СОУ „ТАКИ ДАСКАЛО“

БИТОЛА

ПРОЕКТНА ЗАДАЧА ПО ХЕМИЈА:

ТЕМА: МЕТАЛИ, ВИДОВИ МЕТАЛИ, ХЕМИСКИ И ФИЗИЧКИ СВОЈСТВА

МЕНТОР ИЗРАБОТИЛА

РУМНА МАРКОВСКА МАРТИНА .........................

Учебна 2007/08

Метали (називот потекнува од лат. metallum — рудник) - во хемијата, се

хемиски елементи кои брзо образуваат позитивни јони (катјони) и во нивните

структури се присутни метални врски. Металите понекогаш се опишуваат како

решетки од позитивни јони обиколени со облак од делокализирани електрони.

Металите се едни од трите групи на елементи одликувани од нивните

јонизациони и сврзувачки својства, заедно со металоидите и неметалите. Во

периодниот систем е повлечена дијагонална линија од борот) (B) до полониумот

(Po) за да ги одвои металите од неметалите. Елементите на оваа линија се

металоиди, понекогаш нарекувани и полуметали; елементите долу налево се

метали; елементите горе надесно се неметали.

Помодерна дефиниција за метали

е онаа која вели дека тие имаат

преклопени спроводнички ланци и

валентни ланци во нивната електронска

структура. Оваа дефиниција ја отвора

категоријата за метални полимери и

други органски метали кои се направени

од истражувачите и употребени во

високотехнолошки направи. Овие

синтетички материјали често ја имаат карактеристичната сребрено-сива

рефлективност на елементалните метали.

Традиционалната дефиниција се фокусира на карактеристичните својства

на металите. Тие обично се сјајни, свитливи, ковливи и добри спроводници на

електрицитет, додека неметалите се обично кршливи (за цврстите неметали),

немаат сјај и се изолатори.

Наоѓање

Неметалните елементи се пораспространети во природата отколку

металните, но металите всушност сочинуваат поголем дел од периодниот

систем. Некои добро познати метали се алуминиум, бакар, злато, железо, олово,

сребро, титаниум, ураниум и цинк.

1

Усвитен метал од леарница.

Хемиски својства

Повеќето метали се хемиски нестабилни. Тие реагираат со кислородот од

воздухот и образуваат оксиди за најразлично времетраење (на пример, железото

'рѓосува со години, а калиумот согорува за неколку секунди). Алкалните метали

реагираат најбрзо, а по нив се земноалкалните метали, кои се наоѓаат во

најлевите две групи од периодниот систем. Транзитивните метали оксидираат за

многу подолго време (како железото, бакарот, цинкот, никелот). Други, како

паладиумот, платината и златото воопшто не реагираат со атмосферата. Некои

метали образуваат бариерен слој на оксид на нивната површина што не може да

биде пенетриран од натамошни кислородни молекули и како резултат на ова

металите го задржуваат својот сјаен изглед и добра спроводливост за многу

декади (како алуминиумот, некои видови на челик и титаниумот). Оксидите на

металите се базни (во спротивност со оние неметалите, кои се кисели), иако ова

не е некој апсолутен услов.

Боењето и анодирањето на металите се добри начини за спречување на

нивната корозија.

Физички својства

Традиционално, металите имаат одредени карактеристични физички

својства: тие обично се сјајни (имаат "сјај"), имаат голема густина, ковливи се,

обично имаат висока точка на топење, најчесто се цврсти и добро спроведуваат

електричество и топлина. Како и да е, ова е главно поради меките, со мала

густина и точка на топење метали кои се реактивни, и ретко се вбројуваат во

нивната елементарна, метална форма. Металите добро го спроведуваат звукот,

што значи дека тие се звучни.

Својствата на спроводливост се поради тоа што секој атом на металот е

слабо прицврстен или воопшто неприцврстен за најнадворешните електрони

(валентни електрони); како резултат на ова, валентните електрони образуваат

некој вид на електронско море околу згуснатите јадрени катјони.

2

Легури

Легура е мешавина на два или повеќе елементи во цврст раствор во кој

главна состојка е метал. Повеќето чисти метали се или премногу меки, кршливи

или хемиски реактивни. Со комбинирањето на различни пропорции на метали

како легури се изменуваат својствата на чистите метали за да се добијат

посакуваните карактеристики. Целта на правење легури е да ги направи

металите помалку кршливи, поцврсти, отпорни на корозија или, пак, да ја имаат

посакуваната боја или сјај. Примери на легури се челик (кој се состои од

мешавина на железо и јаглерод), месинг (бакар и цинк), бронза (бакар и калај) и

дуралуминиум (алуминиум и бакар). Легурите кои се специјално дизајнирани за

високотехнолошки апликации, како авионските мотори, можат да содржат

повеќе од десет елементи.

