Ямар металлууд усанд живдэггүй. Химичдийн бүтээсэн нийлмэл металл усанд живдэггүй. Байгаль, утга учрыг олох

"Металл" гэдэг үг нь ихэвчлэн хүнд жинтэй холбоотой байдаг. Энэ үнэнээс хол байна. Бүх металлууд маш өөр шинж чанартай байдаг. Тэдний зарим нь маш хөнгөн тул усанд ч живдэггүй. Аль металл нь хамгийн хөнгөн вэ? Түүний шинж чанарууд юу вэ? Үүнийг олж мэдье.

Дэлхийн хамгийн хөнгөн металлууд

Бага нягтралтай металлыг гэрэл гэж нэрлэдэг. Энэ нь ямар ч ховор тохиолдол биш юм. Ийм шинж чанартай бодисууд нь дэлхийн царцдасын массын 20 орчим хувийг эзэлдэг. Тэдгээрийг идэвхтэй олборлож, үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашигладаг.

Хамгийн хөнгөн металл бол лити юм. Хамгийн бага атомын массаас гадна хамгийн бага нягттай нь уснаас хоёр дахин бага юм. Литийн дараа кали, натри, хөнгөн цагаан, рубидий, цезий, стронций гэх мэт орно. Үүнд металлын дунд хамгийн өндөр бат бэхтэй титан орно.

Хөнгөн цагаан нь бас хөнгөн, удаан эдэлгээтэй байдаг. Энэ нь дэлхийн царцдасын гурав дахь хамгийн түгээмэл зүйл юм. Хүмүүс үүнийг үйлдвэрлэлийн аргаар олж авах хүртэл метал нь алтнаас илүү үнэтэй байсан. Одоо нэг кг хөнгөн цагааныг ойролцоогоор 2 доллараар худалдаж авах боломжтой. Энэ нь пуужингийн технологи, цэргийн үйлдвэрлэл, хүнсний тугалган цаас, гал тогооны эд зүйлс үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Лити

Лити нь элементүүдийн үелэх системийн эхний бүлэгт багтдаг. Энэ нь устөрөгч ба гелийн дараа 3-т ордог бөгөөд бүх металлын атомын массаас хамгийн бага нь юм. Энгийн бодис - лити, хэвийн нөхцөлд мөнгөлөг цагаан өнгөтэй байдаг.

Энэ нь 0.534 г/см³ нягттай хамгийн хөнгөн шүлтлэг металл юм. Үүнээс болж энэ нь зөвхөн усанд төдийгүй керосин дотор хөвдөг. Үүнийг хадгалахын тулд ихэвчлэн парафин, бензин, эрдэс тос эсвэл нефтийн эфирийг ашигладаг. Лити нь маш зөөлөн бөгөөд уян хатан тул хутгаар зүсэхэд хялбар байдаг. Энэ металлыг хайлуулахын тулд 180.54 ° C хүртэл халаах шаардлагатай. Энэ нь зөвхөн 1340 ° C-т буцалгана.

Байгальд металын тогтвортой хоёр изотоп байдаг: Лити-6 ба Лити-7. Тэдгээрээс гадна 7 хиймэл изотоп, 2 цөмийн изомер байдаг. Лити нь устөрөгчийг гелий болгон хувиргах урвалын завсрын бүтээгдэхүүн бөгөөд ингэснээр одны энерги үүсэх процесст оролцдог.

Лититэй харьцах урвал

Шүлтлэг шинж чанарыг харгалзан энэ нь маш идэвхтэй гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч металл бол түүний бүлгийн хамгийн тайван төлөөлөгч юм. Өрөөний хэвийн температурт лити нь хүчилтөрөгч болон бусад олон бодисуудтай сул урвалд ордог. Энэ нь халсаны дараа "хүчтэй ааштай" гэдгээ харуулж, дараа нь хүчил, янз бүрийн хий, суурьтай урвалд ордог.

Бусад шүлтлэг металлуудаас ялгаатай нь устай бага зэрэг урвалд орж, гидроксид, устөрөгч үүсгэдэг. Хуурай агаарт бараг ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй. Гэхдээ хэрэв энэ нь нойтон байвал лити нь хийнүүдтэйгээ аажмаар урвалд орж, нитрид, карбонат, гидроксид үүсгэдэг.

