პირველი მასალა, რომლის გამოყენებაც ადამიანებმა ისწავლეს მათი საჭიროებისთვის, არის ქვა. თუმცა, მოგვიანებით, როდესაც ადამიანმა შეიტყო ლითონების თვისებები, ქვა შორს დაიძრა. სწორედ ეს ნივთიერებები და მათი შენადნობები გახდა ყველაზე მნიშვნელოვანი და მთავარი მასალა ადამიანების ხელში. მისგან მზადდებოდა საყოფაცხოვრებო ნივთები, შრომის იარაღები, შენდებოდა ფართები. აქედან გამომდინარე, ამ სტატიაში განვიხილავთ რა არის ლითონები, რომელთა ზოგადი მახასიათებლები, თვისებები და გამოყენება ასე აქტუალურია დღემდე. ყოველივე ამის შემდეგ, ქვის ხანის შემდეგ ქვის ხანის შემდეგ, მეტალის მთელი გალაქტიკა მოჰყვა: სპილენძი, ბრინჯაო და რკინა.
მეტალები: ზოგადი მახასიათებლები
რა აერთიანებს ამ მარტივი ნივთიერების ყველა წარმომადგენელს? რა თქმა უნდა, ეს არის მათი ბროლის გისოსების სტრუქტურა, ქიმიური ბმების ტიპები და ატომის ელექტრონული სტრუქტურის მახასიათებლები. ყოველივე ამის შემდეგ, აქედან გამომდინარეობს დამახასიათებელი ფიზიკური თვისებები, რომლებიც საფუძვლად უდევს ამ მასალების გამოყენებას ადამიანების მიერ.
პირველ რიგში, განიხილეთ ლითონები პერიოდული სისტემის ქიმიურ ელემენტებად. მასში ისინი საკმაოდ თავისუფლად არიან განლაგებული და დღემდე ცნობილი 115 უჯრედიდან 95 უჯრედს იკავებს.ზოგადში მათი მდებარეობის რამდენიმე მახასიათებელია.სისტემა:
- ისინი ქმნიან I და II, ასევე III ჯგუფების ძირითად ქვეჯგუფებს, დაწყებული ალუმინის.
- ყველა მეორადი ქვეჯგუფი შედგება მხოლოდ მეტალებისგან.
- ისინი განლაგებულია პირობითი დიაგონალის ქვემოთ ბორონიდან ატატინამდე.
ასეთ მონაცემებზე დაყრდნობით ადვილი მისახვედრია, რომ არალითონები გროვდება სისტემის ზედა მარჯვენა ნაწილში, ხოლო დანარჩენი სივრცე ეკუთვნის იმ ელემენტებს, რომლებსაც განვიხილავთ.
ყველა მათგანს აქვს ატომის ელექტრონული სტრუქტურის რამდენიმე მახასიათებელი:
- დიდი ატომური რადიუსი, რის შედეგადაც ბმა გარე ელექტრონსა და ბირთვს შორის სუსტდება, ამიტომ ლითონები ადვილად აძლევენ მას და მოქმედებენ როგორც შემცირების აგენტები.
- ელექტრონების მცირე რაოდენობა გარე ენერგეტიკულ შრეში.
- ჯგუფში ზემოდან ქვევით ძლიერდება ელემენტების მეტალის თვისებები და მარცხნიდან მარჯვნივ პერიოდის განმავლობაში, პირიქით, სუსტდება. ასე რომ, ყველაზე ძლიერი არალითონი არის ფტორი, ხოლო ყველაზე სუსტი ფრანციუმი.
მეტალების და არამეტალების ზოგადი მახასიათებლები საშუალებას გვაძლევს ამოვიცნოთ შაბლონები მათ სტრუქტურაში. ამრიგად, პირველის ბროლის გისოსი არის მეტალის, განსაკუთრებული. მისი კვანძები შეიცავს რამდენიმე ტიპის ნაწილაკებს ერთდროულად:
- იონები;
- ატომები;
- ელექტრონები.
შიგ გროვდება საერთო ღრუბელი, რომელსაც ეწოდება ელექტრონული გაზი, რომელიც ხსნის ამ ნივთიერებების ყველა ფიზიკურ თვისებას. ქიმიური კავშირის ტიპი მათთან ამავე სახელწოდების ლითონებში.
ფიზიკური თვისებები
არსებობს მრავალი პარამეტრი, რომელიც აერთიანებს ყველა ლითონს. მათი ფიზიკური ზოგადი მახასიათებლებითვისებები ასე გამოიყურება.