Базен метал

Во хемијата, терминот базен метал се користи неформално за метал кој

оксидира или кородира релативно лесно, и реагира најразлично со разредена

хлороводородна киселина (HCl) за да образува водород. Примери за вакви

метали се железото, никелот, оловото и цинкот. Бакарот се смета за базен метал

бидејќи оксидира релативно лесно, иако не реагира со HCl. Најчесто се користи

како замена за благороден метал.

Во алхемијата, базен метал бил чест и ефтин метал (за разлика од драгоцените

метали како златото и среброто). Долговремена цел на алхемичарите била

трансмутацијата на базните метали во драгоцени метали.

Во нумизматиката, вредноста на монетите се цени главно според содржината на

драгоцени метали во нив. Повеќето модерни валути се фиат валути,

дозволувајќи монетите да се прават од базен метал.

3

Драгоцен метал

Драгоцениот метал е редок метален хемиски елемент со висока

економска вредност.

Хемиски, драгоцените метали се помалку реактивни од повеќето други

елементи, имаат висок сјај и поголеми точки на топење отколку другите метали.

Историски, драгоцените метали биле важни како валути, но сега се сметаат

главно како инвестиции и индустриски артикли. Златото, среброто, платината и

паладиумот имаат валутен код ISO 4217.

Најпознати драгоцени метали се златото и среброто. Додека и двата

имаат индустриска употреба, тие се подобро познати по нивната употреба во

уметноста, накитот и ковањето на монети. Други драгоцени метали се металите

од платинската група: рутениум, родиум, паладиум, осмиум, иридиум и

платина, од кои со платината се тргува најмногу. Плутониумот и ураниумот

можат исто така да се вбројат во групата на драгоцените метали.

Побарувачката на драгоцените метали е предизвикана не само од

нивната практична употреба, туку исто така и од нивната улога како инвестиции

и артикли од вредност. Паладиумот од 14 јули 2006 е проценет на $324 USD од

унца, односно малку под половината од цената на златото ($665 USD/унца), а

платината е проценета двојно повеќе од златото - $1,247 USD/унца. Среброто во

суштина е поефтино од овие метали ($11.47 USD/унца), сега на 1/49 од цената

на златото, но често е традиционално сметано за драгоцен метал поради својата

улога во ковањето и накитот.

Метална врска

Металната врска е хемиска врска која ги

поврзува атомите во металите. Таа ја вклучува

делокализираната поделба на слободните

електрони низ решетката од метални атоми. Како

резултат на ова, металните врски можат да се

споредат со стопени соли.

4

Металните атоми обично содржат голем број на електрони во нивната валентна

обвивка споредено со нивната периода или енергетско ниво. Овие електрони

постануваат делокализирани и образуваат море од електрони, притоа

обиколувајќи голема решетка од позитивни јони (катјони).

Металите имаат поголеми точки на вриење и топење, што може да укажува на

посилните врски меѓу атомите.

Металното поврзување е неполарно, така што не постои (кај чистите метали)

или постои многу мала (кај легурите) разлика во електронегативноста меѓу

атомите кои учествуваат во врската. Електроните, пак, вклучени во ваквата

врска се делокализирани низ кристалната структура на металот.

Металната врска е причина за многу физички карактеристики на металите, како

јакоста, ковливоста, растегливоста, топлоспроводливоста, електроспроводли-

воста и сјајот на металот.

Метална врска е всушност електростатското привлекување меѓу металните

атоми или јони и делокализираните електрони. Токму затоа атомите или

групациите се лизгаат еден покрај друг, што резултира во карактеристичните

својства на ковливост и растегливост.

Металните атоми имаат барем еден валентен електрон, тие не ги делат овие

електрони со соседните атоми, ниту пак ги губат електроните за да образуваат

јони. Наместо тоа, надворешните енергетски нивоа на металните атоми се

преклопуваат. Тие се како ковалентни врски.

