Металлический блеск алюминия

Какое правило применяется

В русском языке существует два пути проверить непроизносимые буквы в корнях:

• найти такое проверочное однокоренное слово, в котором бы эта буква звучала четко и ясно для слуха;
• найти его в орфографическом словаре (если это словарная лексема).

Но наша проблемная словоформа относится к словарным. Потому что в русском языке не имеет существительное проверочной словоформы.

Проблема в написании возникает и с однокоренными словами: как пишется «металлолом», «металлочерепица» или «металлокаркас»? На этот случай русский язык как раз и подготовил правило. Все лексические единицы с корнем -металл- пишутся с двумя -лл-, независимо от части речи, к которой они относятся: металлический, металлик, металлург, металлопрофиль, металлоотходы, металлодетектор.

Морфология

Разберемся по порядку с обоими словоформами. «Металл» — это имя существительное. Оно попало в русский язык из немецкого. Полная его версия metall. Привез в наш язык его из Германии Петр I. Если обратиться к языковедению германской группы, то в свою очередь эта лексема происходит от латинского metallum. Во всех случаях употребляется две -л-, при транслитерации в наш язык, просто соблюдались все нормы отображения слов.

На самом деле, правописание этой лексической единицы достаточно сложное. Потому что, например, хэви-метал пишется только с одной -л-, но значение «тяжелый» имеет как и однокоренные. Языковеды такое правописание объясняют происхождением самого направления в музыке. Оно зародилось в Англии, где транслитерация с латинского потерпела изменения: metal.

А вот лексема с одной -л- является одной из форм глагола «метать». Оно используется как глагол прошедшего времени, единственного числа, мужского лица.

Значение

Разберем значение слова, что запомнить, как пишется «металл» и почему.

Металлом называют химическое простое вещество или сплав других веществ, которые обладают особыми характеристиками: блеск, ковкость, теплоотдача и другие. В переносном смысле так называют резкую и даже грубую речь.  Иногда могут соотносить с суровостью.

Примеры пластичных металлов

Металлы относятся к пластичным материалам с неисчислимым количеством применений. Триада состоит из металлов: золота, меди и платины. Один золотой, другой розовато-оранжевый, а последний серебряный. В дополнение к этим металлам есть и другие с более низкой пластичностью:

-железо

-цинк

-Латунь (и другие металлические сплавы)

-золото

-алюминий

-самарий

-магний

-ванадий

-Сталь (хотя на ее пластичность может повлиять, в зависимости от ее углеродного состава и других добавок)

-Серебро

-олово

-Свинец (но в определенных небольших температурных диапазонах)

Без предварительных экспериментальных знаний трудно определить, какие металлы действительно пластичны. Его пластичность зависит от степени чистоты и от того, как добавки взаимодействуют с металлическим стеклом.

Другие переменные, такие как размер кристаллических зерен и расположение кристалла, также рассматриваются. Кроме того, количество электронов и молекулярных орбиталей, участвующих в связи металла, то есть в «море электронов», также играет важную роль.

Взаимодействия между всеми этими микроскопическими и электронными переменными делают пластичность концепцией, которую необходимо глубоко проанализировать с помощью многомерного анализа; и вы найдете отсутствие стандартного правила для всех металлов.

Именно по этой причине два металла, хотя и с очень похожими характеристиками, могут быть или не быть пластичными.

Размер зерен и кристаллические структуры металлов

Зерна представляют собой кристаллические участки, которые не имеют заметных неровностей (зазоров) в своих трехмерных решетках. В идеале они должны быть полностью симметричными, а их структура должна быть четко определена..

Каждое зерно для одного и того же металла имеет одинаковую кристаллическую структуру; то есть металл с компактной гексагональной структурой, ГПУ, имеет зерна с кристаллами с системой ГПУ. Они расположены таким образом, что перед силой тяги или растяжения они скользят друг над другом, как если бы они были плоскостями, состоящими из мрамора..

