SIFAT FIZIKAL DAN KIMIA LOGAM - KIMIA - 2025

The sifat logam, kedua-dua fizikal dan kimia, adalah kunci kepada pembinaan artifak banyak dan kerja-kerja kejuruteraan, serta perhiasan hiasan dalam pelbagai budaya dan perayaan.

Sejak zaman dahulu lagi mereka menimbulkan rasa ingin tahu terhadap penampilan mereka yang menarik, berbeza dengan kebolehlihatan batu. Sebahagian daripada sifat yang paling bernilai ini adalah ketahanan tinggi terhadap kakisan, ketumpatan rendah, kekerasan dan ketangguhan yang hebat serta keanjalan antara lain.

Logam dikenali pada pandangan pertama oleh permukaannya yang berkilat dan biasanya berwarna perak. Sumber: George Becker melalui Pexels.

Dalam kimia dia lebih berminat pada logam dari perspektif atom: tingkah laku ion mereka terhadap sebatian organik dan bukan organik. Begitu juga, garam boleh disediakan dari logam untuk kegunaan yang sangat spesifik; contohnya, garam tembaga dan emas.

Namun, sifat fizikal inilah yang mula-mula memikat manusia. Secara umum, mereka dicirikan sebagai tahan lama, yang terutama berlaku dalam hal logam mulia. Oleh itu, segala sesuatu yang menyerupai emas atau perak dianggap berharga; duit syiling, permata, permata, rantai, patung, pinggan, dan lain-lain dibuat.

Logam adalah unsur paling banyak di alam. Lihat sahaja jadual berkala untuk mengesahkan bahawa hampir semua elemennya bersifat logam. Terima kasih kepada mereka, bahan tersedia untuk mengalirkan arus elektrik di dalam alat elektronik; ia adalah arteri teknologi dan tulang bangunan.

Sifat fizikal logam

Sifat fizikal logam adalah yang menentukan dan membezakannya sebagai bahan. Tidak perlu mereka mengalami transformasi yang disebabkan oleh bahan lain, tetapi oleh tindakan fizikal seperti memanaskannya, mencacatkannya, menggilapnya, atau hanya melihatnya.

Kecemerlangan

Sebilangan besar logam berkilat, dan juga mempunyai warna kelabu atau perak. Terdapat beberapa pengecualian: merkuri berwarna hitam, tembaga berwarna kemerahan, emas berwarna keemasan, dan osmium menunjukkan beberapa warna kebiruan. Kecerahan ini disebabkan oleh interaksi foton dengan permukaannya dipindahkan secara elektronik oleh ikatan logam.

Kekerasan

Logam keras, kecuali yang beralkali dan yang lain. Ini bermaksud bahawa bar logam akan dapat menggaru permukaan yang disentuhnya. Bagi logam alkali, seperti rubidium, ia sangat lembut sehingga boleh dikikis dengan kuku; sekurang-kurangnya sebelum mereka mula menghakis daging.

Kelenturan

Logam biasanya boleh ditempa pada suhu yang berbeza. Apabila dipukul, dan jika mereka cacat atau hancur tanpa patah atau runtuh, maka logam tersebut dikatakan mudah dilentur dan menunjukkan kelenturan. Tidak semua logam mudah ditempa.

Kemuluran

Logam, selain mudah ditempa, boleh jadi mulur. Apabila logam mulur, ia mampu mengalami ubah bentuk ke arah yang sama, menjadi seolah-olah itu adalah benang atau wayar. Sekiranya diketahui bahawa logam boleh diperdagangkan dalam roda kabel, kita dapat mengesahkan bahawa logam itu adalah logam mulur; contohnya, wayar tembaga dan emas.

