Интересные факты про металлы химия. Интересные факты о металлах (8 фото)

19.02.2024

Неотъемлемым атрибутом промышленной революции и символом индустриальной мощи. Важность данного ресурса, безусловно, очень велика, но многие ли задумывались, сколь многообразной является данная группа химических элементов? Или какие любопытные свойства наблюдаются у некоторых металлов, а также какие невероятные качества им порой приписывают? Вряд ли. Так что стоит расширить понимание данной темы и перечислить некоторые интересные факты о металлах.

Подгруппы

На данный момент в периодической таблице насчитывают 94 химических элемента, которые рассматриваются в качестве металлов. Все разделены на 7 подгрупп:

щелочные;
щелочноземельные;
переходные;
легкие;
полуметаллы;
лантаноиды;
актиноиды.

Особого рассмотрения требуют металлы первых четырех подгрупп.

Щелочные металлы

Своё название они обрели за счет свойства преобразования в щелочи в условиях водной среды.

Малоизвестный интересный факт о щелочных металлах: литий обладает некоторыми живительными свойствами. В частности - способствует лечению подагры. Так, ещё в древности люди заметили целебные свойства глины, которая обогащена литием. Мази и компрессы из этого материала способствовали ослаблению симптомов подагры.

Своё применение элементы данной группы нашли и в построении атомных подводных лодок. Натрий используется как теплоноситель в электрогенераторах, установленных на атомном реакторе подводной лодки. Он обеспечивает вращение паровых лопастей.

Но натрий требует особого обращения. При взаимодействии с ним следует учитывать его бурную реакцию с жидкостями. Даже простое прикосновение к натрию голой влажной рукой может спровоцировать небольшой взрыв.

Важны щёлочи и для здоровья. Дефицит натрия и калия в организме человека вызывает сильные судороги и боль, ввиду чего не следует ограничивать себя в воде и соли.

Щелочноземельные металлы

Данной группе присуща высокая плотность и большая температура плавления. Интересный факт о металлах: барий и радий обладают высокой токсичностью. Любопытно, что попавший в организм радий склонен транспортироваться более чем на 70 % в кости, но в силу своей высокой токсичности способствует образованию онкологических поражений костной ткани.

В 1950 году в республиканскую больницу Республики Коми поступило сразу 4 человека, с процентом поражения скелетных тканей злокачественными опухолями в районе 70-85 %, что было вызвано длительными разработками подземных минерализованных месторождений радия.

Переходные металлы

Эта группа заслуживает особого внимания. Интересные факты про металлы, относящиеся к ней, нельзя не упомянуть, так как она является наиболее многочисленной. Эта группа объединяет элементы с самыми разными свойствами.

Многие переходной группы задействованы в сфере производства продуктов электротехнической индустрии, так как обладают свойствами проводников электричества.

Забавный что Япония является лидером по поставкам хай-тек-оборудования на мировом рынке. В городе Сува была произведена оценка концентрации золота в пепельной массе, полученной от сожжения осадочных отложений городского коллектора. Итоговые показатели превосходили результаты аналогичных опытов в самых богатых рудниках на планете примерно в 50 раз, что объяснялось наличием огромной промышленной зоны, где изготавливают изделия электроники с применением сплавов драгоценных металлов, главным образом - золота. Кстати, о нём можно поведать немало интересного.

Золото

Всем известно, что изделия из этого материала сочетают в себе престиж, изысканность и роскошь. Украшения из золота являются замечательным подарком. Но кто бы мог подумать, что в Швейцарии есть ряд компаний, производящих из него фрагментированные плитки на манер шоколадных, которые могут быть использованы в качестве подарка? Либо же в расчетных операциях. Занимательно, что каждая плитка состоит из долей достоинством в 1 грамм и легко делится на части.

Интересный факт о металле: по состоянию на 2014 год во всем мире было добыто примерно 179 тонн золота, около половины которого приходится на Южно-Африканскую Республику. Почти такое же количества железа добывается из недр Земли ежечасно.

Золото - очень мягкий металл, по этой причине в изготовлении ювелирной продукции его обычно сплавляют с примесями меди или серебра.

Ртуть

Это - единственный металл, способный пребывать в жидком агрегатном состоянии в комнатных условиях. О токсичности ртутных испарений известно всем, но только химики знают, как данный элемент влияет на свойства алюминия.

Законодательными актами и документами, регламентирующими порядок и правила перемещения грузов на борту самолетов в некоторых странах, строго запрещается транспортировка ртути, так как при попадании на алюминиевую поверхность, она способна прожечь отверстие, что особенно важно на борту самолета, конструкция которого включает множество деталей, сделанных из этого материала.

Медь и кобальт

Перечисляя интересные факты о металлах по химии, стоит упомянуть и данные элементы. Медь является объектом особого интереса вандалов и охотников за цветными металлами. Она встречается в трансформаторных будках, так как медные элементы не способны давать искру.