Тодорхой температурт хамгийн хөнгөн металл нь аммиак, этилийн спирт, галоген, устөрөгч, нүүрстөрөгч, цахиур, хүхэртэй идэвхтэй байдаг.

Лити хайлш

Литийн шинж чанар нь металын тодорхой чанарыг сайжруулдаг тул хайлшийг ихэвчлэн ашигладаг. Түүний исэл, устөрөгч, сульфидтэй урвалд орох нь ашигтай байдаг. Халаахад тэдэнтэй уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд хайлсан металлаас гаргаж авахад хялбар байдаг бөгөөд эдгээр бодисыг цэвэршүүлдэг.

Хайлшийг зэврэлтэнд тэсвэртэй, уян хатан болгохын тулд магни, хөнгөн цагаантай холино. Түүнтэй хайлш хийсэн зэс нь илүү нягт, сүвэрхэг болж, цахилгааныг илүү сайн дамжуулдаг. Хамгийн хөнгөн металл нь хар тугалганы хатуулаг, уян хатан чанарыг нэмэгдүүлдэг. Үүний зэрэгцээ олон бодисын хайлах цэгийг нэмэгдүүлдэг.

Литийн ачаар метал нь удаан эдэлгээтэй, эвдрэлд тэсвэртэй болдог. Үүний зэрэгцээ энэ нь тэднийг хүндрүүлдэггүй. Тийм ч учраас үүн дээр суурилсан хайлшийг сансрын инженерчлэл, нисэхэд ашигладаг. Кадми, зэс, сканди, магни зэрэг хольцыг голчлон хэрэглэдэг.

Байгаль, утга учрыг олох

Хамгийн хөнгөн метал нь өөрийн гэсэн 30 орчим эрдэс бодис агуулдаг боловч тэдгээрийн зөвхөн 5-ыг нь үйлдвэрт ашигладаг: пенталит, амблигонит, лепидолит, зинвальдит, сподумен. Үүнээс гадна давстай нууранд байрладаг. Нийтдээ дэлхийн царцдас энэ металлын 0.005% -ийг агуулдаг.

Литийн аж үйлдвэрийн томоохон нөөц нь бүх тивд байдаг. Бразил, Австрали, Өмнөд Африк, Канад, АНУ болон бусад оронд олборлодог. Үүний дараа үүнийг электроник, металлурги, лазер материал, цөмийн энерги, тэр байтугай анагаах ухаанд ашигладаг.

Бидний биед элэг, цус, уушиг, яс болон бусад эрхтэнд байдаг. Литийн дутагдал нь мэдрэлийн систем, тархины үйл ажиллагаанд саад учруулдаг. Биеийн өвчний эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, ферментийн үйл ажиллагааг идэвхжүүлдэг. Энэ нь Альцгеймерийн өвчин, сэтгэцийн эмгэг, хатуурал, янз бүрийн донтолттой тэмцэхэд ашиглагддаг.

Хордлого

Лити нь бидний биед чухал биологийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэдий ч энэ нь аюултай байж болно. Хамгийн хөнгөн металл нь нэлээд хортой бөгөөд хордлого үүсгэдэг. Шатаах үед энэ нь салст бүрхэвчийг цочроох, хавдахыг өдөөдөг. Хэрэв бүхэл бүтэн металлын хэсэг тэдний дээр орвол ижил зүйл тохиолдох болно.

Лититэй харьцахдаа бээлийгүйгээр хийж болохгүй. Агаар дахь чийг эсвэл арьсны чийгтэй харьцах замаар амархан түлэгдэлт үүсгэдэг. Хайлсан металлын үйл ажиллагаа мэдэгдэхүйц нэмэгдэж байгаа тул та илүү болгоомжтой байх хэрэгтэй. Түүнтэй ажиллахдаа энэ нь шүлтлэг гэдгийг санах хэрэгтэй. Та арьсанд үзүүлэх нөлөөг нь энгийн цуугаар багасгаж болно.

Бие дэхь лити нь дархлааны тогтолцооны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлж, мэдрэлийн системийн үйл ажиллагааг сайжруулдаг. Гэхдээ түүний илүүдэл нь толгой эргэх, нойрмоглох, хоолны дуршил буурах зэрэг шинж тэмдгүүд дагалддаг. Металлын хордлого нь бэлгийн дур хүслийг бууруулж, булчин суларч, жин нэмэгдэхэд хүргэдэг. Энэ тохиолдолд хараа, ой санамж муудаж, кома үүсч болно. Лититэй ажиллахдаа бээлий, хамгаалалтын хувцас, нүдний шил зүүх хэрэгтэй.

