Metallide füüsikalised omadused (0)

Metallide füüsikalised omadused
Sarnased omadused: tahked, läikivad, hea soojusjuhtivusega, hea elektrijuhtivusega, enamus on plastilised, hõbehalli värvi (va. kuld , vask). Erinevad omadused: sulamistemperatuurid, tihedus, kõvadus ( pehmed : plii, kuld, naatrium), magnetiseerivus.
Metallide iseloomulikud omadused on tingitud metallilisest sidemest : metallides on aatomite väliskihi elektronid muutunud kõigile aatomitele ühiseks.
Metallide elektrijuhtivus
Elektrilise juhtivuse ja elektritakistusega hinnatakse metalli võimet juhtida elektrivoolu. Head elektrijuhid on ka head soojusjuhid. Metallide juhtivus tuleneb nende aatomite elektronkatte väliskihi elektronide nõrgast sidemest aatomituumaga. Metalli temperatuuri tõusmisel selle elektrijuhtivus halveneb, temperatuuri langemisel paraneb . Elektrijuhtivust mõõdetakse siimensites (S), erijuhtivust aga siimensites meetri kohta (S/m). Parimad elektrijuhid on hõbe ja kuld aga kuna need on kallid, siis kasutatakse näiteks voolujuhtmete valmistamisel vaske ja alumiiniumi, sest need on ka head elektrijuhid aga odavamad. Elektrikuumutusaparaatides ja -ahjudes kasutatakse aga suure elektritakistusega sulameid , näiteks nikroom , manganiit. Halvad elektrijuhid on plii ja elavhõbe.
Plastilisus
Enamik metalle on suhteliselt plastilised ehk plastsed , üks plastilisemaid on kuld. Kuna metallid on plastilised, siis saab kuuma metalli kuju muuta – sepistada, traadiks tõmmata, valtsida. Seetõttu saab metallidest töödelda ja sepistada väga erineva kujuga esemeid. Plastilisuse vastand on haprus . Haprad kehad purunevad mehaaniliste jõudude mõjul. Haprad metallid on mangaan, ruteenium ja antimon.
Sulamistemperatuur
Sulamistemperatuuriks nimetatakse temperatuuri, mille juures metall sulab. Selle järgi jaotatakse
metallid rasksulavaiks (volfram 3416°C, titaan 1725°C jt) ning kergsulavaiks (tina 232°C, tsink
419,5°C). Kergsulavuse piiriks loetakse mõnikord 100°C või 500°C, rasksulavuse piir on üle 1000°C. Sulamistemperatuurid võivad olla väga erinevad, näiteks elavhõbe -39°C, kuid tseesium ja gallium , mis sulavad inimkeha temperatuuril (ehk 37°C). Sulamistemperatuuril on suur tähtsus metalli valamisel, keevitamisel ja jootmisel.
Tihedus
Metallide tihedused on väga erinevad. Enamik on veest raskemad välja arvatud leelismetallid liitium, kaalium ja naatrium. Tiheduseks nimetatakse metalli ühe mahuühiku massi. Tiheduse järgi jaotatakse metallid kergmetallideks (kuni 4500 kg/m³) ja raskmetallideks (üle 5000 kg/m³). Nii näiteks kasutatakse lennuki- ja raketiehituses kergmetalle ja sulameid (alumiiniumi-, magneesiumi-, titaanisulamid ). Väikese tihedusega metallid on kerged, suure tihedusega metallid aga rasked. Näiteks alumiiniumi tihedus on kõigest 2 699 kg/m³ aga plii tihedus 11 340 kg/m³. See tähendab, et sama raskusega pliitükk on alumiiniumtükist üle nelja korra väiksem.
Magnetilised omadused
Magnetiline läbitavus iseloomustab metalli võimet magnetiseeruda. Head magnetilised omadused on raual, niklil, koobaltil ja nende sulamitel . Neid kasutatakse elektriaparaatide ja elektromagnetite valmistamisel. Metallide magnetilised omadused on tingitud magnetmomendist kristallis ja võrdub kõigi aatomite magnetmomentide summaga (joonis.1).
Joonis.1
Magnetväljasse suhtumise järgi jaotatakse metallid kolmeks:
1. Ferromagnetilised metallid - raud, koobalt , nikkel ja gadoliinium - magnetiseeruvad juba nõrgas magnetväljas.
2. Paramagnetilised metallid - alumiinium, kroom ,titaan - magnetiseeruvad nõrgalt.
3. Diamagnetilised metallid - tina, vask, vismut - ei tõmbu magneti poole, vaid tõukuvad sellest eemale.