ლითონები არის მასალის სახეობა, რომელსაც ადამიანი უძველესი დროიდან იყენებდა. ნივთიერებების ეს ჯგუფი ძალიან მრავალრიცხოვანია, მაგრამ მათ ყველას აქვთ საერთო ფიზიკური მახასიათებლები, რომლებსაც ჩვეულებრივ მეტალის თვისებებს უწოდებენ.
მათ შორის სიხისტე საერთოა, მაგრამ არა გადამწყვეტი. უფრო სპეციფიკურია სხვები, რომლებსაც ყველაზე რბილი ლითონი აქვს. ეს თვისებები განისაზღვრება მათი სტრუქტურის თავისებურებებით მოლეკულურ დონეზე.
ლითონების თვისებები
რკინა და მისი შენადნობები (ფოლადი, თუჯი), სპილენძი, ალუმინი… ამ მასალების გამოყენებამ აღნიშნა გარღვევა სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ პროგრესში ცივილიზაციის განვითარების სხვადასხვა საფეხურზე. თითოეულ ამ ლითონს აქვს მახასიათებლები, რაც მას უნიკალურ პრაქტიკულ მნიშვნელობას ანიჭებს. მათთვის საერთო ნიშნებია მაღალი თბო და ელექტრული გამტარობა, პლასტიურობა - დეფორმაციის დროს მთლიანობის შენარჩუნების უნარი, მეტალის ბზინვარება.
დამასკის დანა, რომელიც ჭრის რკინის ჯავშანს და ყველაზე რბილ ლითონს, რომელზედაც კვალი რჩება ოდნავი დარტყმისგან, მსგავსი შიდა სტრუქტურა აქვს. იგი დაფუძნებულია ბროლის გისოსზე, რომლის კვანძებში არის ატომებიდადებითი და ნეიტრალური მუხტი, რომელთა შორის არის "ელექტრონული გაზი" - ნაწილაკები, რომლებმაც დატოვეს ატომების გარე გარსი ბირთვთან კავშირის შესუსტების გამო. კრისტალური მედის კვანძებში განლაგებულ დადებით იონებს შორის სპეციალური მეტალის კავშირი ხორციელდება მიზიდულობის ძალების გამო, რომლებიც წარმოიქმნება "ელექტრონულ გაზში". ლითონის სიმტკიცე, სიმკვრივე, დნობის წერტილი დამოკიდებულია ამ „აირის“კონცენტრაციაზე.
შეფასების კრიტერიუმი
პასუხი კითხვაზე, რომელი მეტალია ყველაზე რბილი, ყოველთვის იქნება განხილვის საგანი, თუ შეფასების კრიტერიუმები არ არის შეთანხმებული და არ არის განსაზღვრული სირბილის ცნება. მოსაზრება მასალის ამ მახასიათებლის შესახებ განსხვავებული იქნება სხვადასხვა ინდუსტრიის სპეციალისტებისთვის. მეტალურგმა შეიძლება გაიგოს რბილობა, როგორც გაზრდილი დრეკადობა, აბრაზიული მასალისგან დეფორმაციის მიღების ტენდენცია და ა.შ.
მატერიალოლოგებისთვის მნიშვნელოვანია ნივთიერებების სხვადასხვა მახასიათებლების ობიექტურად შედარება. რბილობას ასევე უნდა ჰქონდეს ზოგადად მიღებული შეფასების კრიტერიუმები. მსოფლიოში ყველაზე რბილ ლითონს უნდა ჰქონდეს საყოველთაოდ აღიარებული ინდიკატორები, რომლებიც ადასტურებენ მის "რეკორდულ" მახასიათებლებს. არსებობს რამდენიმე მეთოდი, რომელიც მიზნად ისახავს სხვადასხვა მასალის რბილობის გაზომვას.
გაზომვის მეთოდები
სიხისტის გაზომვის სერტიფიცირებული მეთოდების უმეტესობა ეფუძნება შესამოწმებელ მასალაზე კონტაქტურ მოქმედებას, რომელიც იზომება ზუსტი ინსტრუმენტებით, უფრო მყარი სხეულისგან, რომელსაც ეწოდება ინდენტერი. ინდენტერის ტიპისა და გაზომვის მეთოდების მიხედვით, არსებობს რამდენიმე ძირითადიმეთოდები:
- ბრინელის მეთოდი. გამოსაცდელი ნივთიერების ზედაპირზე დაჭერისას ლითონის ბურთის მიერ დატოვებული ანაბეჭდის დიამეტრი განისაზღვრება.
- როკველის მეთოდი. გაზომილია ბურთის ან ბრილიანტის კონუსის ზედაპირზე ჩაღრმავების სიღრმე.
- ვიკერსის მეთოდი. განისაზღვრება ბრილიანტის ოთხკუთხა პირამიდის მიერ დატოვებული ანაბეჭდის ფართობი.
- ნაპირის სიმტკიცე. არსებობს სასწორები ძალიან მყარი და ძალიან რბილი მასალებისთვის - იზომება სპეციალური ნემსის ჩაძირვის სიღრმე ან სპეციალური დამრტყმელის ზედაპირიდან მობრუნების სიმაღლე.