Обычно, когда плоскости, состоящие из мелких зерен, скользят, они должны преодолевать большую силу трения; в то время как если они большие, они могут двигаться более свободно. Фактически, некоторые исследователи стремятся изменить пластичность некоторых сплавов посредством контролируемого роста их кристаллических зерен..

С другой стороны, что касается кристаллической структуры, то обычно металлы с кристаллической системой ГЦК (гранец по центру, или кубические по центру лица) являются наиболее пластичными. Между тем, металлы с ОЦК кристаллической структурой (кубическое тело, кубические с центром на гранях) или ГПУ, как правило, менее пластичны.

Например, и медь, и железо кристаллизуются с помощью ГЦК-компоновки и являются более пластичными, чем цинк и кобальт, оба с ГЦП-компоновками.

Влияние температуры на пластичность металлов

Высокая температура может уменьшить или увеличить пластичность материалов, и исключения также относятся к металлам. Однако, как правило, при размягчении металлов, тем больше возможностей превратить их в нити, не разрывая их..

Это связано с тем, что повышение температуры вызывает колебание металлических атомов, что приводит к объединению зерен; то есть несколько мелких зерен соединяются, образуя крупное зерно.

С более крупными зернами пластичность увеличивается, и молекулярные слайды сталкиваются с меньшим количеством физических препятствий.

Что такое эластичность

Эластичность — это способность объекта или материала восстанавливать свою нормальную форму после растяжения или сжатия: растяжение. Материалы, которые показывают высокую степень упругости, известны как эластики. Например, эластомеры представляют собой полимерные материалы, которые демонстрируют высокую степень упругости.

Рисунок 1: Эластичные материалы

Эластичность материала описывается двумя параметрами:

Модуль упругости

Модуль упругости — это отношение силы, действующей на вещество или тело, к результирующей деформации. Материалы с низкой степенью упругости (трудно деформируемые) имеют высокий модуль упругости. Материалы, которые имеют низкую степень упругости, имеют низкий модуль упругости.

Эластичный предел

Предел упругости — это максимальная степень, в которой твердое тело может быть растянуто без постоянного изменения размера или формы. На пределе упругости материалы больше не растягиваются. Вместо этого он постоянно деформируется в другую форму.

Эластомеры

Эластомеры представляют собой резиноподобные материалы и обычно представляют собой аморфные полимеры (упорядоченная структура отсутствует). Эластичные свойства эластомеров возникают из-за достаточно слабых ван-дер-ваальсовых сил между полимерными цепями или достаточно нерегулярной структуры. Если силы между полимерными цепями слабы, это дает гибкость полимеру. Аналогично, если полимер имеет неорганизованную структуру, он позволяет полимеру быть более гибким. Но для того, чтобы полимер был гибким, он должен иметь некоторую степень сшивки.

Наиболее распространенным примером эластомеров является резина. Натуральный каучук состоит в основном из полиизопренового полимера. Следовательно, это соединение является причиной эластичности резины. Натуральный каучук получается из латекса каучукового дерева. Но резина может быть синтезирована для получения синтетического каучука.

металлы

Металлы также показывают некоторую степень упругости. Эластичность металлов обусловлена ​​изменением размеров и изменением формы кристаллических ячеек металлической решетки под действием приложенной силы.

Употребление слова «метал»

История этой лексической единицы связана с появлением на западе рок-музыки. Слово пришло в русский язык из английского. Особой популярностью, особенно у молодежи, оно пользовалось в эпоху демократических перемен в нашей стране. В среде подростковых субкультур появились такие термины, как «хеви-метал», «блэк-метал». В этих словосочетаниях происходит смещение ударения с последнего слога на второй.

Это слово так же используется для обозначения прошедшего времени глагола «метать» в мужском роде. Наибольшее применение оно находит в области спорта. Слово часто встречается в описаниях неприятных условий погоды. Глагол нередко выражает проявления агрессивности у людей и животных.