Орос-Америкийн судлаачдын баг усанд живдэггүй, хэт хөнгөн хөнгөн цагаан хэмээх хувьсгалт бүтээн байгуулалтыг танилцуулав.

ОХУ-ын Өмнөд Холбооны Их Сургууль болон Ютагийн Их Сургуулийн (АНУ) химич нар хөнгөн цагааны шинэ хэт хөнгөн талст хэлбэрийг бүтээжээ. Энэ нь усанд живдэггүй бөгөөд усанд хэрэглэж болно янз бүрийн талбаруудэдийн засаг, аж үйлдвэр. Шинэ материал бүтээхэд компьютерийн технологийг ашигласан шинэлэг арга барилыг ашигласан. Судалгааны талаар Science Daily мэдээлэв.

Ютагийн их сургуулийн профессор Александр Болдырев Өмнөд Холбооны Их Сургуулийн хамт олонтой хамтран энгийн хөнгөн цагааны бүтцийг молекулын түвшинд шинэчилсэн. Үүнийг хийхийн тулд мэргэжилтнүүд компьютерийн загварчлалыг ашиглаж, шинэ болор торыг "угсарсан".

Болдырев тайлбарлав: түүний баг хамт ажиллаж байсан болор торалмаз Үүний бүтцийг үндэс болгон авч эрдэмтэд нүүрстөрөгчийн атом бүрийг сольсонхөнгөн цагаан тетраэдр.
Үр дүн нь хамгийн хөнгөн хөнгөн цагааны шинэ метастабил хэлбэр байв. Түүний нягтрал – Нэг шоо см тутамд 0.61 грамм (Харьцуулбал: энгийн хөнгөн цагаан нь нэг шоо см тутамд 2.71 грамм нягттай байдаг).
Энэ нь шинэ талст хэлбэртэй хөнгөн цагаан гэсэн үг юм усны гадаргуу дээр хөвөх болно , нягт нь нэг шоо см тутамд нэг грамм байна.

Энэ өмч нь харьцангуй хямд, үйлдвэрлэхэд хялбар, зэврэлтэнд тэсвэртэй парамагнит хэмээх шинэ металлыг ашиглах асар том хэтийн төлөвийг нээж өгдөг. Сансрын барилга байгууламж, анагаах ухаан, электроник, автомашины үйлдвэрлэл нь хэт хөнгөн хөнгөн цагааны хэрэглээг олох салбаруудын зөвхөн нэг хэсэг юм гэж ажлын зохиогчид итгэлтэй байна. Тэд хараахан туршиж үзээгүй байгаа нь үнэн шинэ материалөөр өөр нөхцөлд юуны түрүүнд түүний хүчийг шалгана.

Үүнийг явуулахад Денис Зеленов тусалсан. 10 жил.

Зуны улиралд Денис Волга-Доны суваг дээр сэлж байв. Би том хөлөг онгоцуудыг сувгийн дагуу алхаж, цоожны камерт өндийж, унаж байхыг харав. Тэгээд би бодсон: тэдэнд зөвхөн усан дээр хөвөх төдийгүй хүнд ачаа тээвэрлэх боломжийг юу олгодог вэ?

Усан онгоц яагаад усан дээр алхаж чаддаг вэ?

Үүнд хэд хэдэн шалтгаан бий.

1. Нягт

Туршлага 1

Хэрэв та модон хавтанг усанд хаявал гадаргуу дээр хэвтэх болно гэдгийг бид бүгд мэднэ, гэхдээ ижил хэмжээтэй металл хуудас тэр даруй живж эхэлдэг.

Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Энэ нь тухайн объектын жингээр бус нягтралаар тодорхойлогддог. Нягт гэдэг нь тодорхой эзэлхүүнд агуулагдах бодисын масс юм.

Туршлага 2

Бид 70x40x50 мм хэмжээтэй ижил хэмжээтэй шоо авсан янз бүрийн материал- металл, мод, чулуу, хөөс зэргийг жинлэв. Мөн тэд куб нь өөр өөр жинтэй, тиймээс өөр өөр нягтралтай болохыг олж харсан.