Но на Востоке, главным образом в Японии, медь применяется в рыбных хозяйствах как вещество, препятствующее появлению в водоемах водных грибковых заболеваний.

А возникновение кобальта сопряжено со скандинавской мифологией. Норвежские кузнецы, которые занимались плавкой кобальтосодержащих минералов, получали мышьяковое отравление. Недомогание и головную боль они объясняли местью горного демона - Кобольда, мстящего людям за разорение его рудников. Так и появилось название данного металла. Аналогично происхождение названия никеля.

Железо

Является самым популярным элементом переходной группы. Интересный факт о металле: в глубокой древности, когда человечество еще не было знакомо с технологиями производства стали, железо укреплялось посредством обжига в навозе и лоскутах кожи, за счет чего происходило углеродное обогащение материала и значительно повышалась прочность. Поэтому кузницы зачастую строились возле конюшен.

Нельзя не упомянуть и о коррозии металла. Интересный факт: то, что железо окисляется при взаимодействии с кислородом, в первую очередь учитывается космонавтами при снаряжении инвентарного отсека космического корабля. И ясное дело, почему! Ведь в условиях космического вакуума железо не способно окислиться, а при соприкосновении с другими металлами они буквально слипаются.

Во избежание данной проблемы, инструменты для работы в открытом космосе обволакивают специальной пластиковой основой либо подвергают окислению на Земле.

Серебро

Многим знакомо выражение: «Серебро дороже золота». Оно не соответствует действительности. Тем не менее данное утверждение произрастает на почве благотворных, целебных, очистительных свойств серебра. Вода, долгое время пребывавшая в посуде из этого материала, приобретает антитоксичные свойства. Чем и объяснялась высокая популярность серебряной утвари в старые времена. Из этих соображений, на современных космических станциях функционируют серебряные водоочистители.

Первые изделия из данного металла были обнаружены в Египте, и насчитывают они возраст более 6 тысяч лет. На территории современной Индии принято употреблять в пищу десерты, покрытые тончайшей серебряной фольгой, что помогает поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта в условиях высокой антисанитарии.

Данный металл активно применяется азиатскими производителями терморегуляционной техники, главным образом - при сборке кондиционеров с функцией воздушной очистки.

В старину серебро служило средством предотвращения молочного окисления. Ложку из этого металла помещали в крынку с молоком, за счет чего оно не окислялось долгое время. И наконец, он стимулирует репродукцию гемоглобина, положительно влияет на центральную нервную систему. Такой вот удивительный металл - серебро. Интересных фактов о нём ещё много, но это - основные.

Легкие металлы

Данная категория является особо токсичной и трудно выявляемой. Полоний, чрезвычайно ядовитый металл, неоднократно использовался при покушениях на высокопоставленных чиновников и политиков. Его особенность состоит в том, что его трудно обнаружить в организме на ранних этапах, а его токсический эффект очень высок. Человек, чья пища была отравлена полонием, обречен на мучительную кончину.

Очень вредными являются испарения цинка. Тем не менее цинк благоприятно воздействует на репродуктивную функцию мужских тестикул. У индийских работников змеиных ферм, занимающихся добычей змеиного яда, после неоднократных укусов кобр или гадюк наблюдается сильная эрекция и интенсивная выработка половых гормонов, что объясняется повышенным содержанием цинка в яде змей.

Коррозия

Это сугубо негативный процесс, хотя есть у него и свои преимущества. Ещё 100 лет назад кавказские джигиты осознали всю полезность коррозийного процесса для производства прочных, не тупящихся клинков.

Так, они первые стали зарывать свои сабли и клинки в землю на пару лет, где те обретали прочность и способность разрезать даже самые твердые волокна. Данные характеристики металла достигались за счет абсорбирующего свойства ржавчины, которая, находясь в земле, впитывала в себя органические элементы и углеродистые соединения.

Индийское инженерное научное сообщество изобрело собственный инновационный метод защиты металлических поверхностей посредством катализа коррозии и последующего нанесения оксидированной краски на заржавевшую поверхность. Таким образом, специальная краска вступает в реакцию с ржавчиной и образует однородный, крепкий защитный слой.

В производстве инструментов для разделки туш применяются сплавы с небольшим процентом хрома, меди и никеля, за счет чего изделие быстро покрывается коррозией, под которой со временем образовывается прочный защитный слой, препятствующий дальнейшему образованию ржавчины.

Другие любопытные факты

Невероятно прочный титан, на удивление, находит свое наивысшее признание не в металлургии, не в машиностроении или технике, а в производстве синтетических пластиков, бумаги и красок.

Алюминий в 1885 году считался одним из самых дорогих металлов. И ценился он выше золота и серебра. Наличие алюминиевых пуговиц у офицеров французской армии расценивалось как знак высшего благородства.

