Tabla de Contenidos
Metallit ja epämetallit ovat kaksi yleistä kemiallisten alkuaineiden luokkaa, joilla on suurelta osin vastakkaiset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Vaikka suurin osa jaksollisen taulukon kemiallisista alkuaineista on metallisia alkuaineita, ei-metalleilla on paljon rikkaampi ja monipuolisempi kemia, joka on mahdollistanut elämän syntymisen Maaplaneetalla. Itse asiassa lähes kaikki alkuaineet, joista orgaanisia yhdisteitä valmistetaan, ovat ei-metalleja, ja on olemassa vain muutamia hyvin erityisiä poikkeuksia.
Mitä ovat metallit?
Metallit ovat kemiallisia alkuaineita, jotka koostuvat s-lohkoelementeistä (poikkeuksena vetyä), d-lohkosta (siirtymämetallit), f-lohkosta (harvinaiset maametallit tai sisäiset siirtymäelementit) ja joistakin raskaammista p-lohkoelementeistä. Niille on ominaista se, että ne ovat suurimmaksi osaksi tiiviitä kiinteitä alkuaineita, joilla on korkea sulamispiste, jotka johtavat sähköä ja joilla on ominainen kirkkaus.
Nämä elementit ovat läsnä monissa sovelluksissa rakentamisesta luuimplanttien valmistukseen korkean mekaanisen kestävyytensä ansiosta.
metallien ominaisuudet
Jotkut metallien merkittävimmistä ominaisuuksista ovat:
- Ne ovat hyviä sähkö- ja lämmönjohtimia.
- Elohopeaa lukuun ottamatta kaikki ovat kiinteitä normaaleissa lämpötila- ja paineolosuhteissa.
- Yleensä niillä on korkea sulamis- ja kiehumispiste.
- Jotkut, kuten alkalimetallit, ovat erittäin reaktiivisia ja reagoivat kiivaasti veden kanssa, kun taas toiset, kuten kulta ja muut jalometallit, ovat kemiallisesti inerttejä.
- Metallien atomit liitetään toisiinsa metallisidoksen avulla.
- Ne reagoivat hapen kanssa muodostaen emäksisiä oksideja.
- Ne ovat sähköpositiivisia alkuaineita, mikä tarkoittaa, että niillä on taipumus menettää elektroneja ja muodostaa siten positiivisesti varautuneita ioneja tai kationeja.
- Useimmat ovat sitkeitä, mikä tarkoittaa, että ne voidaan muotoilla ja vetää hienoiksi langoiksi rikkoutumatta.
- Monet ovat muokattavia, eli ne voidaan venyttää ohuiksi levyiksi tai levyiksi.
Mitä ei-metallit ovat?
Epämetallit ovat elementtejä jaksollisen taulukon oikeassa yläkulmassa. Ne ovat pe-lohkon kevyimpiä elementtejä, ne sisältävät halogeenien, kalkogeenien, jalokaasujen ja muiden ryhmän elementtejä. Kuten aiemmin mainittiin, epämetallit ovat orgaanisen aineen pääkomponentteja, joten ne ovat välttämättömiä elämän olemassaololle.
Ei-metallien ominaisuudet
Ei-metallien ominaisuudet ovat hyvin erilaisia. Itse asiassa ne ovat paljon monipuolisempia kuin metallien ominaisuudet. Vaikka metallit ovat lähes kaikki kiinteitä aineita, joilla on korkea sulamispiste, ei-metallien joukosta löytyy alkuaineita, joiden sulamispisteet ovat alhaisimmat ja korkeimmat, ja niitä voidaan löytää kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa. Esimerkiksi heliumilla, ei-metallilla, on alin kiehumispiste, joka on -272 °C tai 1 K; hiiligrafiitin sulamispiste on 3550 °C ja kiehumispiste lähes 5000 °C.
Joitakin useimmille ei-metalleille yhteisiä ominaisuuksia voidaan kuitenkin mainita:
- Ne ovat huonoja lämpö- ja sähköjohtimia.
- Ne löytyvät kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa tilassa normaaleissa lämpötila- ja paineolosuhteissa.
- Niillä on taipumus muodostaa kovalenttisia tai polaarisia kovalenttisia sidoksia, kun ne ovat kiinnittyneet toisiinsa.