Кубын жин:

• чулуу - 264 гр.,
• хөөсөн полистирол - 3 гр.,
• металл - 1020 гр.,
• мод - 70 гр.

Үүнээс тэд шоо дөрвөлжин дунд хамгийн нягт материал нь металл, дараа нь чулуу, мод, хөөс гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн.

Туршлага 3

Эдгээр кубыг усанд хийвэл яах вэ? Туршлагаас харахад чулуу, металл живсэн - тэдгээрийн нягт нь усны нягтралаас их байдаг, харин хөөс, мод нь тийм биш - нягтрал нь усны нягтаас бага байдаг. Энэ нь нягт нь усны нягтаас бага байвал аливаа объект хөвнө гэсэн үг юм.

Тиймээс усан онгоцыг усан дээр хөвөхийн тулд түүний нягт нь усны нягтаас бага байх ёстой. Бид үүнийг усны нягтралаас бага нягтралтай, живдэггүй материалаар хийсэн гэж бодъё, жишээлбэл модоор хийсэн. Түүхээс хүмүүс модны хөвөх чадварыг ашиглан эхлээд сал, дараа нь модоор завь хийдэг байсныг бид мэднэ.

Өнөөдөр бид төмрөөр хийсэн олон хөлөг онгоцыг харж байна, гэхдээ тэд живдэггүй. Учир нь тэдний бие агаараар дүүрсэн байдаг. Агаар бол уснаас хамаагүй бага нягттай бодис юм. Усан онгоц нь агаар, металлын нийт нягтралыг бий болгодог. Үүний үр дүнд хөлөг онгоцны дундаж нягт нь их бие дэх асар их хэмжээний агаартай хамт усны нягтралаас бага болдог. Тийм учраас хүнд хөлөг онгоц живдэггүй. Үүнийг туршлагаар баталгаажуулцгаая.

Туршлага 4

Хавтгай төмөр хуудсыг усанд буулгая - тэр даруй живэх боловч хажуу талтай хөлөг онгоц хөвж үлддэг - хөвөх хүчний нөөц бий болно. Та тэнд ачаа ч тавьж болно.

Амь аврах хэрэгсэл бас ажилладаг: хүний ​​өмсдөг хантааз эсвэл дугуй. Тэдний тусламжтайгаар аврагчид ирэх хүртэл усанд байх боломжтой.

2. Хөвөгч хүч

Түүнчлэн усанд живсэн биед хөвөх хүч үйлчилдэг. Зураг дээр даралтын хүч нь биед бүх талаас нөлөөлж байгааг харж байна.

Хэвтээ чиглэлд ажилладаг хүч, i.e. хөлөг онгоцны тавцан дээр бие биенээ харилцан нөхөх. Доод гадаргуу дээрх даралт - доод талд - дээрх даралтаас давж гардаг. Үүний үр дүнд дээш чиглэсэн хөвөх хүч үүсдэг.

Энэ нь дараах туршлагаас тодорхой харагдаж байна.

Туршлага 5

Дотор нь агаартай, усанд дүрсэн бөмбөг түүнээс дээшээ хүчлэн нисдэг.

Энэ нь бөмбөгөнд хөвөх хүчний үүрэг гүйцэтгэдэг (Архимедийн хүч). Энэ нь хөлөг онгоцыг усанд байлгаж, хөвөх боломжийг олгодог зүйл юм.

1-Засвар үйлчилгээний хүч; 2-Усан онгоцон дээрх усны даралт

Хөвөгч хүчний үйлдэл юунаас хамаардаг вэ?

Эхлээд- энэ нь хөлөг онгоцны эзэлхүүн, хоёрдугаарт - хөлөг онгоц хөвж буй усны нягтаас хамаарна. Энэ хүч нь илүү их байх тусам живсэн биеийн эзэлхүүн их байх болно. Үүнийг туршлагаар шалгацгаая.

Туршлага 6

Үүнийг хөвөгч тавцан дээр тавь жижиг ачаалал-тэд живж байна. Гэхдээ хийлдэг завины эзэлхүүн нь хамаагүй том бөгөөд хэд хэдэн хүнийг даах чадвартай.

Хоёрдугаарт- усны нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр хөвөх хүч өөрчлөгддөг. Усны нягтыг маш их давслах замаар нэмэгдүүлэх боломжтой.

Үүнийг дараах туршилтаар баталъя.