- მეტალის ბზინვარება. მას აქვს ამ ჯგუფის ნივთიერებების ყველა წარმომადგენელი. ამავდროულად, მისი უმეტესი ნაწილი ირეკლავს ერთი ტალღის სიგრძის სინათლეს, ამიტომ გამოსცემს რბილ თეთრ-ვერცხლისფერ ფერს. მაგრამ ზოგიერთს (ოქრო, სპილენძი, ბევრი შენადნობა) აქვს ყვითელი ბზინვარება.
- მოქნილობა და პლასტიურობა. ეს პარამეტრი ასევე თანდაყოლილია ლითონებში. ამასთან, ზოგადი მახასიათებელი ამის საფუძველზე არ არის მთლად ზუსტი, რადგან წარმომადგენლებს შორის არის ძალიან რბილი, ელასტიური და დრეკადი, და არის საკმაოდ მყიფე პირობა, რომლებიც დამუშავებულია. ყველაზე მოქნილი და დრეკადი არის ოქრო, ვერცხლი, სპილენძი, ალუმინი და სხვა. ნაკლებად მოქნილი - კალა, ტყვია, მანგანუმი და სხვა.
- ელექტრო და თბოგამტარობა. მას ყველა წარმომადგენელი ფლობს გამონაკლისის გარეშე. ლითონები პირველი ტიპის გამტარებია.
- მაღალი დნობის და დუღილის წერტილები. ამის საფუძველზე ისინი იყოფა ცეცხლგამძლე (ტემპერატურა 1500 გრადუსზე ზემოთ), დნებად - მითითებულ ფიგურაზე ქვემოთ.
- მსუბუქი და მძიმე ლითონები მათი სიმკვრივის მიხედვით. რაც უფრო მცირეა, მით უფრო მცირეა ელემენტის ატომური წონა. ყველაზე მსუბუქი ლითიუმია, ყველაზე მძიმე კი ოსმიუმი.
- სიხისტე. ამ ინდიკატორის რეკორდსმენი არის ქრომი, ხოლო ყველაზე რბილი ცეზიუმი, ის ხელებში დნება.
ჩამოთვლილი პარამეტრები - ეს არის ლითონების ზოგადი მახასიათებელი, ანუ ყველაფერი, რაც მათ ერთ დიდ ოჯახში აერთიანებს. თუმცა, უნდა გვესმოდეს, რომ ყველა წესის გამონაკლისი არსებობს. უფრო მეტიც, ამ ტიპის ელემენტები ძალიან ბევრია. ამიტომ, თავად ოჯახში,არის დაყოფა სხვადასხვა ჯგუფად, რომლებსაც ქვემოთ განვიხილავთ და რისთვისაც აღვნიშნავთ დამახასიათებელ თვისებებს.
ქიმიური თვისებები
ქიმიის მეცნიერების თვალსაზრისით, ყველა ლითონი შემცირების აგენტია. და, ძალიან ძლიერი. რაც უფრო ნაკლები ელექტრონებია გარე დონეზე და რაც უფრო დიდია ატომური რადიუსი, მით უფრო ძლიერია ლითონი მითითებული პარამეტრის მიხედვით.
ამის შედეგად, ლითონებს შეუძლიათ რეაგირება:
- არამეტალები;
- წყალი;
- მჟავები;
- ტუტეებით (ამფოტერული ლითონებით);
- ოქსიდები;
- სუსტი ლითონების მარილები.
ეს მხოლოდ ქიმიური თვისებების ზოგადი მიმოხილვაა. ყოველივე ამის შემდეგ, ელემენტების თითოეული ჯგუფისთვის ისინი მხოლოდ ინდივიდუალურია.
ტუტემიწა ლითონები
მიწისტუტე ლითონების ზოგადი მახასიათებლები შემდეგია:
- აქვს ორი ელექტრონი გარე დონეზე.
- ისინი ქმნიან პერიოდული სისტემის მთავარი ქვეჯგუფის მეორე ჯგუფს, გარდა ბერილიისა.
- ნორმალურ პირობებში, ეს არის მყარი ნივთიერებები, რომელთა დაჭრა დანით შეუძლებელია.
- მარტივი ლითონების ფერი არის ვერცხლისფერი ნაცრისფერი, დაფარულია ოქსიდის ფენით ჰაერში.
- მათი ქიმიური აქტივობა მაღალია, ის იზრდება მაგნიუმიდან რადიუმამდე.
