[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » СПбГЭТУ (ЛЭТИ) » Иностранный язык » Английский язык » Metals (Металлы)
ImaginationДата: Среда, 23.11.2016, 12:41 | Сообщение # 1
Группа: Администраторы
Сообщений: 230
Репутация: 2
Статус: Offline
Metals, group of chemical elements that exhibit all or most of the following physical qualities: they are solid at ordinary temperatures; opaque, except in extremely thin films; good electrical and thermal conductors (see Conductor, Electrical); lustrous when polished; and have a crystalline structure when in the solid state. Metals and nonmetals are separated in the periodic table by a diagonal line of elements. Elements to the left of this diagonal are metals, and elements to the right are nonmetals. Elements that make up this diagonal—boron, silicon, germanium, arsenic, antimony, tellurium, polonium, and astatine—have both metallic and nonmetallic properties. The common metallic elements include the following: aluminum, barium, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, cerium, chromium, cobalt, copper, gold, iridium, iron, lead, lithium, magnesium, manganese, mercury, molybdenum, nickel, osmium, palladium, platinum, potassium, radium, rhodium, silver, sodium, tantalum, thallium, thorium, tin, titanium, tungsten, uranium, vanadium, and zinc. Metallic elements can combine with one another and with certain other elements, either as compounds, or as mixtures. A substance composed of two or more metals, or a substance composed of a metal and certain nonmetals such as carbon are called alloys. Alloys of mercury with other metallic elements are known as amalgams.

Within the general limits of the definition of a metal, the properties of metals vary widely. Most metals are grayish in color, but bismuth is pinkish, copper is red, and gold is yellow. Some metals display more than one color, a phenomenon called pleochroism. The melting points of metals range from about -39° C (about -38° F) for mercury to 3410° C (6170° F) for tungsten. Osmium and iridium (specific gravity 22.6) are the most dense metals, and lithium (specific gravity 0.53) is the least dense. The majority of metals crystallize in the cubic system, but some crystallize in the hexagonal and tetragonal systems (see Crystal). Bismuth has the lowest electrical conductivity of the metallic elements, and silver the highest at ordinary temperatures. (For conductivity at low temperatures, see Cryogenics; Superconductivity.) The conductivity of most metals can be lowered by alloying. All metals expand when heated and contract when cooled, but certain alloys, such as platinum and iridium alloys, have extremely low coefficients of expansion.

Metals are generally very strong and resistant to different types of stresses. Though there is considerable variation from one metal to the next, in general metals are marked by such properties as hardness, the resistance to surface deformation or abrasion; tensile strength, the resistance to breakage; elasticity, the ability to return to the original shape after deformation; malleability, the ability to be shaped by hammering; fatigue resistance, the ability to resist repeated stresses; and ductility, the ability to undergo deformation without breaking. See Materials Science and Technology.

Reactivity Series
Chemists can list metals according to how quickly they undergo chemical reactions, such as burning or dissolving in acids. The result is called a reactivity series. A metal at the top of the series generally reacts more vigorously than those that are below it in the series, and the more reactive metal can take their place (or displace them) in various compounds or in solution. In some reactions, however, such as reduction reactions, the order of reactivity is reversed.

Metals typically have positive valences in most of their compounds, which means they tend to donate electrons to the atoms to which they bond. Also, metals tend to form basic oxides. Typical nonmetallic elements, such as nitrogen, sulfur, and chlorine, have negative valences in most of their compounds—meaning they tend to accept electrons—and form acidic oxides (see Acids and Bases; Chemical Reaction).
Metals typically have low ionization potentials. This means that metals react easily by loss of electrons to form positive ions, or cations. Thus, metals can form salts (chlorides, sulfides, and carbonates, for example) by serving as reducing agents (electron donors).

In early attempts to explain the electronic configurations of the metals, scientists cited the characteristics of high thermal and electrical conductivity in support of a theory that metals consist of ionized atoms in which the free electrons form a homogeneous sea of negative charge. The electrostatic attraction between the positive metal ions and the free-moving and homogeneous sea of electrons was thought to be responsible for the bonds between the metal atoms. Free movement of the electrons was then held to be responsible for the high thermal and electrical conductivities. The principal objection to this theory was that the metals should then have higher specific heats than they do.

Metallic Bonding
Silver, a typical metal, consists of a regular array of silver atoms that have each lost an electron to form a silver ion. The negative electrons distribute themselves throughout the entire piece of metal and form nondirectional bonds between the positive silver ions. This arrangement, known as metallic bonding, accounts for the characteristic properties of metals: they are good electrical conductors because the electrons are free to move from one place to another, and they are malleable (as shown here) because the positive ions are held together by nondirectional forces.

In 1928 the German physicist Arnold Sommerfeld proposed that the electrons in metals exist in a quantized arrangement in which low energy levels available to the electrons are almost fully occupied (see Atom; Quantum Theory). In the same year the Swiss-American physicist Felix Bloch and later the French physicist Louis Brillouin used this idea of quantization in the currently accepted “band” theory of bonding in metallic solids.

According to the band theory, any given metal atom has only a limited number of valence electrons with which to bond to all of its nearest neighbors.

Металлы, группа химических элементов, которые показывают все или большинство следующих физических качеств: они тверды в обычных температурах; непрозрачны, кроме как в чрезвычайно тонких пленок; хорошие электрические и тепловые проводники (см. Проводника, Электрического); блестящий когда полируется; и имейте кристаллическую структуру когда находятся в твердом состоянии. Металлы и неметаллы отделены в периодической таблице диагональной линией элементов. Элементы налево от этой диагонали - металлы, и элементы направо - неметаллы. Элементы, которые составляют этот диагональный бор, кремний, германий, мышьяк, сурьму, теллур, полоний, и астат-имеют и металлические и неметаллические свойства. Обычные металлические элементы включают в себя следующие: алюминий, барий, бериллий, висмут, кадмий, кальций, церий, хром, кобальт, медь, золото, иридий, железо, свинец, литий, магний, марганец, ртуть, молибден, никель, осмий, палладий, платина, калий, радий, родий, серебро, натрий, тантал, таллий, торий, олово, титан, вольфрам, уран, ванадий, и цинк. Металлические элементы могут объединиться друг с другом и с определенными другими элементами, или как составы, или как смеси. Вещество, составленное из двух или больше металлов, или вещества, составленного из металлических и определенных неметаллов, типа углерода называют сплавами. Сплавы ртути с другими металлическими элементами известны как амальгамы.

В общих пределах определения металла, свойства металлов изменяются широко. Большинство металлов сероваты, но висмут является розоватым, медь красная, и золото желтое. Некоторые металлы показывают больше чем один цвет, явление, называется pleochroism. Точки плавления металлов располагаются приблизительно от-39 ° C (приблизительно-38 ° F) для ртути до 3410 ° C (6170 ° F) для вольфрама. Осмий и иридий (удельная масса 22.6) - самые плотные металлы, и литий (удельная масса 0.53) наименее плотен. Большинство металлов кристаллизовало в кубической системе, но некоторые кристаллизовали в шестиугольных и четырёхугольных системах (см. Кристалл). Висмут имеет самую низкую электрическую проводимость металлических элементов, и серебра самое высокое в обычных температурах. (Для проводимости в низких температурах, см. Криогенику; Сверхпроводимость.) Проводимость большинства металлов может быть понижена с помощью сплавов. Все металлы расширяются когда нагреты и сжимаются когда охлаждаются, но определенные сплавы, типа платиновых и иридиевых сплавов, имеют чрезвычайно низкие коэффициенты расширения.

Металлы являются вообще очень сильными и стойкими к различным типам усилий. Хотя есть значительное изменение от одного металла до следующего, обычно металлы отличаются такими свойствами как твердость, сопротивление поверхностной деформации или трению; предельной прочностью, сопротивление перелому; эластичность, способность возвращаться к первоначальной форме после деформации; податливости, формовка с помощью молота; сопротивление усталости, способность сопротивляться повторенным усилиям; и пластичность, способность подвергнуться деформации без разрушения. См. Науку и технику Материалов.

Ряд Реактивности
Химики могут перечислить металлы согласно тому, как быстро они подвергаются химическим реакциям, типа горения или разложения на составляющие в кислотах. Результат называют рядом реактивности. Металл наверху ряда обычно реагирует более сильно чем те, которые являются ниже этого в ряду, и более реактивный металл может занять их место (или заместить их) в различных составах или растворах. В некоторых реакциях, однако, типа реакций сокращения, ряд реактивности полностью изменен .
Металлы типично имеют положительные валентности в большинстве их составов, что означает, что они имеют тенденцию жертвовать электроны атомам, с которыми они связаны. Кроме того, металлы имеют тенденцию формировать элементарные окиси. Типичные неметаллические элементы, типа азота, серы, и хлора, имеют отрицательные валентности в большинстве составов, они имеют тенденцию принимать электроны - и формировать кислые окиси (см. Кислоты и Основания; Химическая Реакция).
Металлы типично имеют низкие потенциалы ионизации. Это означает, что металлы реагируют легче за счет потери электронов, чтобы сформировать положительные ионы, или катионы. Таким образом, металлы могут сформировать соли (хлориды, сульфиды, и карбиды, например), служа отдающим агентом (электронным донором).

В ранних попытках объяснять электронные конфигурации металлов, ученые процитировали характеристики высокой тепловой и электрической проводимости в поддержку теории, что металлы состоят из ионизированных атомов, в которых свободные электроны формируют гомогенное поле отрицательного заряда. Электростатическое притяжение между положительными металлическими ионами и свободно перемещающимся и гомогенным полем электронов, как думали, отвечало за связь между металлическими атомами. Свободное движение электронов было тогда поддержано и отвечало за высокие тепловые и электрические проводимости. Основное возражение на эту теорию состояло в том, что металлы должны тогда иметь более высокие определенные температуры, чем они имеют.

Металлическое Соединение
Серебро, типичный металл, состоит из правильного множества серебряных атомов, которые каждый потеряли электрон, чтобы сформировать серебряный ион. Отрицательные электроны распределяют себя всюду по всему металлу и формируют ненаправленные связи между положительными серебряными ионами. Эта договоренность, известная как металлическое соединение, объясняет характерные свойства металлов: они - хорошие электрические проводники, потому что электроны свободно перемещаются от одного места до другого, и они пластичны (как показано здесь), потому что положительные ионы скрепляются ненаправленными силами.

В 1928 немецкий физик Арнольд Соммерфелд предложил, чтобы электроны в металлах существовали в квантовавшей договоренности, в которой почти полностью заняты низкие уровни энергии, доступные для электронов (см. Атом; Квантовая Теория). В том же самом году швейцарский-американский физик Феликс Блок и позже французский физик Луи Брайллоуин использовали эту идею квантизации и в настоящее время принимаемой теории "полосы" соединения в металлических твердых частицах.

Согласно теории полосы, любой данный металлический атом имеет только ограниченное число валентных электронов, чтобы связаться со всеми близкими соседями.
Форум » СПбГЭТУ (ЛЭТИ) » Иностранный язык » Английский язык » Metals (Металлы)
Страница 1 из 11