kim loại

english metal

tóm lược

  • một hỗn hợp chứa hai hoặc nhiều nguyên tố kim loại hoặc các nguyên tố kim loại và phi kim loại thường hợp nhất với nhau hoặc hòa tan vào nhau khi nóng chảy
    • đồng thau là hợp kim của kẽm và đồng
  • bất kỳ một trong số các nguyên tố hóa học thường là chất rắn sáng bóng dẫn nhiệt hoặc điện và có thể được tạo thành các tấm, vv

Tổng quan

Một kim loại (từ métallon μέταλλον Hy Lạp, "mỏ, mỏ, kim loại") là một loại vật liệu (một yếu tố, hợp chất, hoặc hợp kim) đó là thường khó khăn khi ở trạng thái rắn, đục, sáng bóng, và có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Các kim loại nói chung dễ uốn, đó là, chúng có thể bị búa hoặc ép vĩnh viễn ra khỏi hình dạng mà không bị vỡ hoặc nứt gãy cũng như dễ bị nung chảy (có thể bị nung chảy hoặc tan chảy) và dễ uốn (có thể rút ra thành một sợi dây mỏng). Khoảng 90 trong số 118 nguyên tố trong bảng tuần hoàn là kim loại; những cái khác là phi kim hoặc kim loại, mặc dù các yếu tố gần ranh giới của từng loại đã được gán một cách thay đổi cho một trong hai (do đó thiếu một số lượng chính xác). Một số yếu tố xuất hiện ở cả hai dạng kim loại và phi kim.
Các nhà vật lý thiên văn sử dụng thuật ngữ "kim loại" để gọi chung cho tất cả các nguyên tố trong một ngôi sao nặng hơn hai loại nhẹ nhất, hydro và heli, chứ không chỉ các kim loại truyền thống. Một ngôi sao hợp nhất các nguyên tử nhẹ hơn, chủ yếu là hydro và heli, để tạo ra các nguyên tử nặng hơn trong suốt vòng đời của nó. Được sử dụng theo nghĩa đó, tính kim loại của một vật thể thiên văn là tỷ lệ vật chất của nó được tạo thành từ các nguyên tố hóa học nặng hơn.
Nhiều nguyên tố và hợp chất thường không được phân loại là kim loại trở thành kim loại dưới áp lực cao; chúng được hình thành dưới dạng các đồng vị kim loại của phi kim loại, ví dụ, các nhà vật lý có thể giữ hydro ở trạng thái rắn dưới áp suất khí quyển hơn 3 triệu lần và suy ra tính chất kim loại của nó.
Sức mạnh và khả năng phục hồi của kim loại đã dẫn đến việc sử dụng thường xuyên trong xây dựng nhà cao tầng và xây dựng cầu, cũng như hầu hết các phương tiện, nhiều thiết bị gia dụng, công cụ, đường ống, biển báo không được chiếu sáng và đường ray. Kim loại quý trong lịch sử được sử dụng làm tiền đúc.

Có thể thấy, lịch sử văn minh từ xa xưa được chia thành thời kỳ đồ đá, đồ đồng và đồ sắt, có thể nói nền văn minh nhân loại được xây dựng trên cơ sở phát triển của công nghệ kim loại. . .. Chúng tôi có lịch sử 6000 năm đối với đồ đồng và 4000 năm đối với đồ sắt. Đặc biệt là trong thời đại sử dụng đồ sắt, giá trị đích thực của kim loại càng được chứng minh. Việc xây dựng cung điện tráng lệ bằng đá của Sa-lô-môn chỉ có thể thực hiện được khi sử dụng các công cụ bằng sắt. Bảy loại kim loại đã được biết đến vào thời La Mã, và mỗi loại được ban cho một thần tính La Mã bằng cách bắt chước bảy thiên thể. Đó là vàng (Mặt trời), bạc (Mặt trăng), sắt (Sao Hỏa), thủy ngân (Sao Thủy), thiếc (Sao Mộc), đồng (Sao Kim) và chì (Sao Thổ). Ở Nhật Bản, do ảnh hưởng của Trung Quốc, năm loại vàng Aogane (chì), Akane (đồng), Kigane (vàng), Shirogane (bạc), và Kurogane (sắt) được xếp theo thứ tự này. Được liên kết với. Khi hóa học được nhập khẩu vào thời Minh Trị, chỉ có bốn loại kim loại có tên nguyên tố duy nhất ngoài Gokin, thiếc, thủy ngân, kẽm và bạch kim, và các kim loại khác hiện được viết bằng katakana của âm gốc. được mô tả.

Từ thời cổ đại, kim loại dễ bị biến dạng (giàu tính dẻo và dễ uốn), có độ bóng sáng độc đáo (phản xạ ánh sáng tốt), là chất rắn cứng (cần ngoại lực để biến dạng), có nhiệt và điện. Nó đã được định nghĩa là một chất có đặc tính là chất dẫn điện tốt. Hơn nữa, nó có đặc điểm là các đặc tính này có thể được cải thiện tùy theo mục đích sử dụng bằng cách kết hợp các phương tiện như hợp kim hóa, rèn (gia công), và nhiệt luyện.