метал (глагол)[править]

ме-та́л

МФА: 

форма прошедшего времени действительного залога мужского рода первого, второго и третьего лица единственного числа изъявительного наклонения глагола метать ◆ Юноша метал тяжёлое копьё, бросал камни, перепрыгивал через препятствия с мешком песка за плечами. И. А. Ефремов, «На краю Ойкумены», 1945—1946 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)

Болгарскийправить

Морфологические и синтаксические свойстваправить

ме-тал

Существительное, мужской род, склонение 7.

Корень: -метал-.

Семантические свойстваправить

Значениеправить

1. хим. металл ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).

Гипонимыправить

Морфологические и синтаксические свойстваправить

ме-тал

Существительное, неодушевлённое, мужской род, тип склонения 1a.

Корень: -метал-.

Семантические свойстваправить

Значениеправить

1. хим. металл ◆ Скалігер відкрив метал, що не піддавався плавленню. — Скалигер открыл металл, не поддающийся плавлению. Павло Загребельний, «Роксолана»

Гипонимыправить

1. залізо, мідь, цинк

Сплавы металлов

По мере развития науки, человек понял, что соединяя воедино несколько различных металлов, можно получить вещество, которое будет превосходить по своим показателям исходные компоненты — так появились сплавы металлов.

Сплавы получают из расплавов металлов, которые в жидком виде хорошо растворяются и смешиваются друг с другом.

Главные разновидности сплавов металлов:

• Механическая смесь металлов представляет собой смесь очень мелких кристаллов отдельных металлов, как, например, перемешать цемент с песком;
• Твердые растворы представляют собой однородные кристаллы в узлах кристаллической решетки которых находятся атомы сплавляемых металлов;
• Интерметаллические соединения получаются взаимным растворением металлов, в результате которого атомы образуют «экзотические» соединения, например, Ag₂Zn₅, Cu₃Zn.

Следует сказать, что сплавляются друг с другом не только металлы, в состав некоторых сплавов входят и неметаллы, с которыми металлы не только механически смешиваются, но и образуют атомные соединения, в результате чего полученный сплав обладает резко отличающимися физическими свойствами от исходных металлов. Современная наука разработала много разнообразных сплавов, которые обладают заранее заданными свойствами.

Популярные сплавы:

• Сталь — сплав железа с углеродом (обычно, до 1%) с легирующими добавками хрома, никеля, кремния, фосфора, марганца и проч.
• Чугун — сплав железа с углеродом (более 3%) с легирующими добавками.
• Бронза — сплав меди с оловом с легирующими добавками.
• Латунь — сплав меди с цинком.
• Мельхиор — сплав меди с никелем.
• Дюралюминий — сплав алюминия с медью (3-5%), магнием (1%), марганцем (1%).
• Амальгама — сплав металла с ртутью.

История развития представлений о металлах

См. также: История производства и использования железа

Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились металлы, значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь металлов были знакомы человечеству в глубокой древности. Среди древнеегипетских артефактов встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от н. э.

К семи известным металлам уже только в средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVIII столетия мышьяк. С середины XVIII века число открытых металлов быстро возрастает и к началу XX столетия доходит до 65, а к началу XXI века — до 96.

Ни одно из химических производств не способствовало столько развитию химических знаний, как процессы, связанные с получением и обработкой металлов; с историей их связаны важнейшие моменты истории химии. Свойства металлов так характерны, что уже в самую раннюю эпоху золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть составляли одну естественную группу однородных веществ, и понятие о «металле» относится к древнейшим химическим понятиям. Однако воззрения на их натуру в более или менее определенной форме появляются только в средние века у алхимиков. Правда, идеи Аристотеля о природе: образования всего существующего из четырёх элементов (огня, земли, воды и воздуха) уже тем самым указывали на сложность металлов; но эти идеи были слишком туманны и абстрактны. У алхимиков понятие о сложности металлов и, как результат этого, вера в возможность превращать одни металлы в другие, создавать их искусственно, является основным понятием их миросозерцания.