Kristal emas sintetik. Alchemist-hp (bincang) www.pse-mendelejew.de

Kekonduksian terma dan elektrik

Logam adalah pengalir haba dan elektrik yang baik. Di antara pengalir haba terbaik kami mempunyai aluminium dan tembaga; sementara yang menjalankan elektrik paling baik adalah perak, tembaga dan emas. Oleh itu, tembaga adalah logam yang sangat dihargai dalam industri kerana kekonduksian terma dan elektriknya yang sangat baik.

Wayar tembaga. Scott ehardt

Sonority

Logam adalah bahan bunyi. Sekiranya dua bahagian logam dipukul, bunyi khas akan dihasilkan untuk setiap logam. Pakar dan pencinta logam sebenarnya dapat membezakannya dengan suara yang dipancarkannya.

Takat lebur dan didih yang tinggi

Logam dapat menahan suhu tinggi sebelum mencair. Beberapa logam, seperti tungsten dan osmium, mencair pada suhu masing-masing 3422 ºC dan 3033 ºC. Walau bagaimanapun, zink (419.5ºC) dan natrium (97.79ºC) mencair pada suhu yang sangat rendah.

Di antara semua itu, cesium (28.44 ºC) dan gallium (29.76 ºC) adalah yang mencair pada suhu terendah.

Dari nilai-nilai ini idea dapat diperoleh mengapa arka elektrik digunakan dalam proses kimpalan dan kilatan sengit disebabkan.

Sebaliknya, titik lebur tinggi itu sendiri menunjukkan bahawa semua logam padat pada suhu bilik (25 ° C); Dengan pengecualian merkuri, satu-satunya logam dan satu daripada sedikit unsur kimia yang bersifat cecair.

Merkuri dalam bentuk cecair. Bionerd

Aloi

Walaupun bukan sebagai sifat fizikal, logam dapat bercampur antara satu sama lain, dengan syarat atomnya dapat menyesuaikan diri untuk membuat aloi. Oleh itu, ini adalah campuran pepejal. Satu pasang logam boleh dibuat aloi dengan lebih mudah daripada yang lain; dan sebilangan sebenarnya tidak dapat disatukan sama sekali kerana pertalian yang rendah antara mereka.

Tembaga "bergaul" dengan timah, mencampurkannya untuk membentuk gangsa; atau dengan zink, untuk membentuk tembaga. Aloi menawarkan pelbagai alternatif apabila logam sahaja tidak dapat memenuhi ciri yang diperlukan untuk aplikasi; seperti ketika anda ingin menggabungkan ringan satu logam dengan ketahanan yang lain.

Sifat kimia

Sifat kimia adalah sifat yang melekat pada atomnya dan bagaimana mereka berinteraksi dengan molekul di luar persekitarannya untuk berhenti menjadi logam, dan dengan itu berubah menjadi sebatian lain (oksida, sulfida, garam, kompleks organometallic, dll.). Ini kemudian mengenai kereaktifan dan strukturnya.

Struktur dan pautan

Logam, tidak seperti unsur bukan logam, tidak dikelompokkan sebagai molekul, MM, tetapi sebagai rangkaian atom M yang disatukan oleh elektron luarnya.

Dalam pengertian ini, atom logam tetap bersatu dengan "lautan elektron" yang memandikannya, dan mereka pergi ke mana-mana; iaitu, mereka didelokalisasi, mereka tidak terikat dalam ikatan kovalen, tetapi mereka membentuk ikatan logam. Rangkaian ini sangat teratur dan berulang-ulang, jadi kami mempunyai kristal logam.

Kristal logam, dengan saiz yang berbeza dan penuh dengan ketidaksempurnaan, dan ikatan logamnya, bertanggungjawab untuk sifat fizikal yang diperhatikan dan diukur untuk logam. Fakta bahawa mereka berwarna-warni, terang, konduktor yang baik, dan suaranya semuanya disebabkan oleh struktur dan penempatan semula elektronik mereka.

Terdapat kristal di mana atom lebih padat daripada yang lain. Oleh itu, logam boleh setebal timbal, osmium, atau iridium; atau ringan seperti litium, bahkan mampu mengapung di atas air sebelum bertindak balas.