При строительстве спутников и космических радиационных дозиметров американцы в свое время решились на распиливание затонувшего в конце Первой мировой войны корабля «Кронпринц Вильгельм», так как сталь, изготавливаемая после 1945 года, содержит слишком большой процент радиации. Использование такого металла воспрепятствовало бы сбору достоверных данных.

И наконец, факт о калифорнии. Он является самым дорогостоящим синтезированным металлом. Его стоимость превышает 6,5 миллиона за грамм. Фото, кстати, представлено выше.

На самом деле, ещё можно рассказать много интересных фактов про металлы. Химия - удивительная наука, и каждый элемент периодической таблицы обладает уникальными, неповторимыми свойствами и качествами.

25.02.2016

Развитие общества во многом связано с добычей, производством металлов и сплавов на их основе. В истории, в зависимости от используемого в жизни общества металла, существовали цивилизации: медный, бронзовый, железный века. Человечество училось использовать металлы, изобретало способы его добычи и методы обработки. Каждый металл в отдельности представляет много интересного.

Медь это первый металл, который научились добывать и обрабатывать люди. Десять веков использует человечество медь. Орудие из этого металла обнаружили археологи при изучении пирамиды Хеопса. Древний водопровод был изготовлен из меди и находился в рабочем состоянии, несмотря на срок около пяти тысячелетий.
Платина или буквальный перевод «серебришко» досталось ей за тугоплавкость, которая не устраивала конкистадоров. Цена этого металла была ниже стоимости серебра в два раза. В настоящее время стоимость платины превышает стоимость серебра почти в сто раз. Используют этот металл в ювелирном деле, как самый драгоценный металл.
Крупными потребителями платины является химическая, автомобильная промышленности, в электротехнике, телемеханике, радиотехнике и приборостроении - это основной компонент деталей.
Основные месторождения платины находятся в России и ЮАР. Алмазный фонд в Московском Кремле хранит самородок весом более семи килограмм. На сегодняшний день это самый крупный самородок платины.
Из существующих дорогих металлов платина занимает второе место, третье место занимает золото, первое место принадлежит родию. Во всем мире нет дороже металла, добыча его состоит в нескольких сотнях килограмм, стоимостью одного грамма около 225 долларов.
Высокой стоимостью металла объясняется его использование в производствах, где невозможна его замена. Автомобильная промышленность основной потребитель родия для автомобильных катализаторов.
В книгу рекордов Гиннеса внесен ещё один элемент, который стоит гораздо выше родия. Это место принадлежит искусственно полученному металлу Калифорнию. Назван он по месту получения - Калифорнийскому Университету. В таблице Менделеева он находится под номером 98.
Калифорний имеет 17 изотопов. Наиболее распространенное использование имеет изотоп Калифорний 252 , Лечение опухолей излучаемыми нейтронами на данном этапе основное его назначение. Кроме того эксперименты с этим изотопом предсказывают ему будущее атомного реактора. Этот элемент получают в очень маленьком количестве - несколько миллиграммов в год, путем длительного облучения плутония.
Самый близкий и известный драгоценный металл - золото, известное человечеству с древних времен. Этот металл однороден, не подвержен коррозии. Оно широко используется в ювелирной промышленности, в производстве деталей для электронных приборов. До недавнего времени золото использовалось в стоматологии для протезирования. Сейчас на смену золоту пришли сплавы, которые обладают высокой инертностью к окислению.
Очень интересный и необыкновенный металл, который пребывает только в жидком состоянии - ртуть. Один литр этого элемента обладает весом 13,6 кг. До недавнего времени основным элементом в измерительных приборах использовалась ртуть, её способность увеличивать и сокращать свой объём при изменении температуры.
Лампа накаливания имеет спираль, в составе которой находится металл с самой высокой температурой плавления 3380 о С - вольфрам. Электропроводность этого уникального металла в три раза выше медных сплавов.

Металлы и общество на протяжении многих веков остаются в тесной связи. Эти элементы служат человечеству основным материалом для производства конструкций любого назначения. Практически каждый металл уникален и находит применение во многих отраслях промышленности.

Металлы стали применяться людьми еще в глубокой древности. Все время процесс их получения совершенствовался, появлялись полезные сплавы различных металлов. Рассмотрим интересные факты о металлах.

1. В древние времена при переплавке серебра норвежские плавильщики часто получали отравления. Они объясняли это кознями злого духа, которого звали Кобольд. На самом деле виной всему были ядовитые оксиды мышьяка, выделявшиеся при обжиге кобальтовых минералов.

2. Немецких шахтеров в древние времена одолевал дух по имени Никель, мешавший им извлекать медь из руды, очень похожей на медную. Позже, в XVIII веке, научились из этой руды выделять металл. Его назвали именем мифического духа – никелем.