- Ne muodostavat erillisiä molekyylejä, vaikka jotkut voivat muodostaa kovalenttisia kiinteitä aineita.
- Ne ovat elektronegatiivisia elementtejä, joten niillä on taipumus vangita elektroneja ja tulla siten negatiivisesti varautuneiksi ioneiksi tai anioneiksi.
- Ne reagoivat hapen kanssa muodostaen happamia oksideja.
Luettelo 5 metallielementistä
Natrium (Na)
Natrium on alkuaine 11 jaksollisessa taulukossa. Se on yksi yleisimmistä alkalimetalleista ja on osa monenlaisia sekä orgaanisia että epäorgaanisia suoloja, mukaan lukien tavallinen pöytäsuola. Se on erittäin aktiivinen alkuaine, joka reagoi kiivaasti veden kanssa muodostaen natriumhydroksidia, joka on vahva emäs.
rauta (Fe)
Se on alkuaine 26 jaksollisessa taulukossa ja oli yksi ensimmäisistä ihmisen löytämistä metalleista. Se on neljänneksi runsain alkuaine maankuoressa, mutta se on ylivoimaisesti eniten louhittu tai louhittu alkuaine (mukaan lukien metallit ja ei-metallit) ja ihmislajin eniten käyttämä metalli. Sitä käytetään lukemattomissa sovelluksissa sekä puhtaana että sekoitettuna muiden alkuaineiden kanssa muodostamaan seoksia, joilla on hyvin erilaisia ominaisuuksia.
Alumiini (Al)
Alumiini on toinen metalleista, joita käytämme lukemattomissa sovelluksissa rakentamisesta ja sähkönjohtamisesta autojen, lentokoneiden ja ruoka-astioiden valmistukseen. Se on maankuoren runsain metalli, ja sen atominumero on 13.
Kulta (Au)
Kulta on yksi tunnetuimmista jalometalleista. Se on hyvin vähän runsas alkuaine, joka muodostaa vain 0,0000004 % maankuoresta. Kulta on jalo, erittäin inertti, ruostumaton, erittäin pehmeä ja muokattava metalli, jota on käytetty tuhansia vuosia kaikenlaisten hienojen korujen valmistukseen. Nykyään sitä käytetään myös sähköisten koskettimien valmistukseen kaikenlaisissa elektronisissa laitteissa.
Kupari (Cu)
Kupari on alkuaine numero 29 jaksollisessa taulukossa. Se on siirtymämetalli, jolla on tyypillinen punertava väri ja yksi tunnetuimmista sähkön ja lämmön johtimista. Vain hopea ylittää sen sähkö- ja lämmönjohtavuudessa, mutta sen alhaisempi hinta tekee siitä yhden kaikkialla esiintyvistä materiaaleista kaikentyyppisissä sähköpiireissä.
Luettelo 5 ei-metallisesta elementistä
Hiili (C)
Hiili on elämän peruselementti. Se edustaa kaikkien orgaanisten kemiallisten yhdisteiden pääalkuainetta ja muodostaa kaikkien tämän luokan yhdisteiden pääketjun tai rungon. Sitä esiintyy useissa luonnossa esiintyvissä allotroopeissa, joilla on ainutlaatuiset ja radikaalisti erilaiset ominaisuudet. Vaikka grafiitti on erittäin pehmeä musta kiinteä aine ja hyvä sähkönjohdin, timantti, toinen yleisin alkuainehiilen muoto, koostuu kiinteistä kovalenttisista kiteistä, jotka ovat kovimpia tunnettuja materiaaleja; Nämä kiteet ovat myös poikkeuksellisia lämpö- ja sähköeristeitä.
Typpi (N)
Alkuainetyppi on kaksiatomisten molekyylien (N 2 ) muodostama kaasu ja se on maapallon ilmakehän pääkomponentti. Se on välttämätön alkuaine elämälle: se muodostaa yhdessä hiilen, vedyn ja hapen kanssa DNA:n, RNA:n ja proteiineja muodostavien aminohappojen komponentteja. Se on jaksollisen järjestelmän elementti 7 ja ryhmän 15 ensimmäinen elementti.
