Metallar D. I. Mendeleyev davriy sistemasining katta qismini tashkil etuvchi kimyoviy elementlardir. Ushbu maqolada biz zichlik kabi muhim jismoniy xususiyatni ko'rib chiqamiz, shuningdek, kg / m3 dagi metallarning zichligi jadvalini beramiz.
Materaning zichligi
Metallarning kg/m3 dagi zichligi bilan shug’ullanishdan oldin fizik miqdorning o’zi bilan tanishib chiqamiz. Zichlik - bu tana massasi m ning fazodagi V hajmiga nisbati, uni matematik tarzda quyidagicha yozish mumkin:
r=m / V
Oʻrganilayotgan qiymat odatda yunon alifbosining r (ro) harfi bilan belgilanadi.
Agar tananing turli qismlari turli xil massalarga ega bo'lsa, unda yozma formuladan foydalanib, siz o'rtacha zichlikni aniqlashingiz mumkin. Bu holda mahalliy zichlik oʻrtachadan sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
Formuladan koʻrinib turibdiki, r ning qiymati SI tizimida kg/m3da ifodalangan. Bu moddaning hajmining birligiga joylashtirilgan miqdorini tavsiflaydi. Bu xususiyat ko'p hollarda moddalarning o'ziga xos belgisidir. Shunday qilib, turli metallar uchun zichlik kg / m3 ga tengfarq qiladi, bu ularni aniqlash imkonini beradi.
Metallar va ularning zichligi
Metall materiallar xona haroratida va atmosfera bosimida qattiq moddalardir (simob faqat bundan mustasno). Ular yuqori plastisiyaga, elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va sirtning silliqlangan holatida xarakterli yorqinlikka ega. Metalllarning ko'pgina xossalari manfiy elektron gaz orqali bir-biriga bog'langan musbat ion yadrolari tugunlarda joylashgan tartibli kristall panjara mavjudligi bilan bog'liq.
Metallarning zichligiga kelsak, u juda katta farq qiladi. Shunday qilib, eng kam zichlikli ishqoriy engil metallar, masalan, litiy, kaliy yoki natriy. Masalan, litiyning zichligi 534 kg/m3 ni tashkil qiladi, bu suvning deyarli yarmini tashkil qiladi. Bu litiy, kaliy va natriy plitalari suvda cho'kmasligini anglatadi. Boshqa tomondan, reniy, osmiy, iridiy, platina va oltin kabi o'tish metallari juda katta zichlikka ega bo'lib, ular suvning r dan 20 yoki undan ko'p marta ko'pdir.
Quyidagi jadvalda metallarning zichligi koʻrsatilgan. Barcha qiymatlar g/sm3 da xona haroratiga ishora qiladi. Agar bu qiymatlar 1000 ga ko'paytirilsa, biz kg/m3 da rni olamiz.
Nega yuqori zichlikdagi metallar va past zichlikdagi metallar mavjud? Gap shundaki, har bir aniq holat uchun r qiymati ikkita asosiy omil bilan belgilanadiomillar:
- Metalning kristall panjarasining xususiyati. Agar bu panjara eng zich qadoqdagi atomlarni o'z ichiga olsa, u holda uning makroskopik zichligi yuqori bo'ladi. FCC va hcp panjaralari eng zich qadoqlarga ega.
- Metal atomining fizik xossalari. Uning massasi qanchalik katta bo'lsa va radius qanchalik kichik bo'lsa, r qiymati shunchalik yuqori bo'ladi. Bu omil nima uchun yuqori zichlikdagi metallar davriy jadvalda yuqori raqamga ega kimyoviy elementlar ekanligini tushuntiradi.
Zichlikni eksperimental aniqlash
Bizda noma'lum metall bo'lagi bor deylik. Uning zichligini qanday aniqlash mumkin? r formulasini eslab, biz berilgan savolga javobga kelamiz. Metallning zichligini aniqlash uchun uni har qanday tarozida tortish va hajmni o'lchash kifoya. Keyin birinchi qiymat ikkinchisiga boʻlinib, toʻgʻri birliklardan foydalanishni unutmang.
Agar tananing geometrik shakli murakkab bo'lsa, uning hajmini o'lchash oson bo'lmaydi. Bunday hollarda siz Arximed qonunidan foydalanishingiz mumkin, chunki tanani suvga botirganda ko'chirilgan suyuqlik hajmi o'lchangan hajmga to'liq teng bo'ladi.
XVI asr oxirida Galiley tomonidan ixtiro qilingan gidrostatik og'irliklar usuli ham Arximed qonunidan foydalanishga asoslangan. Usulning mohiyati tana vaznini havoda, keyin esa suyuqlikda o'lchashdir. Agar birinchi qiymat P0, ikkinchisi esa P1 bilan belgilansa, u holda kg/m3 dagi metall zichligi quyidagi formula yordamida hisoblanadi. formula:
r=P0 rl / (P0 - P 1)
Bu erda rl - suyuqlikning zichligi.
Zichlikning nazariy ta'rifi
Yuqoridagi kimyoviy elementlarning zichlik jadvalida nazariy zichlik berilgan metallar qizil rang bilan belgilangan. Bu elementlar radioaktiv bo'lib, ular sun'iy ravishda oz miqdorda olingan. Bu omillar ularning zichligini aniq o'lchashni qiyinlashtiradi. Biroq, r qiymatini muvaffaqiyatli hisoblash mumkin.
Zichlikni nazariy aniqlash usuli juda oddiy. Buning uchun siz bitta atomning massasini, elementar kristall panjaradagi atomlar sonini va bu panjara turini bilishingiz kerak.
Masalan, temir uchun hisobni olaylik. Uning atomi 55,847 amu massaga ega. Xona sharoitida temir 2,866 angstrom parametrli bcc panjaraga ega. Har bir elementar bcc kubida ikkita atom borligi sababli biz quyidagilarni olamiz:
r=255, 8471, 6610-27 / (2, 8663 10 -30)=7,876 kg/m3
Agar bu qiymatni birinchi jadval bilan solishtirsak, ular faqat uchinchi kasrda farqlanishini koʻramiz.