3. Золото, знак Au (читается «аурум»), в таблице Менделеева занимает ячейку № 79. Золото было известно раньше железа. Это довольно мягкий металл красивого желтого цвета. Золото легко поддается обработке даже в холодном виде, что так важно было в старину. Но золото нельзя использовать для орудий труда или для воинских доспехов, так как оно мягкое. Зато золото, в отличие от железа, не окисляется на воздухе, спокойно вступает в контакт с водой и мало изменяется со временем. Поэтому золото издавна использовалось в «престижных» целях - для украшений, предметов искусства.
Новая эпоха настала с открытием электричества. Золото оказалось одним из лучших проводников. А теперь золото используется для создания деталей компьютеров и другой техники. Поэтому теперь золота требуется гораздо больше, чем для ювелирных изделий в прошлом. Но это редкий металл

Содержание золота в пепле, образующемся от сжигания сухого осадка канализационных отходов японского города Сува, более чем в 50 раз выше аналогичных показателей лучших золотоносных шахт. Специалисты объясняют этот факт тем, что в городе расположилось много заводов электроники, при производстве которой широко применяются золото и золотосодержащие сплавы. Установки по извлечению драгоценного металла уже работают.

Швейцарская фирма Valcambi выпускает золотые слитки Combibar в форме, напоминающей плитку шоколада. Главное их преимущество перед привычными слитками заключается в том, что такую плитку можно легко разломать на дольки весом в 1 грамм и использовать как подарок или альтернативное платёжное средство.

Кроме золота, компания выпускает подобные изделия из серебра, платины и палладия.

На протяжении веков самым дорогим металлом считали золото. Долгое время алхимики не прекращали попыток производить золото из разных компонентов. Удача улыбнулась исследователям в 1941 году. Для этого американцам Бейнбриджу, Шерру и Андерсену пришлось подвергнуть бомбардировке быстрыми нейтронами атомы ртути. К сожалению, полученное золото оказалось радиоактивным.

Согласно рекомендациям Международного олимпийского комитета, в золотых олимпийских медалях должно содержаться не менее 6 граммов чистого золота в виде нанесения. Как правило, организаторы Игр не увеличивают эту цифру, поэтому золотая медаль в физическом смысле по большей части серебряная. Так, в медалях высшей пробы лондонской Олимпиады-2012 содержание золота составляет чуть больше 1%.

4. Наиболее распространенный металл в почве Земли – алюминий. Но если взять всю планету в целом, то железо выйдет на первое место, так как оно составляет большую часть ядра Земли. Алюминия в недрах земли содержится восемь процентов, в то время как золота - всего 5 миллионных частей процента. Однако люди долго не знали алюминия: первый слиток его был выплавлен во Франции только в 1885 году, и металл этот считался тогда драгоценным. Офицеры и знать носили мундиры с пуговицами из алюминия - это был верх роскоши.

Из всех приборов, украшавших обеденный стол Наполеона III, самые дорогие были изготовлены из нового и редкого в те времена металла – алюминия. На торжественных обедах эти столовые приборы подавались лишь императору и его наиболее почетным гостям. Другим участникам пиршества оставалось довольствоваться приборами из привычных золота и серебра.

5. Морская вода содержит в растворенном состоянии всю таблицу Менделеева, присутствуют там уран и золото. Современные технологии позволяют добывать в промышленных масштабах из морской воды всего четыре полезных вещества – пресную воду, поваренную соль, магний и бром.

6. Слово платина с испанского языка переводится как «серебришко». Таким словом конкистадоры выразили свое пренебрежение к этому металлу. Объясняется это повышенной тугоплавкостью платины, поэтому она оценивалась вдвое ниже серебра. Сейчас цена платины на мировых рынках превышает цену серебра почти в 100 раз.

7. . Долгое время ценность монет была эквивалентна содержащемуся в них количеству металла. В связи с этим существовала проблема - мошенники срезали небольшие кусочки металла с краёв, чтобы делать из них новые монеты. Решение проблемы предложил Исаак Ньютон, который был по совместительству сотрудником Британского Королевского монетного двора. Его идея была очень простой - прорезать в краях монеты маленькие линии, из-за которых стёсанные края были бы сразу заметны. Эта часть на монетах оформляется таким образом по сей день и носит название гурт.

Расходы на производство всех российских монет до 5 рублей включительно превышают номинал этих монет. Например, стоимость чеканки 5-копеечной монеты составляет 71 копейку.

8. Из-за дефицита металла во время Второй мировой войны британский инженер Джеффри Пайк предложил построить авианосец из нового композитного материала пайкерита (18-45% древесных опилок и до 82% водяного льда). Предполагалось, что такой корабль должен был действовать в холодных арктических водах и принимать на борт до 200 самолетов. Однако война закончилась быстрее, чем первый такой авианосец вышел в море.

9. Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента - иттрий, иттербий, тербий и эрбий - были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.