Happi (O)
Happi sijaitsee juuri ennen typpeä ja sen atominumero on 6, ja se on maankuoren runsain alkuaine. Itse asiassa happi yksin muodostaa lähes puolet maankuoren massasta, koska se liittyy lähes kaikkiin muihin sen muodostaviin alkuaineisiin. Tämä johtuu sen ainutlaatuisesta kyvystä muodostaa yhdisteitä sekä metallien että ei-metallien kanssa.
Vety (H)
Vety on jaksollisen järjestelmän kevyin alkuaine. Sen atominumero on 1 ja se koostuu yhdestä protonista, jota ympäröi yksi elektroni. Luonnollisessa tilassaan se on kaksiatomisen kaasun muodossa, joka palaa hapen läsnä ollessa muodostaen vettä. Vedyn käyttötarkoitukset ja sovellukset ovat hyvin erilaisia ja kattavat monia toimialoja. Näihin sovelluksiin kuuluu sen käyttö kemiallisena reagenssina hiilivetyjen ja muiden tyydyttymättömien orgaanisten yhdisteiden katalyyttisessä hydrauksessa sekä sen käyttö polttoaineena sähköautoissa ja ponneaineena tietyntyyppisissä avaruusraketeissa.
Fluori (F)
Fluori on luonnehdittu jaksollisen järjestelmän elektronegatiivisimmaksi alkuaineeksi. Se on jaksollisen järjestelmän alkuaine 9 ja halogeeniryhmän kevyin. Alkuainetilassaan se on erittäin ärsyttävä ja myrkyllinen vihreästä keltaiseen kaksiatominen kaasu. Lisäksi se on erittäin reaktiivinen kaasu, joka pystyy hapettamaan monenlaisia kemiallisia yhdisteitä.
Mistä tunnistaa, onko elementti metalli vai ei-metalli?
Helpoin tapa tunnistaa, onko elementti metallinen vai ei-metallinen, on paikantaa se jaksollisesta taulukosta. Jos ne ovat lohkossa s, dof, se on varmasti metallia. Voi kuitenkin herätä kysymys, onko elementti p-lohkossa, koska tämä lohko sisältää sekä ei-metalleja että joitakin metalleja.
Helpoin tapa erottaa toisistaan on opetella metallit epämetalleista erottavien alkuaineiden nimet, joita ovat metalloidit tai puolimetallit. Nämä elementit muodostavat jotain samanlaista kuin diagonaali, joka erottaa metallit selvästi ei-metalleista ja ovat:
- Boori
- Pii
- germaaniumia
- Arseeni
- Antimoni
- telluride
- Polonium
Kaikki näiden seitsemän elementin alapuolella tai vasemmalla puolella on metallia, kun taas oikealla tai yläpuolella olevat ovat ei-metalleja.
Lopuksi on huomattava, että p-lohkon raskaimmat alkuaineet, eli nihonium (Nh), flerovium (Fl), muskovium (Mc), livermorium (Lv), teneso (Ts) ja oganeson (Og ), ovat synteettisiä. alkuaineita, joiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia ei käytännössä tunneta, joten niitä ei voida luokitella metalleiksi, ei-metalleiksi tai metalloideiksi.
Viitteet
Chang, R. (2021). Kemia (11. painos ). MCGRAW HILLIN KOULUTUS.
Tietosanakirjan toimittajat. (nd). Elementtien runsaus . Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/abundance-of-the-elements
Libretekstit. (2021, 3. helmikuuta). Kiinteät metalliset elementit . Kemia LibreTexts. https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Map%3A_Inorganic_Chemistry_(Housecroft)/06%3A_Structures_and_energetics_of_metallic_and_ionic_solids/6.03%3A_The_Packing_of_AppliumsStruclement_of_Appli /6.3C%3A_Solid_Metallic_Elements
Monroe Engineering. (2019, 14. marraskuuta). Kuinka metallielementit eroavat ei-metallisista elementeistä . Monroe Engineering. https://monroeengineering.com/blog/how-metal-elements-differ-from-nonmetal-elements/ QuestTech. (2021, 22. huhtikuuta).
Paras sähkönjohdin: oikeiden metallien valinta | Quest Tech . Quest-Tech Precision Inc. https://questtech.ca/blog/best-conductor-electricity/