Ano ang mga metal na hindi nalunod sa tubig. Ang composite metal na nilikha ng mga chemists ay hindi lumulubog sa tubig. Ang pagiging sa kalikasan at kahulugan

Ang salitang metal ay madalas na nauugnay sa bigat. Malayo ito sa kaso. Ang lahat ng mga metal ay may iba't ibang mga katangian. Ang ilan sa kanila ay gaan na gaan na hindi sila nalunod sa tubig. Aling metal ang magaan? Ano ang mga katangian nito? Alamin natin.

Ang pinakamagaan na mga metal sa mundo

Ang mga light metal ay mga metal na may mababang density. Hindi ito nangangahulugang isang bihirang pangyayari. Ang mga sangkap na may tulad na mga katangian ay bumubuo ng halos 20% ng masa ng crust sa lupa. Aktibo silang minahan at malawakang ginagamit sa industriya.

Ang magaan na metal ay lithium. Bilang karagdagan sa pinakamaliit na masa ng atomic, mayroon din itong pinakamaliit na density, na kung saan ay dalawang beses na mas mababa kaysa sa tubig. Matapos ang lithium ay darating potasa, sodium, aluminyo, rubidium, cesium, strontium, atbp. Kasama dito ang titanium, na may pinakamataas na lakas sa mga metal.

Ang magaan at matibay ay aluminyo din. Sa crust ng lupa, ito ang pangatlo sa pinakakaraniwan. Hanggang sa natutunan ng mga tao kung paano makuha ito nang masipag, mas mahal ang metal kaysa sa ginto. Ngayon ang isang kilo ng aluminyo ay maaaring mabili ng halos $ 2. Ginagamit ito kapwa sa teknolohiya ng rocket at industriya ng militar, at para sa paggawa ng mga item sa pagkain at kusina.

Lithium

Ang Lithium ay nasa unang pangkat ng mga pana-panahong talahanayan ng mga elemento. Nakatayo ito sa numero 3, pagkatapos ng hydrogen at helium, at may pinakamaliit na atomic mass sa lahat ng mga metal. Ang isang simpleng sangkap ay lithium, sa ilalim ng normal na mga kondisyon mayroon itong kulay-pilak na kulay.

Ito ang pinakamagaan na alkali na metal na may density na 0.534 g / cm³. Dahil dito, lumulutang hindi lamang sa tubig, kundi pati na rin sa kerosene. Ang paraffin, gasolina, mineral na langis o petrolyo eter ay karaniwang ginagamit para sa pag-iimbak nito. Ang Lithium ay masyadong malambot at plastik, madaling i-cut gamit ang isang kutsilyo. Upang matunaw ang metal na ito, dapat itong pinainit sa isang temperatura na 180.54 ° C. Kumulo lamang ito sa 1340 ° C.

Sa likas na katangian, mayroon lamang dalawang matatag na isotopes ng metal: Lithium-6 at Lithium-7. Bilang karagdagan sa kanila, mayroong 7 artipisyal na isotopes at 2 nuclear isomer. Ang Lithium ay isang intermediate sa pag-convert ng hydrogen sa helium, sa gayon ay nakikilahok sa pagbuo ng stellar energy.

Mga reaksyon sa lithium

Dahil sa likas na alkalina, maaari itong ipagpalagay na ito ay napaka-aktibo. Gayunpaman, ang metal ay ang pinakalma na kinatawan ng pangkat nito. Sa normal na temperatura ng silid, mahina ang reaksyon ng lithium na may oxygen at maraming iba pang mga sangkap. Ipinakita niya ang kanyang "marahas na pag-iingat" pagkatapos ng pag-init, pagkatapos ay gumanti siya sa mga acid, iba't ibang mga gas at base.

Hindi tulad ng iba pang mga metal na alkali, malumanay ang reaksyon nito sa tubig, na bumubuo ng hydroxide at hydrogen. Walang halos reaksyon na may dry air. Ngunit kung basa, pagkatapos ay ang lithium ay dahan-dahang tumugon sa mga gas nito, na bumubuo ng nitride, carbonate at hydroxide.

Sa ilang mga temperatura, ang magaan na metal ay aktibo sa ammonia, ethyl alkohol, halogens, hydrogen, carbon, silikon, asupre.

Mga haluang metal na Lithium

Ang mga katangian ng lithium ay nagdaragdag ng mga indibidwal na katangian ng mga metal, na ang dahilan kung bakit madalas itong ginagamit sa mga haluang metal. Ang kapaki-pakinabang ay ang reaksyon nito sa mga oxides, hydrogen, sulfides. Kapag pinainit, bumubuo ito ng hindi matutunaw na mga compound sa kanila, na madaling kunin mula sa tinunaw na mga metal, nililinis ang mga ito ng mga sangkap na ito.

Upang mabigyan ang haluang pagtutol sa kaagnasan at pag-agas, halo-halong may magnesiyo at aluminyo. Ang tanso sa haluang metal kasama nito ay nagiging mas makapal at hindi gaanong maliliit, mas mahusay na isinasagawa ang koryente. Ang lightest metal ay nagdaragdag ng tigas at pag-agas ng tingga. Kasabay nito, pinapataas nito ang natutunaw na punto ng maraming mga sangkap.

Salamat sa lithium, ang metal ay nagiging malakas at lumalaban sa pagkawasak. Gayunpaman, hindi niya pasanin ang mga ito. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga haluang metal batay sa ito ay ginagamit sa engineering engineering at aviation. Karamihan sa mga ginagamit ay mga mixtures na may kadmium, tanso, scandium at magnesiyo.

Ang pagiging sa kalikasan at kahulugan

Ang magaan na metal ay may tungkol sa 30 ng sarili nitong mineral, ngunit 5 lamang sa mga ito ang ginagamit sa industriya: pentalite, amblygonite, lepidolite, zinnwaldite at spodumene. Bilang karagdagan, matatagpuan ito sa mga lawa ng asin. Sa kabuuan, ang crust ng lupa ay naglalaman ng 0.005% ng metal na ito.

Ang mga malaking reserbang pang-industriya ng lithium ay matatagpuan sa lahat ng mga kontinente. Ito ay mined sa Brazil, Australia, South Africa, Canada, USA at iba pang mga bansa. Pagkatapos ay inilalapat nila ito sa electronics, metalurhiya, mga materyales sa laser, enerhiya nukleyar at kahit na gamot.

Sa ating katawan, matatagpuan ito sa atay, dugo, baga, buto at iba pang mga organo. Ang isang kakulangan ng lithium ay humahantong sa mga kaguluhan sa paggana ng sistema ng nerbiyos at utak. Pinatataas nito ang resistensya ng katawan sa sakit, pinapagana ang aktibidad ng mga enzyme. Kasama nito, nilalabanan nila ang sakit ng Alzheimer, karamdaman sa pag-iisip, sclerosis, pati na rin ang iba't ibang mga pagkagumon.

Pagkalasing

Sa kabila ng mahalagang biological role ng lithium sa ating katawan, maaari itong mapanganib. Ang magaan na metal ay medyo nakakalason at maaaring maging sanhi ng pagkalason. Kapag nasusunog, pinasisigla nito ang pangangati at pamamaga ng mauhog lamad. Kung ang isang piraso ng buong metal ay makukuha sa kanila, ang parehong bagay ay mangyayari.

Ang Lithium ay hindi dapat makuha nang walang guwantes. Nakikipag-ugnay sa kahalumigmigan sa hangin o kahalumigmigan sa balat, madali itong nagiging sanhi ng isang paso. Sa tinunaw na metal, kailangan mong maging mas maingat, dahil ang aktibidad nito ay tumataas nang malaki. Kapag nagtatrabaho ito, kailangan mong tandaan na ito ay isang alkali. Maaari mong bawasan ang epekto nito sa balat na may ordinaryong suka.

Sa katawan, pinapataas ng lithium ang katatagan ng immune system at pinapabuti ang paggana ng sistema ng nerbiyos. Ngunit ang sobrang pag-agaw nito ay sinamahan ng pagkahilo, pag-aantok, pagkawala ng gana. Ang pagkalason sa metal ay humantong sa pagbaba sa libido, kahinaan ng kalamnan, at pagtaas ng timbang. Sa kasong ito, maaaring lumala ang paningin, memorya at koma. Laging gumana sa lithium na may guwantes, isang proteksiyon na suit at baso.

Ang pangkat ng mga mananaliksik ng Russian-American ay nagpakita ng isang rebolusyonaryong pag-unlad: isang ultra-light aluminyo na hindi lumulubog sa tubig.

Ang mga kimiko mula sa Russian Southern Federal University at University of Utah (USA) ay nakabuo ng isang bagong anyo ng kristal ng kristal na ultralight. Hindi ito lumulubog sa tubig at maaaring mailapat sa iba't ibang larangan ng ekonomiya at industriya. Upang lumikha ng isang bagong materyal, ang isang makabagong diskarte gamit ang teknolohiya ng computer ay inilapat. Iniuulat ng pag-aaral ang Science Daily.

Si Propesor Alexander Boldyrev ng Unibersidad ng Utah, kasama ang mga kasamahan mula sa Southern Federal University, ay muling naayos ang ordinaryong aluminyo sa antas ng molekular. Para sa mga ito, ang mga eksperto ay gumamit ng computer simulation at "natipon" ng isang bagong kristal na sala-sala.

Ipinaliwanag ni Boldyrev: ang kanyang koponan ay nagtrabaho sa isang brilyante na kristal na sala-sala. Batay sa istraktura nito, ang mga siyentipiko   pinalitan ang bawat carbon atom  tetrahedron ng aluminyo.
  Ang resulta ay isang bagong metastable form ng magaan na aluminyo. Ang density nito – 0.61 gramo bawat kubiko sentimetro (para sa paghahambing: ang ordinaryong aluminyo ay may isang density ng 2.71 gramo bawat kubiko sentimetro).
  At nangangahulugan ito na ang aluminyo na may isang bagong form ng mala-kristal ay lumulutang sa ibabaw ng tubig na ang density ay isang gramo bawat cubic centimeter.

Ang nasabing ari-arian ay nagbubukas ng napakalaking prospect para sa paggamit ng isang bagong metal - isang medyo murang at madaling paggawa, kaagnasan na lumalaban sa kaagnasan. Ang konstruksyon ng espasyo, gamot, elektronika, industriya ng automotive ay ilan lamang sa mga lugar kung saan makakahanap ang application ng ultra-light aluminyo, sigurado ang mga may-akda. Totoo, kailangan pa nilang subukan ang mga bagong materyal sa iba't ibang mga kondisyon, una sa lahat - upang suriin ang lakas nito.

Tinulungan ni Denis Zelenov. 10 taon

Sa tag-araw, lumubog si Denis sa Volga - Don kanal. Tiningnan ko ang mga malalaking barko habang naglalakad sila sa channel, tumaas at nahulog sa lock chamber. At naisip ko: ano ang nagpapahintulot sa kanila na hindi lamang manatili sa tubig, ngunit din na magdala ng mabibigat na naglo-load?

Bakit lumalakad ang mga barko sa tubig?

Mayroong maraming mga kadahilanan.

1. Density

Karanasan 1

Alam nating lahat na kung ihagis mo ang isang kahoy na board sa tubig, magsisinungaling ito sa ibabaw nito, ngunit ang isang metal sheet ng parehong sukat ay agad na nagsisimulang lumubog.

Bakit nangyayari ito? Natutukoy ito hindi sa bigat ng bagay, ngunit sa pamamagitan ng kapal nito. Ang Density ay ang masa ng isang sangkap na nakapaloob sa isang tiyak na dami.

Karanasan 2

Kumuha kami ng mga cube ng parehong laki 70 × 40 × 50 mm mula sa iba't ibang mga materyales - metal, kahoy, bato at polystyrene foam at tinimbang ang mga ito. At nakita nila na ang mga cube ay may iba't ibang mga timbang, at samakatuwid ay magkakaibang mga density.

Timbang ng tubo mula sa:

• bato –264g.,
• polystyrene - 3 gr.,
• metal - 1020 gr.,
• kahoy - 70 gr.

Mula dito, napagpasyahan na ang pinaka siksik na materyal ng mga cube ay metal, pagkatapos ay bato, kahoy at polisterin.

Karanasan 3

At ano ang mangyayari kung ang mga cubes na ito ay natusok sa tubig? Tulad ng nakikita mula sa eksperimento, ang bato at metal ay nalunod - ang kanilang density ay mas mataas kaysa sa density ng tubig, ngunit ang bula at kahoy ay hindi - ang kanilang density ay mas mababa kaysa sa density ng tubig. Kaya, ang anumang bagay ay lumulutang kung ang density nito ay mas mababa sa density ng tubig.

Samakatuwid, ang barko, upang mapanatili ito sa tubig, kinakailangan upang matiyak na ang density nito ay mas mababa sa density ng tubig. Ipagpalagay na ginagawa mo ito mula sa isang materyal na may density na mas mababa kaysa sa density ng tubig at hindi lumulubog - halimbawa, mula sa kahoy. Mula sa kasaysayan, alam namin na ang isang tao ay gumawa ng mga kahoy na rafts sa una, at pagkatapos ay ang mga bangka, gamit ang pag-aari ng kahoy - kahinahunan.

Ngayon nakikita natin ang maraming mga barko na gawa sa metal, ngunit hindi sila lumulubog. Ang dahilan ay ang kanilang kaso ay napuno ng hangin. Ang hangin ay hindi gaanong siksik kaysa sa tubig. Ang mga form ng barko, tulad ng dati, isang karaniwang, kabuuang density ng hangin at metal. Bilang isang resulta, ang average na density ng barko, kasama ang malaking dami ng hangin sa kanyang katawan, ay nagiging mas mababa sa density ng tubig. Iyon ang dahilan kung bakit hindi lumubog ang mabigat na barko. Kinukumpirma namin ito sa karanasan.

Karanasan 4

I-drop ang isang flat sheet ng metal sa tubig - agad itong lumubog, at ang anumang sisidlan na may mga panig ay nananatiling nakalutang - isang reserbang buoyancy ang nabuo dito. Maaari ka ring maglagay ng isang load.

Ang mga gamit sa pag-save ng buhay ay gumagana din: isang vest o isang bilog, bihis sa isang tao. Sa kanilang tulong, pinamamahalaan nilang manatili hanggang sa pagdating ng mga tagapagligtas.

2. kahinahunan

Bilang karagdagan, ang isang lakas na puwersa ay kumikilos sa isang katawan na nalubog sa tubig. Sa figure na nakikita namin na ang mga puwersa ng presyon ay kumikilos sa katawan mula sa lahat ng panig:

Ang mga pwersa na kumikilos sa pahalang na direksyon, i.e. sakay ng barko, pareho na kanselahin ang bawat isa. Ang presyon sa ibabang ibabaw - sa ilalim, ay lumampas sa presyon mula sa itaas. Bilang isang resulta, ang isang pataas na puwersa ng pagtulak ay lumitaw.

Malinaw na nakikita ito mula sa sumusunod na eksperimento.

Karanasan 5

Ang isang bola na may hangin sa loob, nalubog sa tubig, lumipad pataas mula dito nang may lakas.

Ito ay kumikilos sa lakas ng lakas ng bola (puwersa ng Archimedes). Pagkatapos ay pinapanatili niya ang barko na lumilipas at pinapayagan ang barko na maglayag.

Suporta ng 1-Force; 2-Water pressure sa board

Bakit nakasalalay ang pagkilos ng lakas ng lakas?

Una  - ito ay mula sa dami ng barko at pangalawa - mula sa density ng tubig kung saan lumulutang ang barko. Ang puwersa na ito ay mas malaki, mas malaki ang dami ng lumubog na katawan. Patunayan namin ito sa pamamagitan ng karanasan.

Karanasan 6

Maglagay ng isang maliit na pagkarga sa isang lumulutang na board - nalulunod sila. Ngunit ang dami ng inflatable boat ay mas malaki, at maaari itong mapaglabanan kahit ilang tao.

Pangalawa  - Ang pagiging kasiyahan ay nag-iiba sa pagtaas ng density ng tubig. Ang density ng tubig ay maaaring dagdagan kung ito ay napaka, napaka inasnan.

Patunayan natin ito sa pamamagitan ng sumusunod na eksperimento.