10. В атмосфере Земли содержится кислород, который окисляет металл. Тонкий слой окисления покрывает весь кусок металла, создавая таким образом как бы защитную пленку. Зато если взять 2 куска металла в космическом вакууме и приложить друг к другу то они склеятся. Это происходит потому что отсутствует окисленная поверхность действующая как барьер и атомы металла могут свободно взаимодействовать.

Учитывая это все металлические инструменты, которые используются космонавтами в открытом космосе имеют защитное пластиковое покрытие. Хотя этот эффект реален, но это не является особой проблемой, ведь даже если вы возьмете с Земли в космос уже окисленный инструмент он будет иметь защитную пленку и не прилипнет.

11. Самым дорогим металлом, искусственно созданным человеком является калифорний 252. Ориентировочная цена – 6 500 000 $ за 1 грамм. В данный момент на Земле существует не более 5 граммов этого металла. Вырабатывается калифорний 252 в мощных реакторах. За год в одном реакторе производится всего около 30 мкг этого редкого вещества.

12. Родий $ 225,1 за 1 грамм

Открыт в 1803 году. Мировые запасы родия оценивают всего в несколько тонн, а ежегодную добычу измеряют сотней килограммов. Родий – настолько дорогой металл, что чаще всего его применяют только в тех областях, где он совершенно незаменим. 98% родия идёт на выпуск автомобильных катализаторов. За последние годы нужда в родии выросла в 10–13 раз. Высокая стоимость металла заставила искать равнозначные заменители, что делают в США, Японии и в других развитых странах.

Осмий $ 25 за 1 грамм греческое слово osme (запах) дало имя открытому 200 лет назад платиновому металлу осмию. Ему действительно присущ неприятный раздражающий запах, похожий на смесь хлорки и чеснока. В природе чистый осмий не найден и известен лишь связанным в минералах другим платиновым металлом - иридием. Такие минералы есть в Сибири, на Урале, а за рубежом - в Южной Африке, США, Колумбии и Канаде. Осмия очень мало в земной коре, он чрезвычайно рассеян и потому дорог. Из-за этого осмий используют лишь там, где при его малых затратах можно получить значительный эффект. США, например, ввозят за год немногим больше 100 килограммов осмия, в основном для производства лекарства - кортизона. Совсем немного осмия потребляет химическая промышленность для изготовления катализаторов. Мировой запас калифорния составляет несколько граммов, вероятно, никак не более 5 г. На Земле только 2 реактора могут нарабатывать его. Один реактор - в России, другой - в США. Каждый из реакторов производит по 20–40 микрограмм в год. Калифорний невероятно дорог. Какие же свойства, несмотря на это, делают этот изотоп столь необходимым? Поэтому калифорний-252 в последнее время используют в медицине в качестве точечного источника нейтронов с большой плотностью потока для локальной обработки злокачественных опухолей.

13. Железо, знак Fe (читается «феррум»), занимает в таблице Менделеева ячейку № 26. Это достаточно распространенный в природе элемент. На воздухе железо окисляется, то есть вступает в реакцию с кислородом и образует оксиды. Атомы железа могут присоединять различное число атомов кислорода, то есть обладать разной валентностью, поэтому и оксиды железа бывают разные. На поверхности изделий из железа в обычных условиях всегда находится пленка оксида. Если металл соприкасается с водой или водяными парами, то оксид «захватывает» части молекул воды и превращается в ржавчину. Чем больше в железе примесей, тем легче оно покрывается ржавчиной и постепенно разрушается.

А вот чистое железо может спокойно оставаться на воздухе и соприкасаться с водой. Но чистое железо можно получить только в лабораториях. Железо присутствует во всех живых организмах, правда, в малых количествах, но обязательно. Способность атомов железа «захватывать» кислород используется животными в процессах дыхания и еще в некоторых. Железо сыграло огромную роль в человеческой истории, так как, научившись его выплавлять, человечество смогли быстро усовершенствовать орудия труда. Если к железу добавить углерод, а в небольших количествах другие металлы, например, молибден, то можно получить чугун и разные сорта сталей. Железо и его сплавы часто называют «черными металлами», в отличие от всех остальных.(слайд 10)

Коррозия металлов наносит большой экономический вред. Коррозия приводит к уменьшению надежности работы оборудования: аппаратов высокого давления, паровых котлов, металлических контейнеров для токсичных и радиоактивных веществ. Коррозия приводит к простоям производства из-за замены вышедшего из строя оборудования, к потерям сырья и продукции. Коррозия также приводит к загрязнению продукции, а значит, и к снижению ее качества. Один из американских миллионеров, не жалея денег, решил построить самую шикарную яхту. Ее днище было обшито дорогим металлом (сплав 70% никеля и 30% меди), а киль, форштевень и раму руля изготовили из стали. В морской воде в подводной части яхты образовался гальванический элемент с катодом из металла, а анодом из стали. Он настолько энергично работал, что яхта еще до завершения отделочных работ вышла из строя, ни разу не побывав в море.

