| Referate | Director web | Adauga link | Contact |

Titlu referat: Proprietatile metalelor II

Nivel referat: liceu

Descriere referat:
Proprietatile metalelor II
Metalele sunt substanţe
solide la temperatură obişnuită, cu excepţia mercurului, care este
lichid.
Proprietăţile
caracteristice ale metalelor, ca de exemplu conductibilitatea electrică şi
conductibilitatea termică, sunt explicate prin natura structurală şi
electronică a metalelor.
În cristalele metalelor,
aşezarea atomilor se face după principiul unei structuri cât mai compacte.
De aceea metalele cristalizează în unul din cele trei tipuri de reţele
cristaline: cubică compactă, hexagonală compactă şi cubică centrată
intern.
În metalele compacte,
atomii sunt legaţi între ei prin electronii de valenţă care însă nu mai
aparţin fiecărui atom în parte, ci tuturor atomilor învecinaţi, fiind
repartizaţi pe benzi de energie.
Proprietăţile metalelor
Metalele prezintă
proprietăţi diferite de cele ale nemetalelor. Toate proprietăţile
caracteristice metalelor sunt valabile pentru metalele în stare solidă şi
lichidă. În stare gazoasă metalele nu se mai deosebesc de
nemetale.
Proprietăţi fizice
Metalele au luciu
caracteristic, numit luciu
metalic, datorită puterii
lor de reflexie a luminii. Metalele sunt opace, chiar în
strat subţire, deoarece undele luminoase lovind electronii mobili din metal
sunt amortizate şi nu
sunt transmise mai departe.
1)Culoarea
metalelor este variată. Cele
mai multe metale în stare compactă sunt albe, înţelegând prin alb, albul
metalic; astfel, plumbul, argintul sunt considerate metale albe. Câteva metale
sunt însă colorate: cuprul este galben-roşiatic, aurul—galben, cesiul—gălbui etc.
Când sunt în pulbere fină, aproape toate metalele au culoare
cenuşie-neagră.
În tehnică, metalele
sunt clasificate în: metale
negre sau feroase, prin care se înţelege fierul (împreună cu fontele şi
oţelurile), şi metalele
colorate, adică
neferoase.
2)Densitatea
metalelor variază în limite
largi; de exemplu, litiul are densitatea 0,53 sau potasiul are densitatea 0,86,
pe când platina are densitatea 21,45, iar osmiul, cel mai greu metal, are
densitatea22,5. Se obişnuieşte să se considere metalele cu densitatea mai
mică decât 5, metale
uşoare, iar cele cu
densitatea peste 5, metale
grele. Astfel, potasiul,
sodiul, calciul, magneziul, aluminiul sunt considerate metale uşore, pe când
zincul, staniul, fierul, cuprul sunt metale grele.
3)Punctul de
topire variază forte mult de la metal la metal.
Mercurul, singurul metal lichid, are punctul de topire –39°C; potasiul şi sodiul se topesc la temperaturi sub 100°C
(potasiul la 63,5°C, decât 1000°C; de exemplu, cuprul se topeşte la
1083°C, fierul la sodiul la 97,8°C). Sunt, însă, metale al căror punct de
topire este mai înalt 1536°C, wolframul la 3410°C. În general, metalele cu
volum atomic mic se topesc la temperaturi ridicate, pe când metalele cu volum
atomic mare se topesc la temperaturi scăzute, deoarece reţeaua lor
cristalină se distruge mai uşor. Diferenţa între punctele de topire a
metalelor este folosită pentru separarea metalelor între ele, la fabricarea
aliajelor şi la prelucrarea metalelor.
4)Conductibilitatea
electrică specifică,
adică conductivitatea, γ, a metalelor este mare.
Când nu este sub influenţa
unui câmp electric exterior, în metalul compact nu se manifestă un transport
de sarcini, sesizabil; electronii din orbitalii moleculari ocupaţi ai benzii
se mişcă
fără o direcţie
privilegiată. Ca urmare, electronii din orbitali
ocupaţi nu participă la
transportul curentului electric.
La aplicarea unei