Mohs სიხისტის სკალა
მინერალებისა და ლითონების შედარებითი სიხისტის განსაზღვრის ეს სკალა შემოგვთავაზა მე-19 საუკუნის დასაწყისში გერმანელმა ფრიდრიხ მუსმა. იგი დაფუძნებულია ნაკაწრის მეთოდზე, სადაც უფრო მყარი ნიმუში ტოვებს კვალს რბილზე და ძალიან მოსახერხებელია იმის გასარკვევად, თუ რომელი ლითონია ყველაზე რბილი. 10 საცნობარო მინერალთან მიმართებაში, რომლებსაც ენიჭებათ პირობითი სიხისტის ინდექსი, გამოსაცდელი ნივთიერებისთვის განისაზღვრება ადგილი სკალაში და ციფრული ინდექსი. ყველაზე რბილი საცნობარო მინერალია ტალკი. მას აქვს მოჰს სიმტკიცე 1, ხოლო ყველაზე მყარი, ბრილიანტი, არის 10.
სიხისტის შეფასება მოჰსის სკალაზე ეფუძნება პრინციპს "უფრო რბილი - უფრო მყარი". შესაძლებელია ზუსტად განვსაზღვროთ რამდენჯერ, მაგალითად, ალუმინი, რომელსაც აქვს ინდექსი Mohs-ის მასშტაბით 2.75, არის უფრო რბილი ვიდრე ვოლფრამი (6.0), მხოლოდ სხვა მეთოდებზე დაფუძნებული გაზომვის შედეგებით. მაგრამ პერიოდულ სისტემაში ყველაზე რბილი ლითონის დასადგენად ეს ცხრილი საკმარისია.
ყველაზე რბილი არის ტუტე ლითონები
მოჰსის მინერალოგიური შკალიდან ჩანს, რომ ყველაზე რბილია ტუტე ლითონებთან დაკავშირებული ნივთიერებები. ვერცხლისწყალსაც კი, რომელიც ბევრისთვის ნაცნობია თერმომეტრის სითხეში, აქვს სიხისტის ინდექსი 1,5. მასზე უფრო რბილია მსგავსი ფიზიკური, მექანიკური და ქიმიური თვისებების მქონე რამდენიმე ნივთიერება: ლითიუმი (0,6 მოჰსის მასშტაბით), ნატრიუმი (0,5), კალიუმი. (0, 4), რუბიდიუმი (0, 3). ყველაზე რბილი ლითონი არის ცეზიუმი, რომელსაც აქვს მოჰს სიხისტის სკალა 0,2.
ტუტე ლითონების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები განისაზღვრება მათი ელექტრონული კონფიგურაციით. იგი მხოლოდ ოდნავ განსხვავდება ინერტული აირების სტრუქტურისგან. გარე ენერგეტიკულ დონეზე მდებარე ელექტრონს აქვს მობილურობა, რაც განსაზღვრავს მაღალ ქიმიურ აქტივობას. ყველაზე რბილი ლითონები ხასიათდება განსაკუთრებული ცვალებადობით, ძნელია მათი მოპოვება და უცვლელად შენარჩუნება. მათ აქვთ ძალადობრივი ქიმიური ურთიერთქმედება ჰაერთან, წყალთან, ჟანგბადთან.
პუნქტი 55
სახელი "ცეზიუმი" მომდინარეობს ლათინურიდან caesius - "ცის ლურჯი": ძალიან ცხელი ნივთიერების მიერ გამოსხივებულ სპექტრში, ორი ნათელი ლურჯი ზოლი ჩანს ინფრაწითელ დიაპაზონში. სუფთა სახით კარგად ირეკლავს სინათლეს, ჰგავს ღია ოქროსფერს და აქვს მოვერცხლისფრო-ყვითელი ფერი. ცეზიუმი არის ყველაზე რბილი ლითონი მსოფლიოში, ბრინელის სიხისტის ინდექსით 0,15 MN/m2 (0,015 კგფ/სმ2). დნობის წერტილი: +28,5°C, ასე რომ ნორმალურ პირობებში, ოთახის ტემპერატურაზე, ცეზიუმი ნახევრად თხევად მდგომარეობაშია.
იშვიათიაძვირადღირებული და უკიდურესად რეაქტიული ლითონი. ელექტრონიკაში, რადიოინჟინერიასა და მაღალტექნოლოგიურ ქიმიურ მრეწველობაში სულ უფრო მეტად გამოიყენება ცეზიუმი და მასზე დაფუძნებული შენადნობები და მისი საჭიროება მუდმივად იზრდება. მოთხოვნადია მისი ქიმიური აქტივობა, უმაღლესი ელექტრული გამტარობის მქონე ნაერთების წარმოქმნის უნარი. ცეზიუმი მნიშვნელოვანი კომპონენტია სპეციალური ოპტიკური მოწყობილობების, უნიკალური თვისებების მქონე ნათურების და სხვა მაღალტექნოლოგიური პროდუქტების წარმოებაში. ამავე დროს, რბილობა არ არის მისი ყველაზე მოთხოვნადი ხარისხი.
