Metallar D. I. Mendeleyevin dövri cədvəlinin çox hissəsini təşkil edən kimyəvi elementlərdir. Bu yazıda biz sıxlıq kimi vacib bir fiziki xassəni nəzərdən keçirəcəyik, həmçinin metalların kq / m3 ilə sıxlığının cədvəlini verəcəyik.
Maddənin sıxlığı
Metalların kq/m3 ilə sıxlığı ilə məşğul olmamışdan əvvəl fiziki kəmiyyətin özü ilə tanış olaq. Sıxlıq bədən kütləsi m-nin kosmosdakı V həcminə nisbətidir və riyazi olaraq aşağıdakı kimi yazıla bilər:
ρ=m / V
Tədqiq olunan dəyər adətən yunan əlifbasının ρ (ro) hərfi ilə işarələnir.
Bədənin müxtəlif hissələrinin müxtəlif kütlələri varsa, o zaman yazılı düsturdan istifadə edərək orta sıxlığı təyin edə bilərsiniz. Bu halda, yerli sıxlıq orta göstəricidən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər.
Düsturdan da göründüyü kimi, ρ dəyəri SI sistemində kg/m3 ilə ifadə edilir. Həcmi vahidində yerləşdirilən maddənin miqdarını xarakterizə edir. Bu xüsusiyyət bir çox hallarda maddələrin əlamətidir. Beləliklə, müxtəlif metallar üçün kq / m3-də sıxlıqfərqlidir, onları müəyyən etməyə imkan verir.
Metallar və onların sıxlığı
Metal materiallar otaq temperaturunda və atmosfer təzyiqində bərk maddələrdir (civə yeganə istisnadır). Onlar yüksək plastikliyə, elektrik və istilik keçiriciliyinə malikdirlər və səthin cilalanmış vəziyyətində xarakterik parıltıya malikdirlər. Metalların bir çox xassələri müsbət ion nüvələrinin qovşaqlarda yerləşdiyi, mənfi elektron qazı vasitəsilə bir-birinə bağlı olan nizamlı kristal qəfəsin olması ilə əlaqələndirilir.
Metalların sıxlığına gəlincə, bu, geniş şəkildə dəyişir. Beləliklə, ən az sıx olanlar litium, kalium və ya natrium kimi qələvi yüngül metallardır. Məsələn, litiumun sıxlığı 534 kq/m3 təşkil edir ki, bu da suyun sıxlığının demək olar ki, yarısı qədərdir. Bu o deməkdir ki, litium, kalium və natrium lövhələri suda batmayacaq. Digər tərəfdən, renium, osmium, iridium, platin və qızıl kimi keçid metalları böyük bir sıxlığa malikdir, bu da suyun ρ-dən 20 və ya daha çox dəfədir.
Aşağıdakı cədvəl metalların sıxlığını göstərir. Bütün dəyərlər g/sm3 ilə otaq temperaturuna aiddir. Bu dəyərlər 1000-ə vurularsa, biz kq/m3 ilə ρ alırıq.
Niyə yüksək sıxlıqlı metallar və aşağı sıxlıqlı metallar var? Fakt budur ki, hər bir konkret hal üçün ρ dəyəri iki əsas tərəfindən müəyyən ediliramillər:
- Metalın kristal şəbəkəsinin xüsusiyyəti. Bu qəfəsdə ən sıx qablaşdırmada atomlar varsa, onun makroskopik sıxlığı daha yüksək olacaqdır. FCC və hcp qəfəsləri ən sıx qablaşdırmaya malikdir.
- Metal atomunun fiziki xassələri. Onun kütləsi nə qədər böyükdürsə və radius nə qədər kiçikdirsə, ρ dəyəri bir o qədər yüksəkdir. Bu amil yüksək sıxlıqlı metalların dövri cədvəldə çox sayda kimyəvi element olduğunu izah edir.
Sıxlığın eksperimental təyini
Fərz edək ki, naməlum metal parçasımız var. Onun sıxlığını necə təyin etmək olar? ρ formulunu xatırladaraq, verilən sualın cavabına gəlirik. Metalın sıxlığını müəyyən etmək üçün onu istənilən tərəzidə çəkmək və həcmi ölçmək kifayətdir. Sonra düzgün vahidlərdən istifadə etməyi xatırlayaraq birinci dəyər ikinciyə bölünməlidir.
Əgər bədənin həndəsi forması mürəkkəbdirsə, onda onun həcmini ölçmək asan olmayacaq. Belə hallarda siz Arximed qanunundan istifadə edə bilərsiniz, çünki bədən suya batırılan zaman yerdəyişən mayenin həcmi ölçülmüş həcmə tam bərabər olacaqdır.
XVI əsrin sonunda Qaliley tərəfindən icad edilən hidrostatik çəkilər üsulu da Arximed qanununun istifadəsinə əsaslanır. Metodun mahiyyəti bədən çəkisini havada, sonra isə mayedə ölçməkdir. Əgər birinci dəyər P0, ikincisi isə P1 ilə işarələnirsə, kq/m3 ilə metal sıxlığı aşağıdakılardan istifadə etməklə hesablanır. düstur:
ρ=P0 ρl / (P0 - P 1)
burada ρl mayenin sıxlığıdır.
Sıxlığın nəzəri tərifi
Kimyəvi elementlərin sıxlıqlarının yuxarıdakı cədvəlində nəzəri sıxlığı verilən metallar qırmızı rənglə qeyd olunub. Bu elementlər radioaktivdir və onlar süni yolla az miqdarda alınmışdır. Bu amillər onların sıxlığını dəqiq ölçməyi çətinləşdirir. Bununla belə, ρ dəyəri uğurla hesablana bilər.
Sıxlığın nəzəri təyini üsulu olduqca sadədir. Bunun üçün bir atomun kütləsini, elementar kristal qəfəsdəki atomların sayını və bu qəfəsin növünü bilməlisiniz.
Məsələn, dəmir üçün hesablama götürək. Onun atomunun kütləsi 55,847 amu təşkil edir. Otaq şəraitində dəmir 2,866 angstrom parametri olan bcc qəfəsə malikdir. Elementar bcc kubda iki atom olduğundan, əldə edirik:
ρ=255, 8471, 6610-27 / (2, 8663 10 -30)=7,876 kq/m3
Bu dəyəri cədvəllə müqayisə etsək, onların yalnız üçüncü onluq yerində fərqləndiyini görə bilərik.
