Фізичні властивості металів. Фізичні властивості металів — Гіпермаркет знань Фізичні властивості металів IVВ групи

Всі метали та сплави металівмають певні властивості. Властивості металів та сплавівподіляють на чотири групи: фізичні, хімічні, механічні та технологічні.

Фізичні властивості. До фізичних властивостей металів та сплавіввідносяться: щільність, температура плавлення, теплопровідність, теплове розширення, питома теплоємність, електропровідність та здатність намагнічуватися. Фізичні властивості деяких металів наведені у таблиці:

Фізичні властивості металів

Назва	Питома вага, г 1см 3	Температура плавлення, °С	Коефіцієнт лінійного розширення, α 10 -6	Питома теплоємність, кал/г-град	Теплопровідність λ, Кал/см сек-град	Питомий електроопір при 20°, Ом мм / м
Алюміній

Вольфрам



Марганець

Молібден

Густина.Кількість речовини, що міститься в одиниці об'єму, називають щільністю.Щільність металу може змінюватись в залежності від способу його виробництва та характеру обробки.

Температураплавлення. Температуру, при якій метал повністю переходить із твердого стану в рідкий, називають температурою плавлення. Кожен метал чи сплав має власну температуру плавлення. Знання температури плавлення металів допомагає правильно вести теплові процеси під час термічної обробки металів.

Теплопровідність.Здатність тіл передавати тепло від більш нагрітих частинок до менш нагрітих називають теплопровідністю . Теплопровідність металу визначається кількістю теплоти, що проходить по металевому стрижню перетином 1см 2 , довжиною 1см протягом 1сек. при різниці температур 1°С.

Тепловерозширення.Нагрівання металу до певної температури викликає розширення.

Величину подовження металу під час нагрівання легко визначити, якщо відомий коефіцієнт лінійного розширення металу α. Коефіцієнт об'ємного розширення металу дорівнює β Зα.

Питоматеплоємність. Кількість тепла, яка необхідна для підвищення температури 1 гречовини на 1°С називають питомою теплоємністю. Метали в порівнянні з іншими речовинами мають меншу теплоємність, тому їх нагрівають без великих витрат тепла.

Електропровідність.Здатність металів проводити електричний струм називають електропровідністю. Основною величиною, що характеризує електричні властивості металу, є питомий електроопір ρ, тобто опір, який чинить струм дріт з даного металу довжиною 1м та перетином 1 мм 2 .Воно визначається омах. Величину, зворотну питому електроопір, називають електропровідністю.

Більшість металів має високу електропровідність, наприклад срібло, мідь та алюміній. З підвищенням температури електропровідність зменшується, і з зниженням увеличивается.

Магнітні властивості.Магнітні властивості металів характеризуються такими величинами: залишковою індукцією, коерцетивною силою та магнітною проникністю.

Залишковою індукцією (Вr) називають магнітну індукцію, що зберігається у зразку після його намагнічування та зняття магнітного поля. Залишкову індукцію вимірюють у гаусах.

Коерцетивною силою (Нс)називають напруженість магнітного поля, яка повинна бути прикладена до зразка, щоб звести до нуля залишкову індукцію, тобто розмагнітити зразок. Коерцетивну силу вимірюють у ерстедах.

Магнітна проникність μ характеризує здатність металу намагнічуватися під визначається за формулою

Залізо, нікель, кобальт і гадолиний притягуються до зовнішнього магнітного поля значно сильніше, ніж інші метали, і зберігають здатність намагнічуватися. Ці метали називаються феромагнітними (від латинського слова ферум - залізо), які магнітні властивості - феромагнетизмом. При нагріванні до температури 768 ° С (температура Кюрі) феромагнетизм зникає, і метал стає немагнітним.

Хімічні властивості.Хімічними властивостями металів та сплавів металівназивають властивості, що визначають їхнє відношення до хімічних впливів різних активних середовищ. Кожен метал або сплав металу має певну здатність чинити опір впливу цих середовищ.

