. Пошто је метална веза не-управљачка, атоми се могу померати један поред другог без кршења фиксираног скупа односа један на један. То помаже да се објасне метална својства метала као што су малебилност и пластичност. Алуминијумски листови се могу притиснути тањије, а бакарне жице се могу продужити, јер електронски облак држи чврсту материју заједно чак и када се слојеви померају.

Зашто метали проводе топлоту и електричну енергију

1. Многи метали имају само неколико спољашњих електрона, а ти електрони су релативно лаби.
2. Када се метални атоми спајају, ови валентни електрони постају мобилни широм цврсте материје.
3. Под електричним полем, покретни електрони тече и носе навод, тако да метали добро проводе електричну енергију.
4. Када се један део метала загреје, покретни електрони помажу у преносу енергије кроз материјал, тако да метали такође добро проводе топлоту.
5. Ови мобилни електрони такође могу апсорбовати и ослобађати енергију од светлости, доприносећи металном сјају, док заједничка веза помаже чврстој да се савија уместо да се разбија.

Људи понекад траже коју врсту проводника имају метали. У хемијском смислу, већина метала је одличан проводник електричне енергије и топлоте, иако неки то чине много боље од других.

Како периодични трендови обликују метални карактер

Периодична табела указује на ово понашање пре него што се почне било који лабораторијски тест. Метали обично показују нижу енергију јонизације и нижу електронегативност од неметала, обрасце сузбиране у периодичним трендовима. Њихови атоми су често већи, а многи имају валентне љуске које су мање од пола пуне. То значи да је губитак електрона често лакши од добијања довољно да се попуни љуска. Због тога метални елементи обично формирају катионе у реакцијама. Главна својства метала су стога повезана са две повезане идеје: мобилни електрони унутар чврстог тела и општа тенденција да се одрекну електрона током везивања.

Метални карактер је периодични тренд, а не савршено правило "све или ништа".

Зато су натријум, гвожђе, бакар и живац метали, али се не понашају идентично. Сподељени образац је реалан, али детаљи се разликују. Ове варијације постају лакше разумети када се метали директно упоређују са неметалима и металоидима.

Метали против неметала и металоида на периодичном табели

Метални образац постаје много лакши за разумевање када се постави поред две друге главне категорије елемената. Једноставна дефиниција метала и неметала помаже на почетничком нивоу, али хемија постаје јасна када се укључе и металоиди. У најширем смислу, метали обично добро проводе, сјају и савијају се без крцања. Неметални материјали су често тупији, крхкији и лоши проводници. Металоиди седе усред, показујући мешавину обе врсте понашања.

Метали, неметали и металоиди у поређењу

Ако погледате периодична табела за метале неметале и металоиде , основна мапа је једноставна. Метали заузимају већину леве стране, средине и доње области. Неметални скуп горе десно, са водонином као добро познатим неметалним изузеком. Ако се питате где се на периодичном табели налазе металоиди, они прате зигзаг или границу зигзага између већих металних и неметалних подручја. Та граница је важна јер металоиди често имају средњу проводност и широко су повезани са понашањем полупроводника, тачка која је такође наглашена од стране Будала .

Граничне класификације и зашто се извори разликују

Периодична табела метала и неметала је корисна, али је и даље наставни модел. Неки елементи у близини степеништа не уклапају се у једну кутију. Многе референце препознају седам обично цитираних металоида, укључујући бор, силицијум, герман, арсен, антимон, телуријум и полонијум, док друге табеле другачије третирају неке од тих случајева. То је један од разлога због којих периодични систем елемената метала неметала металоида може показати мало другачији број од једног извора до другог.

Исти опрез важи за све дефиниције брзих метала и неметала. То добро функционише за очигледне случајеве као бакар против кисеоника, али средина је стварна и хемијски важна.

Како користити степеницу без превише поједностављања

• Не претпостављајте да је свака сјајна супстанца метал. Неки металоиди могу изгледати метално.
• Не третирајте металоиде као малу фусноту. Њихово мешано понашање чини их технолошки важним.
• Не очекујте да ће сваки табела означити сваки гранични елемент на исти начин.

Зато је најбоље да се степенице користе као водич, а не као крути зид. То вам говори где се шири трендови мењају, док је стварно понашање сваког елемента још увек важно. То је посебно важно на металној страни табеле, јер су натријум, гвожђе, алуминијум и уранијум сви метали, али припадају веома различитим породицама.