Ngày nay, cấu trúc bên trong của tinh thể của một chất được gọi là kim loại và hoạt động của các electron bên trong tinh thể đã được xác định rõ ràng. Về mặt khoa học Liên kết kim loại Những chất có liên kết kim loại được gọi là kim loại, nhưng đặc điểm của liên kết kim loại là Điện tử tự do Là bên trong tinh thể. Nguyên tử kim loại được hình thành bởi một cấu trúc có tính đối xứng cao, được hình thành khi khối cầu được đóng gói dày đặc nhất, và electron lớp ngoài cùng của mỗi nguyên tử là tự do khỏi mỗi nguyên tử và là một electron tự do không thuộc về một nguyên tử cụ thể. Nó lấp đầy bên trong tinh thể. Nói cách khác, các nguyên tử kim loại bị mất điện tử (trạng thái ion dương) thường xuyên được sắp xếp trong một nhóm các điện tử mang điện tích âm sao cho chúng ở gần nhau nhất, và nguyên tử kim loại chuyển dịch các điện tử tự do theo cách này. Các liên kết kim loại được liên kết chặt chẽ với nhau. Hành vi của các điện tử trong kim loại được mô tả bằng cơ học lượng tử, nhưng các đặc tính của kim loại như ánh kim loại, tính dễ uốn / dẻo, và độ dẫn điện và nhiệt cao được hiểu liên quan đến các điện tử tự do. Ngoài ra, đặc tính dễ uốn và dẻo có liên quan mật thiết đến cấu trúc tinh thể do nguyên tử tạo thành cũng như sự thay đổi tính chất do hợp kim hóa và xử lý nhiệt.

Có thể nói, cấu trúc tinh thể của kim loại được giới hạn trong ba dạng: tinh thể lập phương tâm khối, tinh thể lập phương tâm mặt và tinh thể lục giác xếp khít. Các ngoại lệ được giới hạn đối với các sản phẩm phi kim loại đặc biệt như indium, thiếc, tellurium, thallium và bitmut. Vật liệu kim loại thực tế có cấu trúc như một tập hợp các hạt tinh thể mịn.

Tiếp theo, phân loại kim loại thường được sử dụng sẽ được mô tả.

Phi kim loại phi kim

Trong số 92 nguyên tố bền đã biết tồn tại trong tự nhiên (không bao gồm nguyên tố superuranium nhân tạo), các nguyên tố phi kim loại là nguyên tố hydro, khí trơ (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), có 22 nguyên tố thuộc nhóm nguyên tố halogen (F , Cl, Br, I, At), oxy, lưu huỳnh, selen, Tellurium, nitơ, phốt pho, asen, cacbon, silic và bo. 70 nguyên tố còn lại là kim loại.

Kim loại màu

Nó có nghĩa là một kim loại khác ngoài sắt. Hiện nay, khoảng 95% trọng lượng của kim loại được sử dụng làm vật liệu là sắt và các hợp kim làm từ sắt, và trong thực tế sử dụng, sắt chiếm một vị trí đặc biệt giúp phân biệt nó với 69 nguyên tố khác.

Kim loại nặng và kim loại nhẹ

Là vật liệu thực tế, titan (trọng lượng riêng 4,50), nhôm (2,70), berili (1,85) và magiê (1,74) được gọi là kim loại nhẹ. Ngoài ra, còn có canxi (1,55), stronti (2,6), natri (0,971), kali (0,86), v.v., và hai chất còn lại nổi trên mặt nước. Các kim loại khác là kim loại nặng, nhưng vàng (19,3) có khối lượng riêng lớn hơn gấp đôi so với sắt (7,86) và đồng (8,92). Kim loại nặng nhất là osmi (22,57), tiếp theo là iridi (22,42).

Kim loại quý và kim loại cơ bản

Một kim loại có thế cao hơn hydro trong dãy thế tiêu chuẩn (đảo ngược thứ tự xu hướng ion hóa) trong dung dịch nước, là một trong những tính chất hóa học của một nguyên tố, thường được gọi là kim loại quý, và vàng, bạc, bạch kim , thủy ngân và đồng, v.v. được bao gồm. Nhiều loại khác là kim loại thấp. Đối với mục đích trang trí, vàng, bạc, bạch kim và hợp kim của chúng được gọi là kim loại quý. Vàng, bạc và đồng còn được gọi là kim loại đúc tiền vì chúng được dùng làm tiền.

Kim loại sản xuất hàng loạt

Thép có tỷ trọng sản xuất công nghiệp lớn hơn nhiều so với kim loại thời hiện đại (khoảng 95%), có thể nói thời đại của thép vẫn còn. Nhôm là một kim loại tương đối mới, bắt đầu được sản xuất công nghiệp ở Pháp vào năm 1854 và ở Nhật Bản vào năm 1933, nhưng nó là nhà sản xuất lớn thứ hai sau thép. Các kim loại cổ xưa được biết đến như đồng, kẽm và chì vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Những loại thép, nhôm, đồng, kẽm và chì này được gọi là kim loại thông thường, được dịch là kim loại sản xuất hàng loạt và kim loại thông thường.

Kim loại hiếm kim loại hiếm

Các kim loại khác với kim loại được sản xuất hàng loạt mà quan trọng trong công nghiệp được gọi chung là kim loại hiếm hoặc kim loại hiếm. Nó được sử dụng để chỉ một kim loại không thể thiếu để hỗ trợ trình độ cao của công nghệ công nghiệp hiện đại, và định nghĩa vẫn còn mơ hồ. Titan là kim loại mới nhất được sản xuất công nghiệp, lần đầu tiên được sản xuất ở Hoa Kỳ vào năm 1948 và ở Nhật Bản vào năm 1952. Với sự phát triển của máy bay phản lực và tên lửa sau Thế chiến thứ hai, nó đã thu hút sự chú ý như một vật liệu có độ bền trên mỗi trọng lượng cao (cường độ riêng cao ). Ngoài ra, nó đã trở nên quan trọng như một vật liệu cho thiết bị hóa chất nhờ sử dụng khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn tuyệt vời. Kim loại như một vật liệu mới có nhiều tiềm năng trong tương lai.
Vật liệu kim loại Cấu trúc kim loại hợp kim
Noboru Masuko + Kunio Ito