Хімічні впливи середовища проявляються в різних формах: залізо іржавіє, бронза покривається зеленим шаром окису, сталь при нагріванні в загартованих печах без захисної атмосфери окислюється, перетворюючись на окалину, а в сірчаній кислоті розчиняється і т. д. Тому для практичного використання металів та сплавів необхідно знати їхні хімічні властивості. Ці властивості визначають зі зміни ваги випробуваних зразків за одиницю часу на одиницю поверхні. Наприклад, опір сталі окалиноутворенню (жаростійкість) встановлюють збільшення ваги зразків за 1 годину на 1 дмповерхні в грамах (приріст виходить за рахунок утворення окислів).

Механічні властивості.Механічні властивості визначають працездатність сплавів металівпри дії ними зовнішніх сил. До них відносяться міцність, твердість, пружність, пластичність, ударна в'язкість та ін.

Для визначення механічних властивостей сплавів металівїх піддають різним випробуванням.

Випробуванняна розтягування(Розрив). Це основний спосіб випробування, застосовуваний визначення межі пропорційності σ пц, межі плинності σ s, межі міцності σ b відносного подовження і відносного звуження ψ.

Для випробування на розтягування виготовляють спеціальні зразки-циліндричні та плоскі. Вони можуть бути різних розмірів, залежно від типу розривної машини, де відчувають метал на розтяг.

Розривна машина працює наступним чином: випробуваний зразок закріплюють у затискачах головок і поступово розтягують із зростаючою силою Рдо розриву.

На початку випробування при невеликих навантаженнях зразок деформується пружно, подовження його пропорційно до зростання навантаження. Залежність подовження зразка від прикладеного навантаження називають законом пропорційності.

Найбільше навантаження, яке може витримати зразок без відхилення від закону пропорційності, називають попередулом пропорційності:

σ пц = Рр/Fo

Fпро мм 2 .

У разі збільшення навантаження крива відхиляється убік, т. е. закон пропорційності порушується. До точки Р рдеформація зразка була пружною. Деформація називається пружною, якщо вона повністю зникає після розвантаження зразка. Практично межа пружності сталі приймають рівною межі пропорційності.

З подальшим збільшенням навантаження (вище точки Р е)крива починає значно відхилятися. Найменше навантаження, при якому зразок деформується без помітного збільшення навантаження, називають межею плинності:

σ s=Ps/Fo

де , Кгс;

F o - Початкова площа поперечного перерізу зразка, мм 2 .Після межі плинності навантаження збільшується до точки Ре,де вона сягає свого максимуму. Поділом максимального навантаження на площу поперечного перерізу зразка визначають межа міцності:

σb=Pb/Fo,

F o - Початкова площа поперечного перерізу зразка, мм 2 .У точці Р дозразок розривається. За зміною зразка після розриву судять про пластичність металу, яка характеризується відносним подовженням δ і звуженням ψ.

Під відносним подовженням розуміють відношення збільшення довжини зразка після розриву до його початкової довжини, виражене у відсотках:

δ= l 1 - l 0 / l 0 · 100%

де l 1 - Довжина зразка після розриву, мм;

l 0 - Початкова довжина зразка, мм.

Відносним звуженням називається відношення зменшення площі поперечного перерізу зразка після розриву до його початкової площі поперечного перерізу

φ= F o- F 1 / F 0 · 100%,

де F o - Початкова площа перерізу зразка, мм 2;

F 1 - площа поперечного перерізу зразка у місці розриву (шийка), мм 2 .

Випробування на повзучість.Повзучість - це властивість сплавів металівповільно та безперервно пластично деформуватися при постійному навантаженні та високих температурах. Основною метою випробування на повзучість є визначення межі повзучості - величини напруги, що діє тривалий час за певної температури.

Для деталей, що працюють тривалий час при підвищених температурах, враховують тільки швидкість повзучості при процесі, що встановився, і задають граничні умови, наприклад1°/о за 1000 год. або 1°/о за 10 000 год.

Випробуванняна ударну в'язкість.Здатність металів, чинити опір дії ударних навантажень ударною в'язкістю. Випробовування на ударну в'язкість в основному піддають конструкційні сталі, так як вони повинні мати не тільки високі показники статичної міцності, але і високу ударну в'язкість.

Для випробування беруть зразок стандартної форми та розмірів. Зразок надрізають посередині, щоб він у процесі випробування переломився у цьому місці.

Зразок випробовують так. На опори маятникового копра кладуть випробуваний зразок надрізом до станин . Маятник вагою G піднімають на висоту h 1 . При падінні з цієї висоти маятник вістрям ножа руйнує зразок, після чого піднімається на висоту h 2 .