Лишь Лавуазье выяснил роль воздуха при горении и показал, что прибыль в весе металлов при обжигании происходит от присоединения к металлам кислорода из воздуха, и таким образом установил, что акт горения металлов есть не распадение на элементы, а, напротив, акт соединения, вопрос о сложности металлов был решен отрицательно. Металлы были отнесены к простым химическим элементам, в силу основной идеи Лавуазье, что простые тела суть те, из которых не удалось выделить других тел. С созданием периодической системы химических элементов Менделеевым элементы металлов заняли в ней своё законное место.

История

Последовательность расположения металлов в порядке изменения их химической активности в общих чертах была известна уже алхимикам. Процессы взаимного вытеснения металлов из растворов и их поверхностное осаждение (например, вытеснение серебра и меди из растворов их солей железом) рассматривались как проявление трансмутации элементов.

Поздние алхимики вплотную подошли к пониманию химической стороны взаимного осаждения металлов из их растворов. Так, Ангелус Сала в работе «Anatomia Vitrioli» (1613) пришёл к выводу, что продукты химических реакций состоят из тех же «компонентов», которые содержались в исходных веществах. Впоследствии Роберт Бойль предложил гипотезу о причинах, по которым один металл вытесняет другой из раствора на основе корпускулярных представлений.

В 1793 году Алессандро Вольта, конструируя гальванический элемент (Вольтов столб), установил относительную активность известных тогда металлов: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. «Сила» гальванического элемента оказывалась тем больше, чем дальше стояли друг от друга металлы в этом ряду (ряд напряжений). Однако Вольта не связал этот ряд с химическими свойствами металлов.

В 1798 году Иоганн Вильгельм Риттер указал, что ряд Вольта эквивалентен ряду окисления металлов (то есть последовательности уменьшения их сродства с кислородом). Таким образом, Риттер высказал гипотезу о возникновении электрического тока вследствие протекания химической реакции.

В эпоху становления классической химии способность элементов вытеснять друг друга из соединений стала важным аспектом понимания реакционной способности. Й. Берцелиус на основе электрохимической теории сродства построил классификацию элементов, разделив их на «металлоиды» (сейчас применяется термин «неметаллы») и «металлы» и поставив между ними водород.

Последовательность металлов по их способности вытеснять друг друга, давно известная химикам, была в 1860-е и последующие годы особенно основательно и всесторонне изучена и дополнена Н. Н. Бекетовым. Уже в 1859 году он сделал в Париже сообщение на тему «Исследование над явлениями вытеснения одних элементов другими». В эту работу Бекетов включил целый ряд обобщений о зависимости между взаимным вытеснением элементов и их атомным весом, связывая эти процессы с «первоначальными химическими свойствами элементов — тем, что называется химическим сродством». Открытие Бекетовым вытеснения металлов из растворов их солей водородом под давлением и изучение восстановительной активности алюминия, магния и цинка при высоких температурах (металлотермия) позволило ему выдвинуть гипотезу о связи способности одних элементов вытеснять другие из соединений с их плотностью: более лёгкие простые вещества способны вытеснять более тяжёлые (поэтому данный ряд часто также называют вытеснительный ряд Бекетова, или просто ряд Бекетова).

Не отрицая значительных заслуг Бекетова в становлении современных представлений о ряде активности металлов, следует считать ошибочным бытующее в отечественной популярной и учебной литературе представление о нём как единственном создателе этого ряда. Многочисленные экспериментальные данные, полученные в конце XIX века, опровергали гипотезу Бекетова. Так, Уильям Одлинг описал множество случаев «обращения активности». Например, медь вытесняет олово из концентрированного подкисленного раствора SnCl₂ и свинец — из кислого раствора PbCl₂; она же способна к растворению в концентрированной соляной кислоте с выделением водорода. Медь, олово и свинец находятся в ряду правее кадмия, однако могут вытеснять его из кипящего слабо подкисленного раствора CdCl₂.

Бурное развитие теоретической и экспериментальной физической химии указывало на иную причину различий химической активности металлов. С развитием современных представлений электрохимии (главным образом в работах Вальтера Нернста) стало ясно, что эта последовательность соответствует «ряду напряжений» — расположению металлов по значению стандартных электродных потенциалов. Таким образом, вместо качественной характеристики — «склонности» металла и его иона к тем или иным реакциям — Нерст ввёл точную количественную величину, характеризующую способность каждого металла переходить в раствор в виде ионов, а также восстанавливаться из ионов до металла на электроде, а соответствующий ряд получил название ряда стандартных электродных потенциалов.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14%. Современный метод получения, процесс Холла—Эру был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al₂O₃ в расплаве криолита Na₃AlF₆ с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых анодных электродов. Такой метод получения требует очень больших затрат электроэнергии, и поэтому получил промышленное применение только в XX веке.

Металлический блеск

Металлический блеск проявляют лишь компактные массы металла. Так, при восстановлении водородом окиси меди медь получается в виде порошка, лишенного металлического блеска, но достаточно утрамбовать этот порошок и отшлифовать его, чтобы метал лический блеск появился.
 

Металлический блеск, сильное поглощение света, возрастающее с переходом в инфракрасную область спектра, является естественным следствием наличия в металлах большой концентрации свободных электронов.
 

Металлический блеск металлы проявляют в компактной своей массе. Так, пластинка платины имеет серебристо-белый цвет и металлический блеск, тогда как в мелкораздробленном состоянии этот металл черного цвета и без металлического блеска. Металлы, отражающие примерно в одинаковой степени все лучи видимого спектра, имеют серебристо-белый цвет.
 

Металлический блеск, появляющийся на некоторых пленках красок, не содержащих металлических пигментов, и маскирующий обычный цвет покрытия при наблюдении его вблизи к углам возникновения блеска68, называется бронзированием, так как отраженный свет при этом окрашен обычно в желтоватый цвет. Это, по-видимому, обусловлено очень высоким показателем преломления пигмента по отношению к узкому диапазону длин волн падающего света33, вследствие чего для этих длин волн пигмент более непрозрачен, чем для других.
 

Металлический блеск — сильный блеск, свойственный металлам. Им обладают непрозрачные минералы, дающие в большинстве случаев черную черту на фарфоровой пластинке. Таким блеском обладают самородные металлы ( золото, серебро, платина), многие сульфиды и окислы железа.
 

Металлический блеск имеют, например, галенит пирит. Все минералы с металлическим блеском непрозрачные, цвет их черты черный или темноокрашенный.
 

Металлический блеск обусловлен отражением световых лучей от электронного газа, который несколько выходит за границу положительно заряженных ионов.
 

Металлический блеск, сильное поглощение света, возрастающее с переходом в инфракрасную область спектра, является естественным следствием наличия в металлах большой концентрации свободных электронов.
 

Металлический блеск наблюдается обычно только в том случае, когда металл образует компактную массу. Только магний и алюминий в виде порошков имеют металлический блеск. Блеск металлов обусловлен отражением падающего на металл света от электронов в его поверхностном слое.
 

Металлический блеск проявляют лишь компактные массы металла. Так, при восстановлении водородом окиси меди медь получается в виде порошка, лишенного металлического блеска, но достаточно утрамбовать-этот порошок и отшлифовать его, чтобы металлический блеск — появился. Лишь два металла сохраняют металлический блеск и в порошкообразном состоянии: магний и алюминий. Поэтому алюминиевая пыль применяется в качестве серебряной краски.
 

Металлическим блеском различной степени интенсивности обладают некоторые минералы, например графит, пирротин, пирит, никелин, арсенопирит.
 

Кроме металлического блеска и пластичности, все металлы обладают выср-кой электропроводностью и теплопроводностью.