Metallid (0)

Metallid
Metallide ehituse omapära
• Metallidel on vähe väliskihi elektrone, 
mittemetallidel on neid rohkem.
• Metallidel on suhteliselt suured 
aatomraadiused, mille tõttu on ka väliskihi 
elektronid tuumaga nõrgalt seotud.
• Metallid on redutseerijad, sest neil on 
võime loovutada redoksreaktsiooni käigus 
väliskihi elektrone. Mittemetallid  on 
oksüdeerijad, sest nad liidavad endaga 
elektrone.
Metallide füüsikalised omadused
• Värvus,  peegeldusvõime  - erinev 
värvus on tingitud sellest, et metallid 
neelavad  erineva lainepikkusega  kiiri  
erinevalt. (vask punane, kuld kollane)
•  Plastilisus  – metallide mittesuunalisus 
võimaldab kihtide nihkumist, ilma et 
keemiline side nende vahel katkeks.
• Tihedus – *kergmetallid ( liitium )
                      *raskmetallid ( osmium , 
iriidium)
•  Sulamistemperatuur  - *kergsulavad
                                            * rasksulavad
Madalaim sulamistemperatuur 
elavhõbedal -39°
•  Soojus - ja  elektrijuhtivus  – Parimad 
elektri- ja soojusjuhid on Ag, Cu, Al. 
Kulla värvus,  ehete  
valmistamisel
Sulamistemperatuur, 
hõõglambi  niitide  valmistamine
Elektrijuhtivus, elektri-
juhtmete valmistamine
Cu ja Al
Plastilisus ja töödeldavus, 
autode valmistamine
Metallide keemilised omadused
• Reageerimine lahjendatud hapetega: Zn + 2HCl ---> 
ZnCl + H
2
2
• Reageerimine veega: 2Na + 2H O ---> 2NaOH + H
2
2
• Reageerimine soola  lahustega : 2Fe + 3Cl   ---> 2FeCl₃
2
• Reageerimine mittemetallidega: 4Al + 3O  ---> 2Al O₃
2
2
• Metallide  redutseeriv  toime väheneb metallide aktiivsuse reas 
vasakult paremale.
• Need metallid, mis paiknevad vesinikust vasakul, võivad 
lahjendatud hapetest vesiniku välja tõrjuda. Näiteks Cu, Hg, Ag, Pt, 
Au ei reageerigi lahjendatud hapetega ning need paiknevad 
vesinikust paremal.
• Iga  metall  võib välja tõrjuda teise metalli selle soola vesilahusest, 
kui ta paikneb soola moodustavast metallist vasakul.
http://www.chemicum.com/?video=50&lan=EE
Metallide  korrosioon
• Korrosioon ehk korrodeerumine on keemilise 
Aeglustada saab 
aine, kivimi, koe või materjali, enamasti metalli 
mitmel viisil:
osaline hävin keskkonnas toimuvate keemiliste 
reaktsioonide tõttu.
1. Metalli pinna 
• Korrosioon on raua roostetamine, vase 
katmine  värviga, 
kattumine paatinakihiga, alumiiniumi 
tuhmumine ,  hõbeda  tumenemine jne.
lakiga.
2. Pinna katmine 
• Korrosioon sõltub keskkonnast (õhus, vees, 
pinnases), mõjuteguritest, temperatuurist 
tsingiga
(kõrgemal temperatuuril korrosioon kiireneb), 
radioaktiivsest kiirgusest.
• Korrosioon kujutab endast redoksprotsessi, mille 
käigus metalli aatomid oksüdeeruvad.
   * keemiline korrosioon  * elektrokeemiline 
korrosioon
Sulamid
•  Sulam  on kahe või enama metalli või metalli ja mittemetalli kokku 
sulatamisel saadud aine. Jahtumisel moodustavad nad tahke sulami. 
Kokku ei ole võimalik sulatada  metalle , mille sulamistemperatuuride 
vahe on suur.
•  Sulameid  kasutatakse laialdaselt sellepärast, et nad on tavaliselt 
kõvemad lähtemetallidest, püsivamad välistingimuste suhtes ja 
sulavad madalamal temperatuuril kui neid moodustavad metallid. Ning 
tihtipeale on nad ka odavamad. 
• Kõige tuntum metall on raud ja tema sulamid- teras ja  malm . Rauast ja 
tema sulamitest valmistatakse tööriistu, autosid, ronge, 
tööstusseadmeid jne.  Malmist valmistatakse ka radiaatoreid, sest malm 
on hea soojusjuhtivusega. Kulla ja hõbeda sulameid on  aastasadu  
kasutatud ehete valmistamiseks (nt: kaelakeed, käeketid, kõrvarõngad 
jne).  Peeglites kasutatakse samuti hõbedat, sest tal on hea 
peegeldusvõime. 
• Tähtsamad sulamid:
•  Teras on raua ja süsiniku  sulam , milles on 
kuni 2% süsinikku, peale selle muid lisandeid 
(P, S, Si). 
•  Malmis  on süsiniku sisaldus 2-5%. Teras on 
kõva ja elastne, malm aga  habras . 
• Roostevaba teras on raua sulam  kroomi  ja 
nikliga (leidub nugades kahvlites, torustikus 
jne).
•  Pronks on vase ja tina sulam. 
• Jootmetall on tina ja plii sulam, millega 
kaetakse raudplekki ja raudesemeid, et 
muuta neid roostekindlaks. 
• Väärismetallisulamid on näiteks kulla sulam 
hõbeda või vasega ja hõbeda sulamid 
vasega. 
Metallilised elemendid looduses
*Enamik metallilistest elementidest esineb looduses ühenditena 
(ehk metallidena)  mitmesugustes maakides.
*Maakideks nimetatakse  kivimeid, mis sisaldavad 
tootmisväärses koguses metallide  looduslikke  ühendeid.
*Kõige aktiivsemad metallid esinevad  looduses põhiliselt 
mitmesuguste  
sooladena (Nad moodustavad valdavalt 
ioonseid ühendeid)
*Osa metallilisi elemente esineb  looduses peamiselt 
sulfiididena, näiteks  PbS ehk pliiläik, ZnS ehk tsinkläik jt.
*Ka inimene ja loomad sisaldavad  metalle, sest toituvad kas 
otseselt või  
kaudselt   taimedest . Inimese organismi  satuvad 
toidu ja joogiveega  praktiliselt  kõik perioodilisussüsteemi 
elemendid,  elutegevuseks on  vajalikud aga 87 - 90  elementi.
Metallide saamine
* Metallurgia  käsitleb metallide ja sulamite tootmist metallimaakidest. 
Vanimaks metallurgiaharuks on  pürometallurgia .  
https://www.youtube.com/watch?v=MfIHtxaY8Jw
• 1. Fe2O33CO  2Fe + 3CO2
   2. CO2 + C = 2CO
   3. C + O2 = CO2
 