За вагою маятника та висотою його підйому до і після руйнування зразка визначають витрачену роботу А.

Знаючи роботу руйнування зразка, обчислюємо ударну в'язкість:

α до=А/F

де А- робота, витрачена на руйнування зразка, кгсм;

F - площа поперечного перерізу зразка у місці надрізу, см 2 .

СпосібБрінелля. Сутність цього способу полягає в тому , що, використовуючи механічний прес, у випробуваний метал під певним навантаженням вдавлюють сталеву загартовану кульку і діаметром отриманого відбитка визначають твердість.

Спосіб Роквелла. Для визначення твердості за способом Роквелла застосовують алмазний конус з кутом при вершині 120°, або сталева кулька діаметром 1,58 мм.При цьому способі вимірюють діаметр відбитка, а глибину вдавлювання алмазного конуса або сталевої кульки. Твердість вказується стрілкою індикатора одразу після закінчення випробування. При випробуванні загартованих деталей з високою твердістю застосовують алмазний конус і вантаж 150 кгс.Твердість у цьому випадку відраховують за шкалою Зі позначають HRC.Якщо при випробуванні береться сталева кулька і вантаж 100 кгс, то твердість відраховують за шкалою Уі позначають HRB.При випробуванні дуже твердих матеріалів або тонких виробів використовують алмазний конус і вантаж 60 кгс.Твердість при цьому відраховують за шкалою Аі позначають HRA.

Деталі для визначення твердості на приладі Роквелла повинні бути добре зачищеними та не мати глибоких рисок. Спосіб Роквелла дозволяє точно та швидко проводити випробування металів.

Спосіб Вікерса . При визначенні твердості за способом Вікерса як наконечник, що вдавлюється в матеріал, застосовують чотиригранну піраміду алмазу з кутом міжгранями 136°. Отриманий відбиток вимірюють за допомогою мікроскопа в приладі. Потім за таблицею знаходять число твердості HV.При вимірі твердості застосовують одне з наступних навантажень: 5, 10, 20, 30, 50, 100 кгс.Невеликі навантаження дозволяють визначати твердість тонких виробів і поверхневих шарів деталей, що азотуються і ціануються. Прилад Вікерса зазвичай використовують у лабораторіях.

Спосіб визначення мікротвердості . Цим способом вимірюють твердість дуже тонких поверхневих шарів та деяких структурних складових сплавів металів.

Мікротвердість визначають приладом ПМТ-3, який складається з механізму для вдавлювання алмазної піраміди під навантаженням 0,005-0,5 кгста металографічного мікроскопа. В результаті випробування визначають довжину діагоналі одержаного відбитка, після чого по таблиці знаходять значення твердості. Як зразки для визначення мікротвердості застосовують мікрошліфи з полірованою поверхнею.

Спосіб пружної віддачі. Для визначення твердості способом пружної віддачі застосовують прилад Шора, який працює наступним чином. На добре зачищену поверхню випробуваної деталі з висоти Нпадає бойок, з алмазним наконечником. Вдарившись об поверхню деталі, бойок піднімається на висоту. h.По висоті відскакування бойка відраховують числа твердості. Чим твердіший випробуваний метал, тим більша висота відскакування бойка, і навпаки. Прилад Шора використовують переважно для перевірки твердості великих колінчастих валів, головок шатуна, циліндрів та інших великих деталей, твердість яких важко вимірювати на інших приладах. Прилад Шора дозволяє перевіряти шліфовані деталі без порушення якості поверхні, проте результати перевірки не завжди точні.

Перекладна таблиця твердості

Діаметр відбитка (м м) по Брінеллю, діаметр кульки 10 мм, навантаження 3000 кгс	Число твердості за
	Брінеллю НВ	Роквеллу шкали	Вікерсу HV
	Брінеллю НВ		Вікерсу HV

Спосіб дряпання.Цей спосіб, на відміну від описаних, характеризується тим, що при випробуванні відбувається не тільки пружна та пластична деформація випробуваного матеріалу, але і його руйнування.