ПРИМЕРИ ЗА МЕТАЛИ:

5

АЛУМИНИУМ

Алуминиумот е еден од најроспрастранетите метали. Се претпоставува

дека 8% од Земјината кора припаѓа на алуминиумот. Меѓутоа, алуминиумот во

природата не можеме да го најдеме чист, бидејќи секогаш е соединет со

различни материи кои се наоѓаат во карпите и во почвата. Научниците морале

да решат тежок проблем како да се добие алуминиумот од неговото соединение

и тоа што поевтино и во поголеми количества.

Во февруари 1886 година, младиот хемичар Чарлс Мартин Хол го решил

овој проблем и така почнало новото метално доба – ерата на алуминиумот. Хол

го истопил минералот криолит, го помешал со оксидот на алуминиум и низ таа

смеса пуштил електрична струја. По кратко време почнале да се појавуваат

мали парчиња на метал од алуминиум. Ова е првиот процес на добивање на

метали. Криолитот се наоѓа само на Гренланд и е многу редок минерал. Затоа

алуминиумот се произведува од боксит, кој може да се најде во многу земји.

Алуминиумот е сребренасто-бел, сјаен метал, три пати полесен од железото.

Може да се извлекува во жици толку тенки како човечките влакна. Може да се

кова во плочи кои се многу пати потенки од листовите на било која книга. Врз

алуминиумот штетно делуваат некои киселини, иако во нормални услови

алуминиумот не подлегнува на нагризување. Кога ќе се помеша со некои други

метали се добиваат легури кои може да бидат силни и поиздржливи од самиот

алуминиум.

Алуминиумот е идеален материјал за правење на кујнски садови, бидејќи

одлично ја спроведува топлината, лесно се чистат и одржуваат. Поради неговата

мала тежина од алуминиумот се прават безброј корисни производи од

електрични кабели па се до автомобилски мотори. Доприносот во современата

индустрија на алуминиумот се гледа по тоа што се употребува во изработка на

трупот, крилја и пропелери на авионите. Во денешно време и моторите за

локомотивите се изработуваат од алуминиум. Секоја година се откриваат нови

начини како да се употреби алуминиумот. Алуминиумот сомелен во ситен прав

се меша со масло да се направи квалитетна боја. Од алуминиум се прават туби

за пасти за заби, а во најново време алуминиумот се употребува во индустријата

за мебел и во градежништвото. Без алуминиумот денес не може да се замисли

6

ниту индустријата за електронски и електрични апарати. Што значи,

алуминиумот стана незаменлив во готово сите гранки на човештвото.

ЗЛАТО

Карактеристики на атомот

атомска маса 196,96655 u

атомски радиус 135 (174) pm

ковалентен радиус 144 pm

ван дер Валсов радиус 166 pm

електронска конфигурација [Xe]4f145d106s1

e- на енергетските нивоа 2, 8, 18, 32, 18, 1

оксидациони броеви 3, 1

Особини на оксидот амфотерни

кристална структура регуларна, ѕидно центрирана

Физички карактеристики

агрегатна состојба цврста

точка на топење 1337,33 K (1064,18 °C)

точка на вриење 3129 K (2856 °C)

моларен волумен 10,21×10-3 m3/mol

топлина на испарување 334,4 kJ/mol

топлина на топење 12,55 kJ/mol

притисок на заситена пареа 2,37×10-4 Pa (1337 K)

брзина на звукот 1740 m/s (293,15K)

7

Златото се користи како монетарен стандард во

многу земји и исто така се користи во изработката на

накит и електроника.

Златото е хемиски елемент во периодниот

систем на елементите со симбол Au (латински aurum) и

атомски број 79

СРЕБРО

Сребро (Ag, лат. argentum). Се вбројува во редот на благородни метали,

во природата се јавува во елементарна состојба како и во своите соединенија.

Среброто е најдобар проводник на топлина и електрицитет од сите елементи.

Среброто е меко,

растегливо и лесно се

обработува, што овозможува

негово обликување и

извлекување во фолија или жица.

Денес најчесто се користи во

8

Златни тули

изработка на накит. Среброто има и неколку свои минерали како што се:

аргентит (Ag2S), бромаргентит (AgBr) или караргентит (AgCl); кој главно се

добива како спореден продук при преработката на руди од други метали.

Со оглед на неговите специфични хемиски и физички својства и неговите

легури, тоа наоѓа бројна примена во електронската индустрија.

Среброто оксидира на воздух и потемнува.