*metalli tootmiseks vajalik kõrge temperatuur saadakse kütuse 
põlemisest.
Pürometallurgia alla kuulub 
ka elektrometallurgia, kus metallide 
tootmiseks kasutatakse elektrienergiat.
*Pürometallurgilistel protsessidel 
redutseeritakse metall oksiidimaagist söe või 
süsinikoksiidiga. Nii toodetakse rauamaagist 
rauda, vasemaagist vaske:
Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO      Fe3O4  + 4CO = 
3Fe + 4CO2
Cu2O + C = 2Cu + CO
*Kui metallimaak on sulfiid, siis särratatakse 
("põletatakse") see  esmalt  oksiidiks ja 
redutseeritakse siis söega metalliks. Nii toimub 
plii tootmine:
2PbS + 3O2 = 2PpO + 2SO2   PbO + H2 = 
Cu + H2O
* Maak →rikastatud 
maak→metallioksiid→ meta
 Kogu protsess on väga  energiamahukas .
Ühendis  sidemete lõhkumiseks tuleb 
kulutada energiat.
*Redutseerijana kasutatakse:
  a) koksi (C) (kõige odavam)
     Fe3O4+4C → 3Fe+4CO
 b) süsinikmonooksiidi (CO), mis tekib ka 
koksi  kasutamisel
      Fe2O3+3CO → 2Fe+3CO
c) vesinikku (väga  puhaste  metallide 
saamiseks)
       CuO+H2 → Cu+H2
d) alumiiniumi (aluminotermia), kui on 
metalli vaja toota rasksulavast  maagist
            Cr2O3+2Al → 2Cr+Al2O3
 
Energia tootmine metallide abiga
• Keemilises  vooluallikas  
toimuvad elektrokeemilised protsessid 
põhinevad redoksreaktsioonidel. Vooluallika 
elemendi negatiivne elektrood on 
niisugusest metallist, mis elektrolüüdiga 
reageerides oksüdeerub.
•  Oksüdeerumisprotsessis eralduvad metalli 
aatomeist elektronid, negatiivse laengu 
kandjad . Kui ühendada vooluallika 
klemmidega elektritarviti, moodustub 
vooluring ja elektronid liiguvad välisahelas 
negatiivselt elektroodilt positiivsele, s.t 
tekib  elektrivool . 
• Positiivsel elektroodil osalevad 
elektronid reduktsioonireaktsioonis.
Metallide tähendus  inimühiskonna  arengus
• Metallide kasutamine igapäevaelus sõltub nende omadustest. Näiteks radiaatorid valmistatakse 
metallist, sest metallid juhivad hästi soojust. Teine metallidele omane asi on see, et nad juhivad hästi 
elektrit. Osad metallid on plastilised, seega kergesti  töödeldavad . Seetõttu hakati metallidest tegema 
tööriistu, ehteid  jne. Juba varajasel ajal kasutati metalle nt. tööriistade ja skulptuuride valmistamiseks.
• Keskkonnaprobleemid:
• Tekib palju aherainet, väga energiamahukad  tööstusharud
• Suured piirkonnad muudetakse inimese ja loomade eluks ja inimese majandustegevuseks 
kõlbmatuks
• Maavarade suuremahuline kaevandamine mõjutab põhjavee kihte, halvendab  joogivee  kvaliteeti
• Metallide  sulatamine  saastab tugevalt keskkonda, sest kõrgahjud  paiskavad  õhku  kahjulikke  aineid
• Elukutsete esindajad, kellel on vaja teada metallide kohta:
• autolukksepp
•  keevitaja
• kullassepp
• laevamehaanik
• konstruktor

Document Outline

• Slide 1
• Metallide ehituse omapära
• Metallide füüsikalised omadused
• Slide 4
• Metallide keemilised omadused
• Metallide korrosioon
• Sulamid
• Slide 8
• Metallilised elemendid looduses
• Metallide saamine
• Slide 11
• Slide 12
• Energia tootmine metallide abiga
• Metallide tähendus inimühiskonna arengus