METALLER: TARIHÇE, ÖZELLIKLER, TÜRLER, KULLANIMLAR, ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Metaller periyodik sistemin metal olmayan, hidrojen hariç olmak üzere, sol tarafta bulunan eleman, bir grup ile oluşturulmaktadır. Kimyasal elementlerin yaklaşık% 75'ini metaller oluşturur, bu nedenle doğanın büyük bir kısmının metalik olduğu söylenebilir.

İnsanoğlunun tarihöncesinde işlediği metaller şunlardı: altın, gümüş, bakır, kalay, kurşun ve demir. Bunun nedeni, yerel durumlarında olmaları veya yararlı nesneler yapmak için işlenmelerinin kolay olmasıydı.

Mavi renkli metalik elemanlar. Yeşil metaller ve kahverengi metal olmayan metaller

Kaya ve mineral yığınlarından parlak ve gümüş cisimlerin çıkarılabilmesi sihirli bir şey gibi görünüyor (bazı önemli ve olağanüstü istisnalar dışında). Kil kayalarından bu indirgenmiş metalin levha veya gümüş kağıtlarda elde edildiği boksit ve alüminyum için durum böyledir.

Metaller, endüstrilerin çerçevesidir; kabloları, reaktörleri, birimleri, konteynırları bir şekilde metallerden ve alaşımlarından yapılmıştır.

İlk madeni paralar, silahlar, aletler, zırhlar, daha sonra modern yaşamdaki diğer önemli nesnelerin yanı sıra araç, bisiklet, tekne, uçak, bilgisayar üretiminde kullanılmak üzere metallerle yapıldı.

Tarih

Bakır Çağı

Metalurjik genişleme - Kaynak: Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International lisansı altında Metallurgical diffusion.svg

M.Ö. 9000'de, ilk dövme bakır metal nesneler, Yakın Doğu'da, bakır çekiçlemenin, bakırın bıçak yapımında kullanılmasıyla gücünü ve direncini artırdığını keşfettiğinde yapıldı. Bakır Çağı budur.

Korvelit ve malakit gibi mavi minerallerin (MÖ 4000-3000) ısıtılmasıyla bakırın elde edilebileceği keşfedildi.

Kalkolitik dönem, MÖ 5.000-3.000 yıllarına karşılık gelen Tunç Çağı'ndan önceki bir dönemdir.İnsan, bakır oksitten dövme bakır elde etmek için bakırın eritilmesi ve eritilmesi ile deneyler yapmaya başlamıştır.

Bronz Çağı (MÖ 3.000-1.500)

Bronz Çağından Malzemeler - Kaynak: Gaguilella, Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 Uluslararası lisansı altında.

Muhtemelen insan, Yakın Doğu'da bronz elde etmek için, önce bakır ve arsenik, daha sonra bakır ve kalay olmak üzere yanlışlıkla alaşımlar yapmaya başladı.

Bu döneme denk gelen bronz eşyalar% 87 bakır,% 11 kalay ve az miktarda demir, arsenik, nikel, kurşun ve antimon içeriyordu.

Demir Çağı (MÖ 700)

Adam, Yakın Doğu'da ferforje üretimi için ferforje bakır üretiminde tecrübesini kullandı. Aynı dönemde İtalya'da Etrüsk tozunun granülasyonu meydana geldi.

Bilinen en eski çelik üretimi, bir demir ve karbon alaşımı, Anadolu'da bir arkeolojik alanda metal parçalarında ortaya çıktı (MÖ 1800)

MS 1122 civarında, bilinmeyen bir tarih ve yerde dökme demir piyasaya sürüldü. 1440 yılında Çin, Pekin'in Büyük Çanı üretildi. Yaklaşık üç yüzyıl sonra, MS 1709'da yakıt malzemesi olarak kok kullanılarak erimiş demir üretildi.

1779'da İngiltere'de mimari malzeme olarak dökme demir kullanıldı. 1855'te Henry Bessenir, yumuşak çelik elde etmek için hammadde olarak pik demiri kullandı. İngiliz Clark ve Wood (1872), şu anda paslanmaz çelik olarak kabul edilen bir alaşımın patentini aldı.

Metallerin fiziksel özellikleri

Bu eski çanların bronzları, metallerin süs veya dini amaçlar için yararlılığını gösterir. Kaynak: Pxhere.

Sahip olduğumuz metallerin bazı fiziksel özellikleri arasında:

-Metaller parlaktır ve ışığı yansıtabilir.

-Genelde iyi elektrik ve ısı iletkenleridir.

-Erime ve kaynama noktaları yüksektir.