diferenţe de potenţial, electronii din orbitalii moleculari ocupaţi
căpătând un surplus de energie sunt promovaţi în orbitali moleculari
vecini, neocupaţi, din banda de energie parţial ocupată şi preiau
transportul de curent.
Se înţelege că metalele
alcaline, la care banda de valenţă este umplută pe jumătate, au
conductibilitatea electrică mai bună decât metalele alcalino-pământoase,
la care banda de valenţă este complet ocupată. Bună conductibilitate
electrică manifestă şi metalele din grupa I B, adică Cu, Ag, Au, explicată
prin volumele lor atomice, care sunt mici.
Conductibilitatea
electrică a metalelor este influenţată de oscilaţiile atomilor în jurul
poziţiilor fixe din reţeaua cristalină, de neregularităţile reţelei
cristaline, cum şi de prezenţa unor atomi străini conţinuţi ca
impurităţi în reţea.
Deoarece prin creşterea
temperaturii, oscilaţiile atomilor se intensifică, undele staţionare ale
electronilor se formează mai greu, deci conductibilitatea electrică a
metalului scade. La răcire, fenomenul este invers: oscilaţiile atomilor în
jurul poziţiilor lor din reţeaua cristalină slăbesc, undele staţionare ale
electronilor se formează mai uşor, deci conductibilitatea electrică a
metalului creşte. Aproape  de   zero absolut (-273°C),
metalele îşi pierd complet rezistenţa electrică şi devin conductori
„ideali”. Acest fenomen se numeşte supraconductibilitate.
5)Rezistenţa electrică
specifică sau
rezistivitatea,
adică rezistenţa pe care o opune curentului electric o porţiune din metal cu
o secţiune de 1 cm2 şi o lungime
de 1 cm, se exprimă în Ω·cm. La 20°C, rezistenţa electrică specifică a argintului
este1,62·106
Ω·cm, a cuprului
1,72·106
Ω·cm, a aluminiului 2,82·106 Ω·cm, a plumbului 20,63·106 Ω·cm ,a
mercurului 95,9·106 Ω·cm etc.
Conţinutul de substanţe
străine într-un metal măreşte rezistenţa
lor electrică, deoarece
atomii substanţelor străine intră în reţeaua
cristalină a metalului
şi împiedică astfel formarea undelor staţionare
ale electronilor. De
aceea, pentru rezistenţe electrice se folosesc aliaje şi nu metale pure.
Astfel, pe când rezistenţa electrică specifică a
nichelului este
7·106 Ω·cm şi a cromului este 15,8·106 Ω·cm, un
aliaj cu 20% nichel şi 80%
crom are rezistenţa electrică specifică 110·106 Ω·cm.
Cu cât un metal are
rezistenţa electrică specifică mai mică, cu atât conduce mai bine curentul
electric. Cea mai mare conductibilitate electrică o au argintul (0,98
Ω-1·cm-1),
cuprul (0,593
Ω-1·cm-1), aurul
(0,42 Ω-1·cm-1) şi
aluminiul (0,38 Ω-1·cm-1) şi cea mai
mică o au plumbul (0,046 Ω-1·cm-1) şi mercurul
(0,011 Ω-1·cm-1). Aşa se
explică de ce conductoarele electrice (sârmele) se fac din cupru sau
aluminiu.
6)Conductibilitatea termică specifică, adică conductivitatea termică, se datorează de asemenea mişcărilor electronilor în banda de
valenţă. Ea se măsoară prin cantitatea de căldură care se propagă timp
de o secundă printr-un centimetru cub din metalul respectiv şi se
exprimă în
J·cm-1·s-1·grd-1.
Dintre metale, cea mai
mare conductivitate termică au argintul (4,1 J·cm-1·s-1·grd-1), cuprul (3,9
J·cm-1·s-1·grd-1), aurul (3
J·cm-1·s-1·grd-1) şi
aluminiul (2,1 J·cm-1·s-1·grd-1); cea mai
slabă conductivitate termică au plumbul (0,13 J·cm-1·s-1·grd-1) şi mercurul
(0,08 J·cm-1·s-1·grd-1).
Conductibilitatea termică
a metalelor are mare importanţă în tehnică. Astfel, instalaţiile la care
se cere o încălzire şi răcire rapidă, cum sunt cazanele de abur,
schimbătoarele de căldură, caloriferele, radiatoarele automobilelor, se
fabrică din metale cu bună conductibilitate termică.
     