Главне врсте метала на периодичном табели

Метална страна табеле је превише широка да би се третирала као једна униформена категорија. Хемичари сортирају металне елементе у породице јер су оближни елементи често заједнички у обрасцу електрона и повезано понашање, као што је објашњено Визијаучење ... и не само. Зато је учење различитих врста метала корисније него заузимање једне превелике дефиниције. То помаже да се објасни зашто су натријум, гвожђе, алуминијум и уранијум сви метали, али се понашају веома другачије.

Алкални и алкалноземни метали

На крајњој левој страни су најактивније металичне породице. У алкални метали задржавају групу 1, осим водоника, који није алкални метал. Ови елементи имају један валентни електрон, имају тенденцију да формирају јоне + 1 и веома су реактивни. Визијалрнинг их описује као мекане и сјајне, а неке експлозивно реагују са водом. На многим табелама у учионици, фраза алкални метали периодичног система позива се на ову прву колону.

У следећем дворишту су алкални метали из групе 2. Ако се фокусирате на Група 2 периодичне табеле у колони, гледате берилијум, магнезијум, калцијум, стронцијум, баријум и радијум. У поређењу са алкалним металима, они су обично тежи, густији, топе на већим температурама и мање су реактивни, узор који су сумирао ЛибреТекст. А периодични систем са алкалним металима подсмешћен чини ову другу колону лакшо запамћеном.

Прелазни метали и метали након преласка

Централни блок садржи прелазне метале, највећу металну породицу. Ту се налази много познатих конструктивних и индустријских метала, укључујући гвожђе, хром и бакар. Визијалеарнинг напомиње да су ови метали генерално мање реактивни од алкалних и алкалних метала земље, што помаже да се објасни зашто се неки јављају у чистом или скоро чистом облику у природи. Њихова електронска конфигурација је променљивија, тако да многи могу формирати више од једног јона.

Ближе металојдној граници, неки извори идентификују пост-прелазне метале као посебну подгрупу. Ови елементи су и даље метални, али су често крхкији од метала прелазна језгра. Визијалеарнинг такође истиче да ова породица није обрађена на исти начин од стране сваког извора, тако да се метали након транзиције понекад наведу одвојено и понекад преклапају у ширу транзитивну групу.

Лантаниди и актиниди у контексту

Два одвојена реда испод главне табеле су лантаниди и актиниди, често називани унутрашњи прелазни елементи у ЛибреТексту. Њихови F орбитали се попуњавају. Лантаниди су сви метали и имају реактивност сличну елементима групе 2, док су актиноиди сви радиоактивни. Обично су нацртани испод стола због погодности, а не зато што су одвојени од њега.

Ове породице олакшавају упоређивање главних врста метала. Они такође откривају практичну компликацију: многи свакодневни материјали који се називају "метал" уопште нису појединачни елементи, а то је место где хемија почиње да одваја чисте елементе од легура.

Метални елементи против легура у свакодневним материјалима

Металле породице вам помажу да класификујете елементе у периодичном табели, али ознаке које се користе у радионицама и каталозима производа следе другачију логику. Чисти метали као што су алуминијум, гвожђе, бакар и злато су појединачни хемијски елементи. У супротном, легура је мешавина два или више елемената. Као Универзитет Рајс објашњава, легуре немају фиксни састав једињења и могу се разликовати у различитим рецептима.

Чисти метални елементи у поређењу са легурима

Овде се многи читаоци спотакују. Металле у инжењерству се и даље могу назвати металом, али нису једини елемент у периодичном табели. Бронза је углавном бакар и калај. Медь је углавном бакар плус цинк. Челик се састоји од гвожђа са угљеном, а многи челици такође укључују и друге елементе који подешавају тврдоћу, отпорност на корозију или чврстоћу.

Људи често питају, је алуминијум метал да ли је то истина? Да, ја сам. Алуминијум је металски елемент. Али многи делови продати као "алуминијум" су заправо алуминијумске легуре. Ксометрија напомиње да алуминијумске легуре обично укључују елементе као што су бакар, магнезијум, силицијум, цинк или манган.

Зашто челик није елемент

Па, је челик метал да ли је то истина? У свакодневном материјалном језику, да. У хемији, не. То је легура изграђена углавном од гвожђа плус угљеника, а неке категорије такође садрже метале као што су манган или хром. Ако се питате који метали су у челику , гвожђе је основни метал, док тачни додати метали зависе од класе.

Једноставна дефиниција гвожђених и негвожђених метала помоћу: железни материјали садрже гвожђе као главни елемент, док нежелени материјали садрже мало или ништа гвожђа, као што је резмирано у Протолабсу. То је категорија материјала, а не категорија периодичног табела.

Уобичајене мешавине око алуминијума, гвожђа и бакра

• Не претпостављајте да је сваки метални предмет направљен од једног елемента.
• Не третирајте легуре као челик или месинг као уносе у периодични табела.
• Не мешајте "железно" са "елементарним гвожђем". Железна значи железна.
• Не претпостављајте да трговска имена увек означавају чисте метале.

Та разлика је важна за стварне производе, јер дизајнери ретко бирају материјал само по имену. Они га бирају због проводивости, чврстоће, корозијске понашања, тежине и трошкова.

Карактеристике метала и употреба у стварном свету

Те хемијске ознаке почињу да имају значење када прави део има посао. У пракси, инжењери читају својства метала као скуп компромиса: померати електричну енергију, носити оптерећење, преживјети корозију или смањити тежину. Исто метално понашање које чини елемент проводничким или јаким такође помаже да се објасни зашто један метал завршава у жици, а други у оквиру.

Како различити метали одговарају различитим пословима

• Проводљивост: А водич за проводнике истакује челику, алуминијум и сребро као најчешће електричне проводнике. Бакар је свакодневни избор за жице и уређаје, сребро је најбољи електрични проводник, али је обично резервисан за специјализоване контакте, а алуминијум је користан тамо где је мања тежина и цена важна.
• Сила и чврстоћа: Гвожђе је структурни метал. Ако сте се питали за шта се метално гвожђе користи, један практичан одговор је изградња и производња, а гвожђе такође служи као основа за производњу челика.
• Отпорност на корозију: Метали као што су алуминијум, цинк, никел, хром и титан су вредни у суровим окружењима јер заштитни слојеви површине могу успорити даље нападе.
• Ниска тежина: Алуминијум, магнезијум и титанијум се често бирају када маса утиче на употребу горива, управљање или преносивост.

Зашто су течност, проводљивост и реактивност важни

Тешкоћа метала мења осећај и перформансе дизајна. Табела густине показује алуминијум са око 2,7 г/см3 и титан са око 4,5 г/см3, у поређењу са гвожђем са око 7,87 г/см3 и баком са око 8,96 г/см3. У поређењу густине метала помаже да се објасни зашто се лагани метали појављују у превозу и преносливим производима, док се густији могу изабрати због крутости, стабилности или компактне масе. За инжењере, метали и густина су увек повезани са другим потребама као што су чврстоћа, проводљивост, понашање корозије и трошкови.

Од елементарних особина до избора материјала

Због тога се модерни метали не бирају само по изгледу. Добар избор почиње једноставним питањима: Да ли део треба да носи струју, да се одупре рђе, да остане јак под притиском или да остане довољно лаган да би се ефикасно кретао? Хемија даје тенденције, али примена одлучује о победнику. Овај практичан процес сортирања постаје још кориснији када се сведе на контролну листу за брзо идентификовање.

Брза контролна листа за идентификацију металних елемената

Избор материјала постаје много лакши када можете брзо класификовати елемент. Не морате заузети сваку табелу металних елемената да бисте направили чврсту прву пресуду. Кратка хемијска контролна листа може вам рећи да ли елемент припада у категорију метала, и да ли је вероватно да се уклапа у прави инжењерски разговор.

Брза листа за идентификацију металног елемента

1. Проверите њен положај на периодичном табели. Већина метала седе на левој страни, средини и доњем подручју, док је водоник добро познат изузетак леве стране.
2. Питај да ли је јако метални карактер - Да ли је то истина? Једноставним речима, то значи да атом губи електроне и формира катоне. Овај тренд се обично повећава према левој страни.
3. Упореди обичне карактеристике метала , као што су проводност, сјај, малебилност и пластичност. Само једна особина није довољна, али је користан и цели модел.
4. Пази на границу степеништа. Ако се елемент налази близу те границе и показује мешано понашање, то може бити металоид, а не металоид. метални елемент .
5. Одвојити елемент од производа. Метални елемент може завршити унутар легуре, а завршени део може бити изабран због перформанси, а не због чисте хемије.

Од знања о периодичном табели до инжењерских делова

• Поправи проводљивост, густину, чврстоћу и понашање корозије са послом.
• Пажљиво прочитајте спецификације, јер на цртежима често се наведу степени легура и неколико имена метала , а не само један чист елемент.
• Користите карактеристике метала као почетна тачка, затим сузи избор по методи производње, толеранцији и окружењу сервиса.

Када је важна подршка прецизним обрадама

Аутомобилски рад додаје још један филтер: материјал не само да мора бити погодан, већ и понављајући се у производњи. У том окружењу, системи квалитета су важни. ИАТФ 16949 је изграђен око превенције дефеката и континуираног побољшања, а основни алати као што су СПЦ помажу да се процеси обраде држе под контролом.

• Шаои Метал Технологија : ИАТФ 16949 сертификована прилагођена обрада за аутомобилске компоненте, која подржава брзо прототипирање путем аутоматизоване масовне производње са контролом процеса заснованом на СПЦ-у.
• Када прегледате било ког партнера за обраду, тражите конзистенцију процеса, дисциплину инспекције и искуство са циљном легуром и прилогом.

Хемија вам даје први одговор. Добра производња претвара тај одговор у поуздани део.

Често постављена питања о металним елементима

1. у вези са Шта су метални елементи у хемији?

У хемији, метални елементи су елементи у периодичном табели чији атоми обично лакше одлазе од спољашњих електрона него неметали. Тако понашање чини да имају већу вероватноћу да формирају позитивне јоне у реакцијама. Такође помаже да се објасни зашто многи метали добро проводе електричну енергију, добро преносе топлоту, одражавају светлост и често могу бити обликовани без кршења. Овај термин се односи на елементарне метале као што су гвожђе, бакар, злато и алуминијум, а не на сваки сјајан материјал који се користи у производима.

2. Уколико је потребно. Где се метали налазе у периодичном табели?

Већина метала налази се са леве стране, преко центра и кроз већи део доњег дела периодичног табеле. Користан визуелни водич је граница степеништа: елементи углавном испод и лево од те линије су обично метали, док се неметали окупљају горе десно. Средњи блок садржи транзиционе метале, најдаље лево укључује алкалне и алкално-земљене метале, а два одвојена доња редова су метални лантаниди и актиниди. Водород је главни изузетак са леве стране јер је неметални.

3. Уколико је потребно. Које особине чине елемент металом?

Најчешћи знаци метала су добра електрична и топлотна проводност, сјај, малебилност и пластичност. На атомском нивоу, ове особине су повезане са металоном везом, где су електрони довољно покретни да се крећу кроз чврсту материју уместо да остану закључени између само два атома. Ипак, класификација метала се заснива на целокупном обрасцу, а не на једној особини. Неки метали су мекији, мање сјајни или мање проводни од других, па хемичари гледају на понашање као целину.

4. Уколико је потребно. Како се метали разликују од неметала и металоида?

Метали обично добро проводе и често се могу савити или увући у облик, док су неметали чешће лоши проводници и могу бити крхки у чврстом облику. Металоиди се налазе између тих категорија и могу показати мешано понашање, због чега су важни у дискусијама о полупроводницима. Линија степеница на периодичном табели је корисна, али то није савршен зид. Неколико граничних елемената различита извора различно класификују, тако да упоређивање најбоље функционише када се локација и својства користе заједно.

5. Појам Зашто је разумевање металних елемената важно у производњи и аутомобилским деловима?

Знање да ли је материјал направљен од металног елемента и како се тај метал понаша помаже инжењерима да бирају праву легу, процес и проверу квалитета за део. Проводљивост, чврстоћа, отпорност на корозију и густина сви утичу на то да ли метал одговара жицама, оквирима, кућама или прецизним компонентама. У аутомобилском раду, то знање мора бити у складу са производњом која се може понављати. Због тога компаније често траже партнере за обраду са контролисаним системима као што су сертификација ИАТФ 16949 и контрола процеса заснована на СПЦ-у, као што је подршка за обраду прилагођене обраде излажена из Шаои Метал Технологи.