14. Ртуть - удивительный жидкий металл. Ее номер 80, знак Hg, читается «гидраргирум». В природе ртуть распространена довольно широко, встречается и в чистом виде, и вместе с другими элементами. В соединении с серой ртуть образует киноварь, минерал красивого красного цвета. Удивительный «быстрый» и «живой» металл использовался главным образом для извлечения из земли золота и серебра. Ртуть образует с ними прочный сплав при обычной температуре; таким образом, на ртуть «налипает» золото или серебро, образуя амальгаму. Ее собирают, а затем нагревают осторожно. Ртуть улетучивается при небольшом нагреве, а золото или серебро остаются. Ртуть применяют в лекарственных целях, используют в термометрах. Она легко образует пары при обычной комнатной температуре, а пары эти ядовиты. Поэтому, разбив термометр, ртуть надо тщательно собрать

Интересные факты:

2 км самой тонкой золотой проволоки весят всего 1 г

Сусальное золото в 4 раза тоньше человеческого волоса

Щелочные металлы – самые мягкие, режутся ножом

Самый тугоплавкий металл – W, (вольфрам) tпл = 3380 0 C

Самый твёрдый металл – Cr(хром) приближенный по твёрдости к алмазу

Металл используется везде и повсюду. Только оглянитесь вокруг и вы поймёте, что в наше время почти в любом изделии используется металл, будь то какая-либо деталь или изделие целиком. Мы ни случайно выбрали для рассмотрения данную тему, ведь большая часть нашей продукции сделана из металла или имеет металлические детали. Поэтому мы решили, что вам будет интересно просмотреть несколько интересных фактов о металлах.

Такая широкая распространенность металлических изделий обусловлена многими факторами: они крепки, практичны и имеют высокий срок эксплуатации. Такие предметы менее требовательны к уходу, нежели, например, изделия из дерева. Тем более, что отдельные части металлических изделий зачастую покрыты другими материалами, поэтому по красоте внешнего вида они ничуть не уступают остальным.

Итак, поговорим же о самых интересных свойствах металлов. Один из самых распространенных металлов в почве нашей планеты - алюминий, однако, если брать всю планету целиком, то на первое место выходит железо, так как ядро Земли в большей части состоит из него.

Из всего добываемого в мире титана только 7% используется в машиностроении, 13% - на обработку бумаги, 20% - производство пластика и 60% на производство краски.

Характерный запах монет - это не запах металла. Он получается из соединений, образующихся при соприкосновении с металлом, например человеческого пота. Чтобы получить такой "металлический" запах, достаточно лишь малого количества реагентов.

Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости.

В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве - например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной - распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.

Предметы, изготовленные из такого металла как медь, а также из ее сплавов, не могут создавать искры. Это свойство меди применяется в производстве инструментов для проведения огнеопасных работ. В Японии, подверженной частым землетрясениям, медь применяют для производства газовых трубопроводов, которые отличаются высокой сейсмоустойчивостью.

Еще одно интересное свойство меди было выявлено в ходе исследования водоемов, в которых обитают карпы. Оказывается, в воде, не содержащей медь, развивается грибок, который губительно влияет на развитие карпов, а в воде, содержащей медь, карпы хорошо растут и размножаются. Медь есть и в организме человека, но она регулярно выводится, и поэтому мы нуждаемся в своеобразной дозаправке ежедневно 2 мг меди.

Впервые железо было выплавлено из руды во втором тысячелетии до нашей эры на территории Западной Азии. Технология железной металлургии начинала распространяться по всему миру и в 9-7 веках нашей эры получило повсеместное распространение практически во всех племенах Европы и Азии. Этот период именуется железным веком, сменившим бронзовый век.

Основным продуктом практически любой промышленности является сталь (сплав железа с углеродом). Для изготовления любых станков и оборудования необходима сталь, а в автомобильной промышленности из стали и вовсе производят кузова и детали ходовой части автомобиля. Сложная электроника и космическая промышленность без стали существовать также не могут.

В данной статье мы рассмотрели одни из самых интересных фактов о металлах и их сплавах. Надеемся, что данная статья была вам интересна.

Все вещества, которые есть на нашей планете, можно разделить на две большие группы: металлы и неметаллы. Неметаллы отличаются от металлов тем, что могут быть в жидком, газообразном или твердом состоянии. Они плохо проводят электричество и тепло, у них нет характерного блеска, но есть собственный цвет.

Всего открыто двадцать четыре неметалла, шесть из них - инертные газы. При этом 2/3 массы Земли - это всего два элемента: кислород и кремний. Все живые молекулы имеют в своем составе углерод. 99% массы растений и 97% массы человека - неметаллы.

Интересные факты о неметаллах человеческого тела

Основа жизни на земле углерод. Именно из него состоят все органические молекулы, а значит и живые организмы, в том числе и тело человека. Неметаллы организма принято разделять на три группы:

органогенные элементы, из которых состоят все ткани человеческого тела;

макроэлементы: ежедневно человеку необходимы граммы, десятки граммов серы, фосфора, хлора;
микроэлементы: их дозировка, нужная для нормальной работы организма, измеряется десятым, сотыми долями грамма или милиграмма.

Необходимых микроэлементов-неметаллов всего четыре: йод, кремний, фтор и селен. Из 24 элементов таблицы Менделеева в организме человека почти половина: одиннадцать неметаллов, без которых невозможна жизнь.

Шестой элемент периодической системы входит в состав всех живых молекул. Его способность образовывать длинные цепочки незаменима для создания молекул ДНК, сложных белков. Число отдельных атомов углерода в молекулах доходит до десятков, сотен миллионов.

Человечеству известно несколько десятков миллионов веществ, которые образованы с участием углерода. Это в несколько раз больше, чем количество веществ, образованных всеми остальными элементами таблицы Менделеева. Этому макроэлементу посвящен отдельный раздел химии - органическая.

Интересные факты об углероде:

Образует самое большое количество простых веществ с разной кристаллической решеткой, химическими и физическими свойствами. Это свойство называется аллотропией. В природе встречается в виде графита и алмаза, человек создал еще несколько модификаций кристаллической решетки: графен (в миллион раз лучше проводит электричество, чем медь), лондейслит, фуллерен (на 50% тверже алмаза), нанотрубки (имеют массу в 6 раз меньше стали, а прочность выше в десятки раз). В этом веке из смеси графена и нанотрубок создали аэрогель, который легче воздуха, способен растягиваться и сжиматься, не меняя свойств. Впитать объем жидкости в 900 раз, превышающий собственную массу.
Самый тугоплавкий из всех: плавится при 3700 ºC, что на 300 ºC выше, чем температура плавления вольфрама, из которого сделаны нити накаливания в лампах. Большая температура (до 5000 ºC) нужна только для плавления соединений углерода.
Способен в естественных условиях, под действием азота и космического излучения, образовывать радиоактивное соединение углерод-14. Благодаря ему люди могут определять возраст археологических, палеонтологических, антропологических находок.
Делает прочнее металлы, если небольшой процент углерода добавлять во время выплавки. Этот процесс получил названия легирования.

Несмотря на то, что свойства углерода изучают более трехсот лет, он до сих пор остается одним из самых загадочных элементов.

Самый маленький и легкий атом, составляющий 88% всех атомов вселенной. Если объединить сто миллионов атомов водорода в цепочку, то ее длина будет всего один сантиметр. Простое вещество, которое образуется из двух атомов, — бесцветный газ в 14 раз легче воздуха.

Это свойство использовали в начале ХХ века, когда дирижабли, наполненные водородом, курсировали из Германии по всему миру. Воздушные гиганты развивали скорость до 135 км/ч, поднимали до 100 тонн груза и 50 пассажиров. Крупнейшая катастрофа с участием дирижабля случилась 3 мая 1937 года, когда «Гинденбург» загорелся во время посадки в Нью-Джерси. Погибли 13 из ста пассажиров, 22 члена команды.

При отрицательной температуре -253 ºC водород становится жидкостью, которая используется как ракетное топливо.

Внутри планеты макроэлемент находится в виде плазмы, а при воздействии высоким давлением становится твердым, образуя «металлический водород».

Это третий по распространенности во вселенной элемент после водорода и гелия. Чистый кислород - газ, в котором каждая молекула состоит из двух атомов, не имеет цвета, запаха. Под действием электрических разрядов образует аллотропное соединение из трех атомов: озон, обладающее свежим, приятным запахом, который мы чувствуем после грозы. Озон в высоких концентрациях ядовит, на этом свойстве базируется работа озонаторов, которые обеззараживают воздух, поверхности, внутри медицинских или промышленных боксов.

Кислород в чистом виде тоже токсичен для человека. Если во вдыхаемой смеси количество углекислого газа упадет ниже 4%, мы перестанем дышать. Откажется работать дыхательный центр продолговатого мозга. В чистом кислороде горит все, даже железо. А в магнитном поле элемент может намагничиваться, притягивать к себе металлы.

Каждая молекула белка или аминокислоты на Земле на 15 - 20% состоит из азота. Воздух, которым дышит все живое на Земле, — на 75%. Без него жизнь невозможна, но превышение концентрации газа вызывает отравления. Азот воздуха одна из причин кессонной болезни: при резком падении давления он начинает высвобождаться в виде пузырьков, кровь как бы закипает, человек может погибнуть.