Hakisan

Logam mudah terhakis; walaupun beberapa di antaranya dapat menolaknya dalam keadaan normal (logam mulia). Korosi adalah pengoksidaan progresif permukaan logam, yang akhirnya runtuh, menyebabkan noda dan lubang yang merosakkan permukaannya yang berkilat, serta warna lain yang tidak diingini.

Logam seperti titanium dan iridium mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap kakisan, kerana lapisan oksida terbentuknya tidak bertindak balas dengan kelembapan, dan juga tidak membenarkan oksigen menembusi bahagian dalam logam. Dari logam yang paling mudah untuk menghakis besi kita mempunyai besi, karatnya cukup dikenali dengan warna coklatnya.

Ejen pengurangan

Sebilangan logam adalah agen pengurangan yang sangat baik. Ini bermaksud bahawa mereka menyerahkan elektronnya kepada spesies yang lapar elektron lain. Hasil tindak balas ini adalah bahawa mereka akhirnya menjadi kation, M ^{n +} , di mana n adalah keadaan pengoksidaan logam; iaitu, cas positifnya, yang boleh menjadi polyvalent (lebih besar daripada 1+).

Sebagai contoh, logam alkali digunakan untuk mengurangkan beberapa oksida atau klorida. Apabila ini berlaku dengan natrium, Na, ia kehilangan satu-satunya elektron valensinya (kerana tergolong dalam kumpulan 1) untuk menjadi ion natrium atau kation, Na ⁺ (monovalen).

Begitu juga dengan kalsium, Ca (kumpulan 2), yang kehilangan dua elektron dan bukannya satu dan kekal sebagai kation divalen Ca ²⁺ .

Logam boleh digunakan sebagai agen pengurangan kerana ia adalah unsur elektropositif; mereka lebih cenderung melepaskan elektron daripada memperolehnya daripada spesies lain.

Kereaktifan

Setelah mengatakan bahawa elektron cenderung kehilangan elektron, diharapkan dalam semua reaksi mereka (atau kebanyakan) mereka akhirnya berubah menjadi kation. Sekarang, kation ini nampaknya berinteraksi dengan anion untuk menghasilkan sebatian yang pelbagai.

Contohnya, logam alkali dan bumi beralkali bertindak balas secara langsung (dan meletup) dengan air untuk membentuk hidroksida, M (OH) _n , terbentuk oleh ion M ^{n +} dan OH ^- , atau oleh ikatan M-OH.

Apabila logam bertindak balas dengan oksigen pada suhu yang tinggi (seperti yang dicapai oleh api a), mereka berubah menjadi M ₂ O _n oksida (Na ₂ O, CaO, MgO, Al ₂ O ₃ , dan lain-lain). Ini kerana kita mempunyai oksigen di udara; tetapi juga nitrogen, dan beberapa logam dapat membentuk campuran oksida dan nitrida, M ₃ N _n (TiN, AlN, GaN, Be ₃ N ₂ , Ag ₃ N, dll.).

Logam boleh diserang oleh asid dan basa kuat. Dalam kes pertama garam diperoleh, dan pada kedua lagi hidroksida atau kompleks asas.

Lapisan oksida yang merangkumi beberapa logam menghalang asid menyerang logam. Sebagai contoh, asid hidroklorik tidak dapat melarutkan semua logam untuk membentuk klorida logam larut dalam air masing-masing.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
3. Alat Sains Rumah Tangga. (2019). Pelajaran Sains Logam. Dipulihkan dari: learning-center.homesciencetools.com
4. Kumpulan Penerbitan Rosen. (2019). Logam. Dipulihkan dari: pkphysicalscience.com
5. Toppr. (sf). Sifat Kimia Logam dan Bukan Logam. Dipulihkan dari: toppr.com
6. Wikipedia. (2019). Logam. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org