В даний час для перевірки твердості та якості термічної обробки сталевих заготовок та готових деталей без руйнування застосовують прилад – індуктивний дефектоскоп ДІ-4. Цей прилад працює на вихрових струмах, які збуджуються змінним електромагнітним полем, яке створюється датчиками в контрольованих деталях та еталоні.

Густина.Це - одна з найважливіших характеристик металів та сплавів. за щільністю метали поділяються на такі групи:

легені(Щільність не більше 5 г/см 3) - магній, алюміній, титан та ін:

важкі- (Щільність від 5 до 10 г/см 3) - залізо, нікель, мідь, цинк, олово та ін (це найбільш велика група);

дуже важкі(Щільність більше 10 г/см 3) - молібден, вольфрам, золото, свинець та ін.

У таблиці 2 наведено значення густини металів. (Це та наступні таблиці характеризують властивості тих металів, які становлять основу сплавів для художнього лиття).

Таблиця 2. Щільність металу.

Температура плавлення.Залежно від температури плавлення метал поділяють такі групи:

легкоплавкі(температура плавлення вбирається у 600 o З) - цинк, олово, свинець, вісмут та інших.;

середньоплавкі(Від 600 o С до 1600 o С) - до них відносяться майже половина металів, у тому числі магній, алюміній, залізо, нікель, мідь, золото;

тугоплавкі(понад 1600 o С) - вольфрам, молібден, титан, хром та ін.

Ртуть відноситься до рідин.

При виготовленні художніх виливків температура плавлення металу або сплаву визначає вибір плавильного агрегату та вогнетривкого формувального матеріалу. При введенні в метал добавок температура плавлення зазвичай знижується.

Таблиця 3. Температура плавлення та кипіння металів.

Питома теплоємність. Це кількість енергії, необхідне підвищення температури одиниці маси на градус. Питома теплоємність зменшується зі збільшенням порядкового номера елемента таблиці Менделєєва. Залежність питомої теплоємності елемента у твердому стані від атомної маси описується приблизно законом Дюлонга і Пти:

m a c m = 6.

де, m a- Атомна маса; c m- Питома теплоємність (Дж/кг * o С).

У таблиці 4 наведено значення питомої теплоємності деяких металів.

Таблиця 4. Питома теплоємність металів.

Прихована теплота плавлення металів. Ця характеристика (таблиця 5) поряд з питомою теплоємністю металів значною мірою визначає необхідну потужність плавильного агрегату. Для розплавлення легкоплавкого металу іноді потрібно більше теплової енергії, ніж тугоплавкого. Наприклад, для нагрівання міді від 20 до 1133 o З потрібно в півтора рази менше теплової енергії, ніж для нагрівання такої кількості алюмінію від 20 до 710 o C.

Таблиця 5. Прихована теплота металу

Теплоємність. Теплоємність характеризує передачу теплової енергії від частини тіла до іншої, а точніше, молекулярної перенесення теплоти в суцільному середовищі, обумовлений наявністю градієнта температури. (Таблиця 6)

Таблиця 6. Коефіцієнт теплопровідності металів при 20 o

Якість художнього лиття тісно пов'язане із теплопровідністю металу. У процесі виплавки важливо не тільки забезпечити досить високу температуру металу, але й досягти рівномірного розподілу температури у всьому обсязі рідкої ванни. Чим вище теплопровідність, тим більш рівномірно розподілена температура. При електродуговій плавці, незважаючи на високу теплопровідність більшості металів, перепад температури за перерізом ванни досягає 70-80 o З, а для металу з низькою теплопровідністю цей перепад може досягати 200 o З і більше.

Сприятливі умови для вирівнювання температури створюються при індукційній плавці.

Коефіцієнт теплового розширення. Ця величина, що характеризує зміну розмірів зразка довжиною 1 м при нагріванні на 1 o С, має важливе значення при емальєрних роботах (таблиця 7)

Коефіцієнти теплового розширення металевої основи та емалі повинні мати по можливості близькі значення, щоб після випалу емаль не розтріскувалася. Більшість емалей, що становлять твердий коефіцієнт оксидів кремнію та інших елементів, мають низький коефіцієнт теплового розширення. Як показала практика, емалі дуже добре триматися на залозі, золоті, менш міцно – на міді та сріблі. Можна вважати, що титан - дуже потрібний матеріал для емальування.

Таблиця 7. Коефіцієнт теплового розширення металів.

Відбивна здатність. Це здатність металу відбивати світлові хвилі певної довжини, яка сприймає людським оком як колір (таблиці 8). Кольори металу вказані у таблиці 9.

Таблиця 8. Відповідність між кольором та довжиною хвилі.

Таблиця 9. Кольори металів.

Чисті метали в декоративно-ужитковому мистецтві практично не застосовуються. Для виготовлення різних виробів використовують сплави, характеристики яких значно відрізняються від кольору основного металу.

Протягом тривалого часу накопичувався величезний досвід застосування різних ливарних сплавів виготовлення прикрас, побутових предметів, скульптур та багатьох інших видів художнього лиття. Однак досі ще не розкрито взаємозв'язок між будовою сплаву та його відбивною здатністю.

З курсу хімії 8 класу ви вже маєте уявлення про природу хімічного зв'язку, що існує в кристалах металів - металевого зв'язку. Нагадаємо, що у вузлах металевих кристалічних ґрат розташовуються атоми та позитивні іони металів, пов'язані за допомогою узагальнених зовнішніх електронів, що належать всьому кристалу. Ці електрони компенсують сили електростатичного відштовхування між позитивними іонами і цим пов'язують їх, забезпечуючи стійкість металевих ґрат.

Металевий зв'язок зумовлює всі найважливіші фізичні властивості металів: пластичність, електро- та теплопровідність, металевий блиск та інші властивості, характерні для цього класу простих речовин.

Пластичність - це властивість речовини змінювати форму під зовнішнім впливом та зберігати прийняту форму після припинення цієї дії.

Здатність розплющуватися від удару чи витягуватися у дріт під впливом сили становить найважливіше механічне властивість металів. Воно лежить в основі такої шанованої більшістю народів світу професії, як професія коваля. Недарма покровителем ковальства у різних народів був бог вогню: у греків - Гефест, у римлян - Вулкан, у слов'ян - Сварог.

Пластичність металів обумовлена здатністю одних шарів атом-іонів у кристалах під зовнішнім впливом легко зміщуватися (ніби ковзати) по відношенню до інших шарів без розриву зв'язків між ними (рис. 26).

Мал. 26.
Зміщення шарів у металевій кристалічній решітці при механічному впливі

Найбільш пластичні золото, срібло та мідь. Наприклад, із золота можна виготовити «золоту фольгу» завтовшки 0,003 мм, яку використовують для золочення виробів (рис. 27).

Мал. 27.
Високу пластичність золота використовують для золочення інтер'єрів палаців

Висока електропровідність більшості металів обумовлена присутністю в їх кристалічних ґратах рухомих електронів, які спрямовано переміщуються під дією електричного поля (рис. 28).

Мал. 28.
У металевих кристалічних ґратах рухомі електрони під дією електричного поля переміщуються, створюючи електричний струм

При нагріванні коливальні рухи іонів у кристалі посилюються, що ускладнює спрямований рух електронів і веде до зниження електричної провідності. При охолодженні електропровідність металів збільшується і поблизу абсолютного нуля перетворюється на надпровідність. Найбільшу електропровідність мають срібло та мідь, найменшу – марганець, свинець, ртуть та вольфрам.

Така властивість, як теплопровідність металів, також пов'язана з високою рухливістю вільних електронів: зіштовхуючись з іонами, що коливаються у вузлах решітки, електрони обмінюються з ними енергією. З підвищенням температури коливання іонів за допомогою електронів передаються іншим іонам, і температура всього металевого предмета швидко вирівнюється.

Для гладкої поверхні металів характерний металевий блиск – результат відбиття світлових променів. У порошкоподібному стані більшість металів втрачає блиск, набуваючи чорного або сірого забарвлення, і тільки алюміній і магній зберігають блиск у порошку. З алюмінію, срібла і паладію, що мають найбільш високу відбивну здатність, виготовляють дзеркала, в тому числі і застосовувані в прожекторах.

Більшість металів характерний білий чи сірий колір. Золото та мідь пофарбовані відповідно у жовтий та жовто-червоний колір.

З інших фізичних властивостей металів найбільший практичний інтерес становлять твердість, щільність та температура плавлення.

Для всіх металів (крім ртуті) за звичайних умов характерний твердий агрегатний стан. Однак твердість їхня різна. Найбільш тверді – метали побічної підгрупи VI групи (VIB групи) Періодичної системи Д. І. Менделєєва. Так, хром за твердістю наближається до алмазу. Найм'якіші – метали головної підгрупи I групи (IA групи) Періодичної системи Д. І. Менделєєва – лужні метали. Наприклад, натрій та калій легко ріжуться ножем.

За щільністю метали ділять на легкі (щільність менше 5 г/см 3 ) та важкі (щільність більше 5 г/см 3 ). До легень відносять лужні, лужноземельні метали та алюміній. З перехідних металів сюди включають скандій, ітрій та титан. Ці метали, завдяки легкості та тугоплавкості, все ширше застосовують у різних галузях техніки.

Найлегший метал – це літій (р = 0,53 г/см 3 ). Найважчий – осмій (р = 22,6 г/см 3 ).

Легкі метали зазвичай легкоплавкі, галій може плавитися вже на долоні руки, а важкі метали – тугоплавки. Найбільшою температурою плавлення, яка дорівнює 3380 ° С, має вольфрам. Цю властивість вольфраму використовують для виготовлення ламп розжарювання (рис. 29, 1). Крім нього, у конструкцію лампи входять ще сім металів.

Мал. 29.
Лампи, при виготовленні яких використовують різні метали: 1 – лампа розжарювання; 2 – галогенна лампа; 3 – люмінесцентна лампа; 4 - світлодіодна лампа

У Російській Федерації в даний час, як і раніше в Євросоюзі та США, на державному рівні прийнято рішення про заміну звичних ламп розжарювання на більш економічні та довговічні сучасні лампи, наприклад, галогенні, люмінесцентні та світлодіодні. Галогенова лампа (рис. 29, 2) - це та ж лампа розжарювання з вольфрамовою ниткою, заповнена інертними газами з добавкою парів галогенів (брому або йоду). Люмінесцентні (рис. 29, 3) - це добре знайомі вам лампи денного світла, які мають один істотний недолік - вони містять ртуть, а тому потребують дотримання особливих правил утилізації на спеціальних пунктах прийому. Світлодіодні лампи (рис. 29, 4) - найекономічніші та найдовговічніші (термін роботи до 100 тис. год), але поки й найдорожчі з ламп.

Мал. 30.
Метали умовно поділяють на дві групи: чорні (а – чавун; б – сталь); кольорові (в - мідь; г - алюміній)

У техніці, як ви вже знаєте, метали ділять на чорні (залізо та його сплави) і кольорові (всі інші, детальніше про них буде розказано в наступному параграфі) (рис. 30). Золото, срібло, платину та деякі інші метали відносять до дорогоцінних металів (рис. 31).

Мал. 31.
Дорогоцінні метали: золото (1, 2); платина (3); срібло (4, 5);

Нові слова та поняття

Пластичність.
Електропровідність та теплопровідність.
Металевий блиск.
Твердість металів.
Щільність металів.
Легкі та важкі метали.
Чорні та кольорові метали.
Дорогоцінні метали.

Завдання для самостійної роботи

Назвіть найлегший метал.
Які фізичні властивості металів використовують у техніці.
Фотоефект, тобто властивість металів випускати електрони під дією променів світла, характерний для лужних металів, наприклад, для цезію. Чому? Де ця властивість знаходить застосування?
Які фізичні властивості вольфраму лежать в основі застосування в лампах розжарювання?
Які властивості металів лежать в основі образних літературних виразів: "срібний іній", "золота зоря", "свинцеві хмари"?

Ціль: Розкрити причину особливих фізичних властивостей металів.
Завдання:
1. Розглянути фізичні властивості металів;
2. Розвивати вміння розрізняти фізичні властивості металів; визначати властивості;
3. Виховувати колективізм, увагу, акуратність.
Обладнання: ПСХЕ, наочний матеріал «Метали»
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Методи: словесний, наочний
Форми роботи: індивідуальні, колективні
Хід уроку
Організаційний момент
Привітання, перевірка готовності класу до уроку, психологічний настрій.
Опитування домашнього завдання
Фронтальне опитування
1. Що означає слово "метал"?
2. Скільки всього металів у ПСХЕ? Де вони розташовані?
3. Скільки електронів на зовнішньому електронному шарі в атомах елементів головної та побічної підгруп? Чому?
4. Як з'єднані атоми металів між собою?
2. Хімічний диктант
BaCO3, CaO, LiOH, HNO3, SO3, CrO, Fe2O3, NaCl, Al(OH)3, HCl, CaCO3, KNO3
Викладення нового матеріалу
Великий російський вчений М.В.Ломоносов так говорив про метали: «Металлом називається тверде, непрозоре та світле тіло, яке на вогні плавити і холодне кувати можна».
1. Металевий блиск – оптична властивість металів, що визначається числом зовнішніх електронів. Ця властивість завжди цінувалась людьми і навіть сприяла створенню яскравих художніх образів. Ця властивість спостерігається тільки до кристалів, метали у вигляді порошку блиску не мають. Усі метали блищать, непрозорі, зазвичай сірого кольору, тому що простір навколо їхніх кристалів заповнений електронним газом. Електрони при поглинанні світла починають вагатися і випромінюють хвилі випромінювання, які виявляє око людини. Метали непрозорі і для радіохвиль: вони відбивають їх. На цьому ґрунтується радіолокація – виявлення металевих предметів.
2. Електро- та теплопровідність. Електропровідність визначається наявністю електронів, що вільно рухаються. Найбільшу електропровідність мають срібло і мідь, потім золото, алюміній і залізо. Найменшу має ртуть.
Теплопровідність пов'язана з рухливістю електронів і з коливальним рухом частинок кристалі. Завдяки цим явищам відбувається швидке вирівнювання температури у шматку металу. Срібна ложка нагрівається в 500 разів швидше за скляну склянку.
3. Ковкість та пластичність. При ударі метали не розсипаються на дрібні шматки, а сплющуються, змінюють форму, тобто. піддаються куванню. Це тому, що окремі шари атомів і іонів у кристалі металу можуть зміщуватися щодо одне одного без порушення металевого зв'язку. Електрони переміщаються по всьому шматку металу і пов'язують шари, що змістилися.
Пластичність металів зменшується у ряді: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe.
Золото - найпластичніший метал: з 1 г золота можна витягнути до 2 км дроту, а зі зразка розміром із сірникову головку - прокатати лист площею 50 м2.
4. Щільність металів різна. ρ< 5 г/см3 – легкие (Li, Mn, Al, Ti), ρ >5 г/см3 - важкі (Os, Cr, Zn, Sn, Mn, Fe, Pb, Au, Pt). Найлегший є літій (ρ = 0,54 г/см3), важкий – осмій (ρ = 22,6 г/см3)
5. Твердість. Метали бувають тверді та м'які. Лужні метали можна різати ножем, а з вольфраму, танталу та хрому виготовляють ріжучі, бурильні інструменти. Саами твердий – хром.
6. Температура плавлення. Метали, що плавляться при температурі вище 10000С, називаються тугоплавкими (вольфрам - 33900С), а нижче - легкоплавкі (ртуть = -390С), лужний метал цезій починає плавитися в руках людини (t = 290С)
Застосування.
Метал – це точність.
Метал – це міцність,
Швидкість, висота,
Блиск та краса.
Не відразу до будинку прийшов метал,
Не одразу ложкою, виделкою став.
Не одразу став він кухлем
І заводською іграшкою.
Був шлях металу довгий:
Спершу прийшов геолог.
Знайшов він гору – у ній руда.
І гірники прийшли туди.
І машиніст дає гудок.
До печей руду доставить учасно.
І металевий струмок
Тече із вогненних печей.
Ще роботі не кінець:
Прийдуть і токар, і коваль,
Слюсар і штампувальник,
Зварювальник, фрезерувальник.
І кожен вкладе працю в метал,
Щоб метал працювати став.
Він у дротах несе нам світло,
Метал – ковзани, велосипед,
Метро, трамвай, будильник,
Праска та холодильник. Є.Єфимовський.
Де застосовуються метали? Люди яких професій працюють із металами?
Упр. 1-10 (усно), стор. 140
Робота у робочому зошитi упр. 186, 187, 188, стор.58-59
Д/з. §29, стор 137-139

Можливо, буде корисно почитати: