Sıxlıq maddənin hər hansı ümumi vəziyyəti üçün vacib fiziki kəmiyyətdir. Bu yazıda biz metalların sıxlığının nə olduğu sualını nəzərdən keçirəcəyik, kimyəvi elementlər üçün bu parametrin cədvəlini verəcəyik və Yer kürəsinin ən sıx metalı haqqında danışacağıq.
Hansı fiziki xüsusiyyətdən danışırıq?
Sıxlıq məlum həcmdə maddənin miqdarını xarakterizə edən dəyərdir. Bu tərifə əsasən, riyazi olaraq aşağıdakı kimi hesablana bilər:
ρ=m/V.
Bu dəyəri yunan hərfi ρ (ro) ilə təyin edin.
Sıxlıq universal xüsusiyyətdir, çünki ondan müxtəlif materialları müqayisə etmək üçün istifadə edilə bilər. Bu fakt onları müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər ki, bu da əfsanəyə görə yunan filosofu Arximed (o, bunun üçün ρ-nin dəyərini ölçərək saxta qızıl tac qura bilmişdir).
Müəyyən material üçün bu parametr iki əsas amildən asılıdır:
- maddəni təşkil edən atom və molekulların kütləsindən;
- orta atomlararası və molekullararası məsafələrdən.
Məsələn, keçid metallarından hər hansı biri (qızıl, dəmir, vanadium, volfram) istənilən karbon materialından daha yüksək sıxlığa malikdir, çünki sonuncu atomun kütləsi on dəfə azdır. Başqa bir misal. Qrafit və almaz iki karbon quruluşudur. İkincisi daha sıxdır, çünki onun qəfəsindəki atomlararası məsafələr daha kiçikdir.
Metalların sıxlığı
Bu Mendeleyevin dövri cədvəlindəki ən böyük qrupdur. Metal yüksək istilik və elektrik keçiriciliyinə, cilalandıqda xarakterik səth parıltısına və plastik deformasiyaya məruz qalma qabiliyyətinə malik istənilən maddədir.
Belə kimyəvi element azot, oksigen və karbon kimi maddələrlə müqayisədə aşağı elektronmənfiliyə malikdir. Bu fakt toplu strukturlardakı metal atomlarının bir-biri ilə metal bir əlaqə yaratmasına səbəb olur. Bu, müsbət yüklü ion əsasları ilə mənfi elektron qaz arasında elektrik qarşılıqlı təsirdir.
Kosmosdakı metal atomları kristal qəfəs adlanan nizamlı struktur şəklində düzülür. Yalnız üç növ var:
- kub;
- BCC (gövdə mərkəzli kub);
- HCP (altıbucaqlı sıx paketlənmiş);
- FCC (üz mərkəzli kub).
Metalların sıxlığı kristal qəfəsin növündən asılı olan fiziki kəmiyyətdir. Aşağıda g / sm3 ilə bütün kimyəvi elementlər üçün bu parametrin cədvəli verilmişdir.bərk vəziyyət.
Cədvəldən belə çıxır ki, metalların sıxlığı geniş diapazonda dəyişən dəyərdir. Beləliklə, ən zəifi eyni həcmdə sudan iki dəfə yüngül olan litiumdur. Nadir metal osmiumun sıxlığı təbiətdə ən yüksəkdir. 22,59 q/sm3.
Dəyəri necə tapırsınız?
Metalların sıxlığı iki əsas fərqli şəkildə müəyyən edilə bilən xüsusiyyətdir:
- eksperimental;
- nəzəri.
Eksperimental üsullar aşağıdakılardır:
- Bədən çəkisi və həcminin birbaşa ölçülməsi. Bədənin həndəsi parametrləri məlumdursa və onun forması idealdırsa, məsələn, prizma, piramida və ya top olarsa, sonuncunu hesablamaq asandır.
- Hidrostatik ölçmələr. Bu vəziyyətdə, 16-cı əsrdə Galileo tərəfindən icad edilmiş xüsusi tərəzilərdən istifadə olunur. Onların işləmə prinsipi olduqca sadədir: əvvəlcə naməlum sıxlığı olan bir cisim havada, sonra isə mayedə (suda) çəkilir. Bundan sonra tələb olunan dəyər sadə düsturla hesablanır.
Metalların sıxlığını təyin etmək üçün nəzəri üsula gəldikdə, bu, kristal qəfəsin növü, içindəki atomlararası məsafə və atomun kütləsi haqqında bilik tələb edən kifayət qədər sadə bir üsuldur. Sonra osmium nümunəsindən istifadə edərək bu metodun necə istifadə edildiyini göstərəcəyik.
Nadir metal osmiumun sıxlığı
Oplanetimizdə iz miqdarda tapıldı. Çox vaxt iridium və platin ilə ərintilər şəklində, həmçinin oksidlər şəklində olur. Osmium a=2,7343 və c=4,32 angstrom parametrləri olan hcp qəfəsinə malikdir. Bir atomun orta kütləsi m=190,23 amu
Yuxarıdakı rəqəmlər ρ-nin qiymətini təyin etmək üçün kifayətdir. Bunu etmək üçün, sıxlıq üçün orijinal düsturdan istifadə edin və bir altıbucaqlı prizmanın altı atomdan ibarət olduğunu nəzərə alın. Nəticədə, iş düsturuna çatırıq:
ρ=4m/(√3a2c).
Yuxarıda yazılan rəqəmləri əvəz edib onların ölçülərini nəzərə alaraq belə nəticəyə gəlirik: ρ=22 579 kq/m3.
Beləliklə, nadir metalın sıxlığı 22,58 q/sm3 təşkil edir ki, bu da eksperimental olaraq ölçülmüş cədvəl dəyərinə bərabərdir.