Карактеристики на атомот

атомска маса 107,8682 u

атомски радиус 160 (165) pm

ковалентен радиус 153 pm

ван дер Валсов радиус 172 pm

електронска конфигурација [Kr]4d105s1

e- на енергетските нивоа 2, 8, 18, 18, 1

оксидациони броеви 1

Особини на оксидот амфотерни

кристална структура центрирано кубно тело

Физички карактеристики

агрегатна состојба цврста

точка на топење 1234,93 K (916,71 &°C)

точка на вриење 2435 К (2162 °C)

моларен волумен 10,27×10-3 -{m}-³/mol

топлина на испарување 250,58 kJ/mol

топлина на топење 11,3 kJ/mol

притисок на заситена пареа 0,34 Pa (1234 K)

брзина на звукот 600 m/s (293,15 K)

9

ЖЕЛЕЗО

Наоѓање

а)слободна состојба -во метеоридите и вулканските карпи

б)во сврзана состојба - во неговите руди : оксидни (магнетит, хематит,

лимонит), карбонатни (сидерит) и сулфидни (пирит)

Својства

а)физички : цврста агрегатна состојба, сива боја, температура на топење 1535°C,

магнетни својства, тежок метал, густина 7,9 g/cm³

б)хемиски: железото на влажен воздух ’рѓосува - реагира со разредена

хлороводородна киселина (HCl) и со разредена сулфурна киселина (H2SO4) -

концентрирана сулфурна киселина (H2SO4) го пасивизира железото

Соединенија на железо

а)оксиди FeO Fe2O3

б)хидроксиди Fe(OH)²-железо (II) хидроксид Fe(OH)³-железо (III) хидроксид

10

в)сулфати и карбонати -FeSO4-железо (II) сулфат -Fe²(SO4)³-железо (III) сулфат

-FeCO³ -железо (II) карбонат

Железото (Fe, од лат. ferrum) е метал кој денеска од сите метали

најмногу се употребува. Во времето кога не се знаело за железо не можело ни да

се замисли изработување на алатки, машини, автомобили, па и на железнички

пруги. Ако некогаш и постоеле вакви машини, тие биле многу едноставни и

направени од дрво, а алатките се правеле од камен и дрво, а покасно од бакар и

бронза. Денес од железо се изработуваат многу корисни работи, од игла до

локомотива, огромни мостови, бродови и други. Железото се добива со топење

на железна руда во високи печки, со височина од преку 30 m.

Топење на железна руда

Во печката се става кокс, потоа железната руда, па се додава песок и

варовник, а потоа повторно кокс, па железна руда, па пак песок и варовник и се

повторува постапката се додека печката не се наполни. Потоа коксот во печката

се пали и поради високата температура железната руда се топи. Песокот и

варовникот се прицврстуваат на железото, а тоа бидејќи е потешко од нив се

спушта на дното од печката. Работниците кои ја управуваат оваа висока печка

повремено од нејзе испуштаат да истече усвитеното железо, па така од печката

се тргаат и другите растопени, непотребни остатоци. Додека е запалена печката,

таа се дополнува со нов кокс, железна руда, песок и варовник и така не се гаси

по неколку години.

Кога усвитеното железо ќе се олади тоа се стврднува, меѓутоа тоа не

може да се кова бидејќи е кршливо и ова железо е наречено сирово железо. Има

два типа сирово железо – бело и сиво. Белото сирово железо е многу тврдо и од

него се прави челик, а од сивото сирово железо се лијат разни делови за

машини, печки, дебели цевки, големи железни плочи, тегови и друго. Челикот е

многу тврд и силен, па затоа од него се прават разни машини, ножеви, федери,

алатки, оружје и друго. Железото е многу важно во човечкиот организам, т.е. се

содржи во крвта како хемоглобин.

11

12

Користена литература:

- Интернет – http://www.mk.wikipedia.org - метали

- Автор ; Автор ; год на издавање; Хемија за II год реформирано

гимназиско образование ; Издавачка куќа, Град на издавање

С О Д Р Ж И Н А

Поим за метал .......................................................................................... 1

Наоѓање ..................................................................................................... 1

Хемиски својства ..................................................................................... 2

Физички својства ..................................................................................... 2

Легури ........................................................................................................ 3

Базен метал ............................................................................................... 3

Драгоцен метал ........................................................................................ 4

Метална врска .......................................................................................... 4

Алуминиум ................................................................................................ 6

Злато ........................................................................................................... 7

Сребро ......................................................................................................... 8

Железо ...................................................................................................... 10

Користена литература ........................................................................... 12

Содржина ................................................................................................. 13

13