 Proprietăţi
mecanice
Datorită stării
metalice, metalele se caracterizează prin proprietăţi de plasticitate,
maleabilitate, ductilitate, tenacitate etc., care au deosebită importanţă
practică.
1)Plasticitatea
este proprietatea metalelor (şi aliajelor) de a se deforma permanent când
sunt supuse unei tensiuni exercitate din exterior. Deformarea plastică nu
dispare cu cauza care a produs-o.
Se consideră că
deformările plastice produse la metale în stare compactă cauzează o
translaţie în reţeaua cristalină de-a lungul unor planuri reticulare.
Trebuie observat că şi în reţelele ionice, forţele de legătură nu sunt
dirijate. În cursul translaţiei, însă, simetria repartizării sarcinilor
este puternic perturbată, iar forţele de respingere rezultate sunt atât de
puternice încât pot conduce la scindarea cristalului.
Plasticitatea
influenţează maleabilitatea şi ductilitatea.
2)Maleabilitatea
unui metal este capacitatea lui de a fi tras în foi prin comprimare la o temperatură inferioară
punctului de topire. Sub acţiunea forţelor exterioare, cristalele metalelor
se deformează după anumite planuri de reticulare.
Maleabilitate depinde de
structura cristalină a metalelor; ea se manifestă cel mai intens la metalele
care cristalizează în reţele cubice cu feţe centrate. Ea depinde de
asemenea de temperatură, şi anume creşte până la o anumită temperatură,
după care scade şi metalele devin casante. Creşterea maleabilităţii cu
temperatura se datorează slăbirii coeziunii dintre cristale, iar scăderea ei
este cauzată de formarea unor pelicule de oxid între
cristale.
Există şi alţi factori
care influenţează maleabilitatea cristalelor.
3)Ductilitatea
este proprietatea unui metal
de a fi tras în fire; ea
depinde de plasticitate şi de maleabilitate.
4)Tenacitatea
este proprietatea unui metal
de a cuprinde o energie mare de deformare plastică. Metalele care au
tenacitate mare sunt rezistente, pe când cele cu tenacitate mică sunt
casante.
     
 Proprietăţi
chimice
Metalele au caracter
electropozitiv, deoarece atomii lor au tendinţa să cedeze electronii din
straturile electronice exterioare şi astfel trec în ioni cu sarcină
pozitivă. Prin...



Curs valutar
Euro4,5511
Dolarul american4,2615
Lira Sterlina5,3015
Gramul de aur170,1555
Leul moldovenesc0,2176
Materii referate

Anatomie (61)

Astronomie (61)

Biologie (546)

Chimie (530)

Contabilitate (87)

Design (4)

Diverse (878)

Drept (356)

Ecologie (59)

Economie (520)

Educatie Fizica (2)

Educatie si Invatanmant (2)

Engleza (463)

Filosofie (99)

Fizica (343)

Franceza (25)

Geografie (838)

Germana (40)

Informatica (354)

Istorie (1169)

Italiana (21)

Latina (26)

Literatura (22)

Logica (6)

Management (133)

Marketing (118)

Matematica (114)

Mecanica (13)

Medicina si Farmacie (229)

Muzica (35)

Psihologie (337)

Religie (248)

Romana (2303)

Spaniola (31)

Statistica (17)

Stiinte politice (27)

Turism (64)

Nota explicativa

Informatiile oferite de acuz.net au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. Va recomandam utilizarea acestora doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale.