Qanday metallar suvga cho'kmaydi. Kimyogarlar tomonidan yaratilgan kompozit metal suvga cho'kmaydi. Tabiat va ma'noda bo'lish


Metall so'zi ko'pincha og'irlik bilan bog'liq. Bu ishdan uzoqdir. Barcha metallar juda boshqacha xususiyatlarga ega. Ulardan ba'zilari shu qadar yengilki, hatto suvga ham cho'kmaydilar. Eng engil qaysi metall? Uning xususiyatlari qanday? Keling, bilib olamiz.

Dunyodagi eng engil metallar

Engil metallar zichligi past bo'lgan metallardir. Bu kamdan-kam uchraydigan holat. Bunday xususiyatlarga ega moddalar er qobig'ining 20 foizini tashkil qiladi. Ular faol ravishda qazib olinadi va sanoatda keng qo'llaniladi.

Eng engil metall litiydir. Eng kichik atom massasiga qo'shimcha ravishda, u eng kichik zichlikka ega, bu suvdan ikki baravar past. Lityumdan keyin kaliy, natriy, alyuminiy, rubidiy, seziy, stronsiy va boshqalar kiradi. Bunga metallar orasida eng yuqori kuchga ega titan kiradi.

Engil va bardoshli, shuningdek, alyuminiydir. Er qobig'ida u eng keng tarqalgan uchinchi hisoblanadi. Odamlar uni sanoat usulida qanday qilib olishni o'rganmaguncha, metal oltindan qimmat edi. Endi alyuminiyning bir kilogrammini taxminan 2 dollarga sotib olish mumkin. U raketa texnologiyasida ham, harbiy sanoatda ham, oziq-ovqat folga va oshxona buyumlari ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi.

Litiy

Lityum elementlar davriy jadvalining birinchi guruhiga kiradi. U vodorod va geliydan keyin 3-raqamda turadi va barcha metallar orasida eng kichik atom massasiga ega. Oddiy modda litiydir, normal sharoitda u kumush-oq rangga ega.

Bu zichligi 0,534 g / sm³ bo'lgan eng engil ishqorli metalldir. Shu sababli, u nafaqat suvda, balki kerosinda ham suzadi. Parafin, benzin, mineral moylar yoki neft efirlari odatda uni saqlash uchun ishlatiladi. Lityum juda yumshoq va plastik, pichoq bilan kesish oson. Ushbu metalni eritib olish uchun uni 180,54 ° S haroratgacha qizdirish kerak. U faqat 1340 ° S haroratda qaynatiladi.

Tabiatda faqat ikkita barqaror metall izotoplari mavjud: Lityum-6 va Lityum-7. Ulardan tashqari, 7 ta sun'iy izotop va 2 ta yadro izomeri mavjud. Lityum vodorodning geliyga aylanishida oraliq vosita bo'lib, yulduz energiyasini shakllantirishda ishtirok etadi.

Lityum bilan reaktsiyalar

Uning gidroksidi xususiyatini hisobga olgan holda, uni juda faol deb taxmin qilish mumkin. Biroq, metall o'z guruhining eng tinch vakili. Oddiy xona haroratida lityum kislorod va boshqa ko'plab moddalar bilan reaktsiyaga kirishadi. Isitgandan keyin u o'zining "zo'ravonligini" ko'rsatadi, so'ngra kislotalar, turli gazlar va asoslar bilan reaktsiyaga kirishadi.

Boshqa gidroksidi metallardan farqli o'laroq, u suv bilan yumshoq reaksiyaga kirishib, gidroksid va vodorod hosil qiladi. Quruq havo bilan reaktsiya deyarli yo'q. Agar u ho'l bo'lsa, u holda lityum asta-sekin o'z gazlari bilan reaksiyaga kirishib, nitrit, karbonat va gidroksid hosil qiladi.

Muayyan haroratda eng engil metall ammiak, etil spirti, halogenlar, vodorod, uglerod, kremniy, oltingugurt bilan faol ishlaydi.

Lityum qotishmalari

Lityumning xususiyatlari metallarning individual xususiyatlarini oshiradi, shuning uchun u ko'pincha qotishmalarda ishlatiladi. Uning oksidlar, vodorod, sulfidlar bilan reaktsiyasi foydali bo'ladi. Isitilganda ular erimaydigan birikmalar hosil qiladi, ular eritilgan metallardan oson ajralib chiqadi va ularni shu moddalardan tozalaydi.

Qotishma korroziyaga va egiluvchanlikka qarshilik ko'rsatish uchun magniy va alyuminiy bilan aralashtiriladi. U bilan qotishma mis zichroq va kamroq gözenekli bo'ladi, elektrni yaxshi ishlaydi. Engil metall qo'rg'oshinning qattiqligi va egiluvchanligini oshiradi. Shu bilan birga, u ko'plab moddalarning erish nuqtasini oshiradi.

Lityum tufayli metall kuchli bo'ladi va halokatga chidamli bo'ladi. Biroq, u ularga og'irlik qilmaydi. Shuning uchun unga asoslangan qotishmalar kosmik muhandislik va aviatsiyada qo'llaniladi. Ko'pincha kadmiy, mis, skandiy va magniy bilan aralashmalar qo'llaniladi.

Tabiat va ma'noda bo'lish

Engil metall o'zining 30 ga yaqin mineraliga ega, ammo ulardan faqat 5 tasi sanoatda qo'llaniladi: pentalit, amblikonit, lepidolit, zinnvaldit va spodumen. Bundan tashqari, u tuz ko'llarida joylashgan. Umuman olganda, er qobig'ida ushbu metalning 0,005% mavjud.

Litiyning yirik sanoat zaxiralari barcha qit'alarda uchraydi. Braziliya, Avstraliya, JAR, Kanada, AQSh va boshqa mamlakatlarda qazib olinadi. Keyin ular elektronika, metallurgiya, lazer materiallari, atom energiyasi va hatto tibbiyotda qo'llaniladi.

Bizning tanamizda u jigarda, qonda, o'pkada, suyaklarda va boshqa organlarda uchraydi. Litiy etishmasligi asab tizimi va miya faoliyatida buzilishlarga olib keladi. Tananing kasalliklarga chidamliligini oshiradi, fermentlar faolligini faollashtiradi. Uning yordami bilan ular Altsgeymer kasalligi, ruhiy kasalliklar, skleroz, shuningdek turli xil giyohvandliklarga qarshi kurashadilar.

Toksiklik

Lityumning tanamizdagi muhim roliga qaramay, bu xavfli bo'lishi mumkin. Engil metall juda zaharli va zaharlanishga olib kelishi mumkin. Yonayotganda shilliq qavatlarning tirnash xususiyati va shishishini keltirib chiqaradi. Agar ularga butun metall parchasi tushsa, xuddi shunday bo'ladi.

Lityumni qo'lqopsiz olish mumkin emas. Havodagi namlik yoki teridagi namlik bilan aloqa qilish osonlikcha kuyishga olib keladi. Eritilgan metall bilan siz yanada ehtiyot bo'lishingiz kerak, chunki uning faoliyati sezilarli darajada oshadi. U bilan ishlaganda, bu ishqor ekanligini unutmasligingiz kerak. Siz oddiy sirka yordamida teriga ta'sirini kamaytirishingiz mumkin.

Organizmda lityum immunitet tizimining barqarorligini oshiradi va asab tizimining faoliyatini yaxshilaydi. Ammo uning ortiqcha bo'lishi bosh aylanishi, uyquchanlik, ishtahani yo'qotish bilan birga keladi. Metall bilan zaharlanish libidoning pasayishiga, mushaklarning zaiflashishiga va vazn ortishiga olib keladi. Bunday holda ko'rish, xotira va koma yomonlashishi mumkin. Har doim lityum bilan qo'lqop, himoya kostyum va ko'zoynak bilan ishlang.

Rossiya-Amerika tadqiqotchilar jamoasi inqilobiy rivojlanishni namoyish etdilar: suvda cho'kmaydigan ultra yengil alyuminiy.

Rossiya Janubiy Federal Universiteti va Utah (AQSh) universiteti kimyogarlari alyuminiyning yangi ultralight kristall shaklini ishlab chiqdilar. U suvga cho'kmaydi va iqtisodiyot va sanoatning turli sohalarida qo'llanilishi mumkin. Yangi materialni yaratish uchun kompyuter texnologiyalaridan foydalangan holda innovatsion yondashuv qo'llanilgan. Tadqiqot Science Daily nashrida xabar bermoqda.

Yuta universiteti professori Aleksandr Boldyrev Janubiy Federal universiteti hamkasblari bilan birgalikda oddiy alyuminiyni molekulyar darajada qayta tashkil qildi. Buning uchun mutaxassislar kompyuter simulyatsiyasidan foydalanishdi va yangi kristall panjarani "yig'ishdi".

Boldyrev tushuntiradi: uning jamoasi olmos kristall panjarasi bilan ishladi. Uning tuzilishiga asoslanib, olimlar   har bir uglerod atomini almashtirdi  alyuminiyning tetraedri
  Natijada engil alyuminiyning yangi metastabil shakli paydo bo'ladi. Uning zichligi – Bir kub santimetr uchun 0,61 gramm (taqqoslash uchun: oddiy alyuminiy har santimetr uchun 2,71 gramm zichlikka ega).
  Va bu yangi kristall shaklga ega alyuminiy degan ma'noni anglatadi suv yuzasida suzadi uning zichligi kub santimetr uchun bir gramm.

Bunday mulk yangi metalldan foydalanish uchun ulkan istiqbollarni ochib beradi - nisbatan arzon va ishlab chiqarish oson, korroziyaga chidamli paramagnet. Kosmik qurilish, tibbiyot, elektronika, avtomobilsozlik - bu juda engil alyuminiy qo'llanadigan ba'zi sohalar, deyishadi mualliflar. To'g'ri, ular yangi materialni turli sharoitlarda, birinchi navbatda, uning kuchini tekshirish uchun sinab ko'rishlari kerak.

Denis Zelenov yordam berdi. 10 yil.

Yozda Denis Volga - Don kanalida suzdi. Kanal bo'ylab yurib, qulf xonasida yiqilib tushayotgan katta kemalarga qaradim. Va men o'yladim: ularga nafaqat suv ustida qolishga, balki og'ir yuklarni ko'tarishga nima imkon beradi?

Nega kemalar suv ustida yurishlari mumkin?

Buning bir nechta sabablari bor.

1. Zichlik

1-tajriba

Hammamizga ma'lumki, agar siz yog'och taxtani suvga tashlasangiz, u uning yuzasida yotadi, lekin bir xil o'lchamdagi metall lavha darhol cho'kishni boshlaydi.

Nega bunday bo'lmoqda? Bu ob'ektning og'irligi bilan emas, balki uning zichligi bilan belgilanadi. Zichlik - bu ma'lum hajmga o'ralgan moddaning massasi.

2-tajriba

Biz turli xil materiallardan - metall, yog'och, tosh va polistirol ko'piklaridan bir xil o'lchamdagi 70 × 40 × 50 mm o'lchamdagi kubiklarni olib, ularni tortdik. Va kublar turli xil og'irliklarga ega ekanligini va shuning uchun turli xil zichliklarga ega ekanligini ko'rishdi.

Kubometr og'irligi:

  • tosh –264g.,
  • polistirol - 3 gr.,
  • metall - 1020 gr.,
  • daraxt - 70 gr.

Bundan, kublarning eng zich moddasi metall, keyin tosh, yog'och va polistirol degan xulosaga kelishdi.

3-tajriba

Va bu kublar suvga botirilsa nima bo'ladi? Tajribadan ko'rinib turibdiki, tosh va metall cho'kib ketgan - ularning zichligi suv zichligidan yuqori, ammo ko'pik va yog'och unchalik emas - ularning zichligi suv zichligidan pastroq. Shunday qilib, har qanday ob'ekt, agar uning zichligi suv zichligidan kam bo'lsa, suzadi.

Shu sababli, kema suvda qolishi uchun uning zichligi suvning zichligidan kamroq ekanligiga ishonch hosil qilish kerak. Siz uni suv zichligidan kam bo'lgan va cho'kib ketmaydigan materialdan yasadingiz deylik - masalan, yog'ochdan. Tarixdan ma'lumki, bir kishi dastlab yog'ochdan yasalgan nayzalarni, so'ngra qayiqlarni yog'ochdan foydalangan holda - qayiqdan yasagan.

Bugun biz metalldan yasalgan ko'plab kemalarni ko'rmoqdamiz, ammo ular cho'kmaydilar. Sababi shundaki, ularning ishi havo bilan to'ldirilgan. Havo suvga qaraganda ancha zichroq. Kema, xuddi havo va metallning umumiy, umumiy zichligini hosil qiladi. Natijada, kema o'rtacha zichligi va korpusidagi havoning katta miqdori suv zichligidan past bo'ladi. Shuning uchun og'ir kema cho'kmaydi. Buni tajriba bilan tasdiqlaymiz.

4-tajriba

Suvga tekis plastinkani suvga tashlaylik - u darhol cho'kadi, va tomonlarning har qanday kema suv ostida qoladi - unda suzuvchi zaxira hosil bo'ladi. U erda siz hatto yuk ham qo'yishingiz mumkin.

Hayotni saqlaydigan vositalar ham ishlaydi: yelek yoki odam kiygan aylana. Ularning yordami bilan ular qutqaruvchilar kelguniga qadar suzishgan.

2. sukunat

Bundan tashqari, suzuvchi kuch suvga botgan tanaga ta'sir qiladi. Rasmda biz bosim kuchlari tanaga har tomondan ta'sir ko'rsatayotganini ko'ramiz:

Gorizontal yo'nalishda harakat qiladigan kuchlar, ya'ni. kema bortida o'zaro bir-birlarini bekor qilish. Pastki yuzadagi bosim - pastki qismida, yuqoridagi bosimdan oshadi. Natijada yuqoriga ko'taruvchi kuch paydo bo'ladi.

Buni quyidagi tajribadan aniq ko'rish mumkin.

5-tajriba

Ichkarida havo bo'lgan, suvga botirilgan to'p kuch bilan yuqoridan yuqoriga qarab uchadi.

Bu to'pni suzib yurish kuchiga ta'sir qiladi (Archimedes force). Keyin u kemani suzadi va kemaning suzib ketishiga imkon beradi.

1-kuchlarni qo'llab-quvvatlash; 2-bortdagi suv bosimi

Qayishqoq kuchning harakati nimaga bog'liq?

Birinchidan  - bu kema hajmidan, ikkinchisi - kema suzib yuradigan suv zichligidan kelib chiqadi. Bu kuch qancha katta bo'lsa, suv osti tanasining hajmi shuncha ko'p bo'ladi. Buni tajriba orqali tekshiramiz.

6-tajriba

Kichik bir yukni suzuvchi taxtaga qo'ying - ular cho'kmoqda. Ammo shishiriladigan qayiqning hajmi ancha katta va u hatto bir necha kishiga bardosh bera oladi.

Ikkinchi  - suvning zichligi oshib borishi bilan suzuvchanlik o'zgaradi. Agar suv juda zich bo'lsa, uning zichligini oshirish mumkin.

Buni kelgusi tajriba yordamida isbotlaymiz.