-Değiştirilebilir, yani dövülerek ince levhalar üretilebilirler.

-Sünektirler, onlarla çok küçük çaplı teller veya lifler üretebilirsiniz.

-Oda sıcaklığında sıvı olan cıva ve ellerinizin arasında sıkarak eriyen galyum dışında katı halde sunulurlar. Aşağıdaki resimde bir cıva kabı görebilirsiniz:

-Opak gövdelerdir, ince tabakaları ışıkla geçilmez.

Bıçakla kesilebilen sodyum ve potasyum dışında çok serttir.

-En yüksek yoğunluğa sahip osmiyum ve iridyum ve en düşük yoğunluğa sahip lityum ile yüksek yoğunluğa sahiptirler.

Metallerin kimyasal özellikleri

Sahip olduğumuz metallerin bazı kimyasal özellikleri arasında:

-Elektron kaybetme ve metal katyonları oluşturma eğilimindedirler, M ^{n +} , burada n, oksidasyon sayısını gösterir, bu sadece alkali ve toprak alkali metaller için değerlik sayılarıyla çakışır.

-Elektronegatiflikleri düşük.

- Paslanırlar ve oksidasyon hasarı yaşarlar.

-Oksijenle reaksiyona girdiğinde bazik oksitleri oluşturur. Bu oksitler, su ile birleştirildiğinde metal hidroksitler oluşturur. Metal oksitler, tuzlar ve su oluşturmak için asitlerle reaksiyona girer.

-Elektronlarından vazgeçtikleri için iyi indirgeyici ajanlardır.

Metal türleri

Metaller şu şekilde sınıflandırılır: alkali, toprak alkali, geçiş sonrası, geçiş ve sözde nadir topraklar.

Alkali metaller

Doğada genellikle serbest bulunmazlar çünkü kolayca okside olurlar. Dış yörünge kabuklarında suborbital s ¹ var, bu yüzden +1 oksidasyon durumuna sahipler. Su ile ekzotermik olarak reaksiyona giren ve güçlü bir şekilde indirgenen metallerdir.

Alkali toprak metalleri

Dövülebilir ve sünek metallerdir. Bu gruptaki elementlerin atomları bir s ² konfigürasyonuna sahiptir , bu nedenle iki elektrondan vazgeçebilirler ve oksidasyon durumları + ^2'dir . Berilyum dışında, havaya maruz kaldıklarında oksitlenebilirler.

Geçiş sonrası metaller

Periyodik tablodaki geçiş metalleri ile metaloidler arasında bulunan sözde p bloğunun metalleridir.

Grup 3'ün elementleri, en yaygın olarak +1 ve +3 oksidasyon durumlarına sahiptir, ancak alüminyum sadece +3 oksidasyon durumuna sahiptir. Ayrıca, geçiş sonrası metallerin bir kısmı 14 ve 15 numaralı gruplarda bulunur.

Geçiş metalleri d

Baz oluşturan elementler ile asit oluşturan elementler arasında bulunan bir grup oluştururlar. D ve f atomik orbitalleri eksik ve doludur. Geçiş metalleri terimi geçiş metallerini ifade etmesine rağmen d.

Geçiş metalleri birden fazla oksidasyon durumuna sahiptir. Diğer metal gruplarından daha yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptirler. Geçiş metalleri, diğerleri arasında demir, krom, gümüş vb. İçeren çok heterojen bir metal grubudur.

Nadir topraklar

Nadir toprak cevheri

Bu metal grubu, skandiyum ve itriyum elementlerinden ve lantanit ve aktinit serisinin elementlerinden oluşur. 'Nadir topraklar' terimi, doğada saf halde bulunmadıkları ve asitler tarafından saldırıya açık oldukları gerçeğini ifade eder.

Uygulamalar

Alkali metaller

Lityum, bazı nükleer reaktörlerde ısı transfer ortamı olarak kullanılır. Bazı kuru pillerde ve hafif akümülatörlerde kullanılır. Lityum klorür ve lityum bromür, endüstriyel kurutma ve iklimlendirme işlemlerinde kullanılan higroskopik bileşiklerdir.

Sodyum, titanyum ve zirkonyum gibi metallerin metalürjisinde kullanılır. Sodyum ark lambalarında kamu aydınlatmasında kullanılır. Sodyum klorür (NaCl), gıda aroması olarak ve etin korunmasında kullanılır.

Alkali toprak metalleri

Magnezyum, fotoğrafçılıkta flaş ışığı olarak ve havai fişeklerde kullanıldı. Baryum, elementin elektron yayma kolaylığı nedeniyle bujilerde kullanılan alaşımların bir bileşenidir. Baryum tuzları, gastrointestinal sistemdeki plakalara x-ışını hasarını sınırlamak için kullanılır.

Kalsiyum, erimiş metallerdeki çözünmüş safsızlıkları gidermek için ve vakum tüplerindeki atık gazların uzaklaştırılmasında kullanılır. Kemik kırıklarının tedavisinde ve yapımında kullanılan bir malzeme olan alçının parçasıdır.

Geçiş sonrası metaller

Alüminyum hafif bir metal olduğu için uçak ve gemi yapımında kullanılır. Ayrıca çok sayıda mutfak eşyası üretiminde de kullanılmaktadır. Terlemeyi sınırlandıran deodorantların imalatında hammadde olarak kullanılır.

Galyum, yüksek sıcaklık transistörlerinde ve termometrelerde kullanılır. ⁶⁷ Ga izotopu tıpta bazı melanomları tedavi etmek için kullanılır. Kurşun, pillerin yapımında ve iyonlaştırıcı radyasyona karşı korunmada kullanılır.

Geçiş metalleri

Bakır su temin borularında, buzdolaplarında ve klima sistemlerinde kullanılır. Bilgisayarların ısı yayma mekanizmasının bir parçası olarak da kullanılır. Elektrik akımının iletilmesinde, elektromıknatıslarda ve camların renklendirilmesinde kullanılır.

Nikel, paslanmaz çeliğin yanı sıra gitar telleri ve şarj edilebilir piller yapmak için kullanılır. Metallerin korunmasında elektro kaplamada da kullanılır. Valfler, yataklar ve frenler gibi araç parçalarında bulunan alaşımlarda kullanılır.

Nikel, madeni para yapımında uzun süredir kullanılmaktadır.

Çinko, pirinç üretiminde metalleri korozyona karşı korumak için kullanılır. Çatılarda, oluklarda ve iniş çıkışlarında kullanılan levhaların imalatında çinko oksit ve çinko sülfat kullanılmaktadır.

Krom, metalleri korozyona karşı korumak ve parlatmak için kullanılır. Amonyak (NH ₃ ) sentez reaksiyonunda katalizör olarak kullanılır . Ahşabı korumak için krom oksit kullanılır.

Nadir topraklar

Scandium, havacılık bileşenleri için alüminyum içeren alaşımlarda kullanılır. Cıva buharlı lambalarda katkı maddesidir.

Lantan, alkali dayanımı yüksek, kırılma indisi yüksek camlarda kullanılır. Ayrıca kamera lenslerinin üretiminde ve petrol rafinerileri için katalitik kırma katalizörü olarak kullanılır.

Seryum, kimyasal bir oksitleyici ajan olarak kullanılır. Ek olarak, cam ve seramikte sarı bir renklendirme ve kendi kendini temizleyen fırınlar için bir katalizör sağlamak için kullanılır.

Metalik eleman örnekleri

alkalik

Sodyum (Na), potasyum (K), sezyum (Cs), lityum (Li) ve rubidyum (Ru).

Alkali-toprak

Berilyum (Be), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), stronsiyum (Sr), baryum (Ba) ve radyum (Ra).

Post-geçiş

Alüminyum (Al), galyum (Ga), İndiyum (In), talyum (Tl), kalay (Sn) ve kurşun (Pb).

Geçici

Titanyum (Ti), Vanadyum (V), Krom (Cr), Manganez (Mn), Demir (Fe), Kobalt (Co), Nikel (Ni), Bakır (Cu), Çinko (Zn), Zirkonyum (Zr), niyobyum (Nb), molibden (Mo), paladyum (Pd), gümüş (Ag), tungsten (W), renyum (Re), osmiyum (Os), iridyum (Ir),

Platin (Pt), Altın (Au) ve Cıva (Hg).

Nadir topraklar

Skandiyum (Sc), itriyum (Y), lantan (La), seryum (Ce), praseodim (Pr), neodim (Nd), samaryum (Sm), öropiyum (Eu), gadolinyum (Gd), holmiyum (Ho), erbiyum (Er), tulium (Tm), iterbiyum (Yb) ve lutesyum (Lu).

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 Ekim 2019). Metaller ve Ametaller. Kurtarıldı: thinkco.com
4. Metaller ve Özellikleri - Fiziksel ve Kimyasal. . Kurtarıldı: csun.edu
5. Jonathan Maes. (2019). 18 Farklı Metal Türü (Gerçekler ve Kullanımlar). Makeitfrommetal.com'dan kurtarıldı