При обычных условиях элемент может быть в виде газа или жидкости, которую используют как хладагент в кондиционерах, холодильниках. Из литра жидкого вещества, если его нагреть до 20 ºC, получится 700 литров газа. Это свойство положено в основу работы азотных средств пожаротушения.

Самый большой миф о жидком азоте в том, что за доли секунды он способен заморозить объект любого размера (вспомните «Терминатор 2: Судный день»). Но это не так. Понадобится несколько тонн жидкого азота, специальное оборудование, чтобы заморозить, например, тушу свиньи. Те не менее, жидкий азот используют в медицине для хранения биологических культур, материалов, удаления мелких новообразований. При -209 ºC азот становится твердым.

В природе это минерал желтого цвета, не имеющий запаха, который составляет около 3% массы нашей планеты. Если взять всю серу, имеющуюся на Земле, ее хватит, чтобы получилось еще две Луны. Порошок серы используют для обезвреживания ртути, во время реакции получается киноварь - безопасны пигмент, которым пользовались как красителем.

При соединении серы с кислородом или водородом, образуются газы, имеющий резкий гнилостный запах. Особенно много их выделяется во время извержения вулкана. Сера входит в состав белков, аминокислот, гормонов, витаминов. Ежедневно взрослому человеку надо до 5 грамм этого макроэлемента. Содержится в мясе, яйцах, бобовых культурах, молоке, гречке и морепродуктах.

Пятнадцатый элемент таблицы Менделеева никогда не бывает в природе в виде простого вещества из-за своей феноменальной химической активности. Есть белый, красный, желтый, черный, и даже металлический фосфор, который получается при обработке порошка высоким давлением. Именно ему обязано своим появлением все живое на Земле. Благодаря фосфору 750 миллионов лет назад океаническая вода стала насыщаться кислородом, появились условия для образования простейших организмов.

В организме человека фосфор входит в состав костной и зубной ткани, участвует в синтезе нуклеотидов, нуклеиновых кислот. Регулирует обмен веществ и проводит нервные импульсы. Ежедневно нужно получать до 1,5 грамм фосфора, который содержится в зерновых, мясе, рыбе.

Еще один супер активный элемент, который никогда не бывает в природе в свободной форме. Люди научились получать чистый хлор, делать зеленовато-желтый газ, вызывающий удушье, стал первым отравляющим веществом, использованным в Первую мировую.

Позже отравляющие свойства хлора нашли мирное применение: на его основе стали делать дезинфицирующие средства, отбеливатели. В сочетании с кислородом и калием хлор входит в состав салютов, фейерверков.

Без хлора невозможен ни один процесс, проходящий внутри живых клеток. Он участвует в жизнедеятельности в виде ионов и соединений, например, соляной кислоты, которая переваривает пищу в желудке. Ежедневно человеку необходимо до 2,5 грамм хлора. Правда получить суточную норму просто: галоген содержится во всех продуктах. Поваренная соль вообще соединение натрия и хлора.

Получил свое название за цвет кристаллов: фиолетовый (фиалковый) с металлическим блеском. В виде простого вещества минерал в природе встречается крайне редко. Его получают из морских водорослей, при сжигании чилийской селитры, из буровой нефтяной воды.

Спиртовый раствор йода используют для обеззараживания, а организме человека он входит в состав гормонов щитовидной железы. При его недостатке развивается тиреотоксический диффузный зоб. Большая часть Советского Союза располагалась в районах с низким содержанием йода в воде. Поэтому в магазинах продавали йодированную соль. Это была одна из мер профилактики зоба. Нехватка йода вызывает уродства, умственную отсталость, неврологические заболевания.

Радиоактивный изотоп йдода-131 попадает в атмосферу после аварий на атомных реакторах (Чернобыль, Фукусима). Радиоактивный изотоп накапливается в щитовидной железе, вызывая злокачественные заболевания. Чтобы этого не случилось, надо принимать препараты йода как заместительную терапию. Три грамма чистого йода убьют человека, а 0,15 - 0,2 мг/сутки сделают здоровым, активным, жизнерадостным.

Фтор

Оранжево-желтый ядовитый газ с резким запахом. При его высокой концентрации загораются даже вода, платина, другие металлы. Человеку надо около 1 миллиграмма фтора в сутки, который входит в состав костей, зубной эмали (концентрация в эмали его 0,01%, а в зубной коре 0,02%), но его переизбыток смертельно опасен. Фтор - самый сильный окислитель на нашей планете, способный окислить даже стекло.

Селен

Крепкий, блестящий неметалл, названный в честь вечного спутника Земли - Луны. При разном строении кристаллической решетки, количестве атомов, бывает разных цветов: от красного, до черного. Более 200 ферментов организма человека содержат в своем составе этот микроэлемент, хотя общая масса его не превышает 14 мг. Селен предотвращает образование свободных радикалов, развитие рака. Содержится в морепродуктах и морской соли. Большие дозы смертельно опасны.