- ბუნებაში გავრცელებულია, განსაკუთრებით კალციუმი. მარტივი ფორმით, ისინი არ გვხვდება მაღალი აქტივობის გამო, მაგრამ ისინი ქმნიან ბევრ სხვადასხვა ნაერთს, რომლებიც მნიშვნელოვანია ადამიანისთვის.
- ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანია. კალციუმი და მაგნიუმი არის ადამიანის სხეულის მნიშვნელოვანი მიკროელემენტები დაცხოველები. მაგნიუმი ასევე მცენარეთა ქლოროფილის ნაწილია.
ამგვარად, მიწის ტუტე ლითონები s-ოჯახის საერთო ელემენტებია, ავლენენ მაღალ ქიმიურ აქტივობას და წარმოადგენენ ძლიერ შემამცირებელ აგენტებს და მნიშვნელოვან მონაწილეებს ორგანიზმში ბიოლოგიურ პროცესებში.
ტუტე ლითონები
ტუტე ლითონების ზოგადი მახასიათებელი იწყება მათი სახელით. მათ მიიღეს წყალში დაშლის უნარის გამო, წარმოქმნის ტუტეებს - კაუსტიკური ჰიდროქსიდები. წყალთან რეაქცია ძალზე ძალადობრივია, ზოგჯერ აალებადი. ეს ნივთიერებები ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება, რადგან მათი ქიმიური აქტივობა ძალიან მაღალია. ისინი რეაგირებენ ჰაერთან, წყლის ორთქლთან, არალითონებთან, მჟავებთან, ოქსიდებთან და მარილებთან, თითქმის ყველაფერთან.
ეს განპირობებულია მათი ელექტრონული სტრუქტურით. გარე დონეზე არის მხოლოდ ერთი ელექტრონი, რომელსაც ისინი ადვილად აძლევენ. ეს არის ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტები, რის გამოც საკმაოდ დიდი დრო დასჭირდა მათ სუფთა სახით მიღებას. ეს პირველად გააკეთა ჰემფრი დევის მიერ უკვე მე-18 საუკუნეში ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ელექტროლიზით. ახლა ამ ჯგუფის ყველა წარმომადგენელი მოპოვებულია ამ მეთოდის გამოყენებით.
ტუტე ლითონების ზოგადი მახასიათებელი მდგომარეობს იმაში, რომ ისინი შეადგენენ პერიოდული სისტემის მთავარი ქვეჯგუფის პირველ ჯგუფს. ყველა მათგანი მნიშვნელოვანი ელემენტია, რომლებიც ქმნიან ბევრ ღირებულ ბუნებრივ ნაერთს, რომელსაც ადამიანი იყენებს.
დ- და f-ოჯახების ლითონების ზოგადი მახასიათებლები
ელემენტების ეს ჯგუფი მოიცავს ყველა მათგანსრომლის დაჟანგვა შეიძლება განსხვავდებოდეს. ეს ნიშნავს, რომ პირობებიდან გამომდინარე, ლითონს შეუძლია იმოქმედოს როგორც ჟანგვის აგენტი, ასევე შემცირების აგენტი. ასეთ ელემენტებს აქვთ რეაქციაში მოხვედრის დიდი უნარი. მათ შორის დიდი რაოდენობით ამფოტერული ნივთიერებები.
ყველა ამ ატომის საერთო სახელია გარდამავალი ელემენტები. მათ მიიღეს ის იმის გამო, რომ მათი თვისებების მიხედვით ისინი მართლაც დგანან, თითქოს შუაში, s-ოჯახის ტიპურ ლითონებსა და p-ოჯახის არამეტალებს შორის.
გარდამავალი ლითონების ზოგადი მახასიათებელი გულისხმობს მათი მსგავსი თვისებების აღნიშვნას. ისინი შემდეგია:
- ელექტრონების დიდი რაოდენობა გარე დონეზე;
- დიდი ატომური რადიუსი;
- რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა (+3-დან +7-მდე);
- ვალენტური ელექტრონები არის d- ან f-ქვედონეზე;
- ქმნის სისტემის 4-6 დიდ პერიოდს.
როგორც მარტივი ნივთიერებები, ამ ჯგუფის ლითონები ძალიან მტკიცე, დრეკადი და ელასტიურია, ამიტომ მათ დიდი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვთ.
პერიოდული სისტემის გვერდითი ქვეჯგუფები
მეორადი ქვეჯგუფების ლითონების ზოგადი მახასიათებლები მთლიანად ემთხვევა გარდამავალს. და ეს არ არის გასაკვირი, რადგან, ფაქტობრივად, ეს არის ზუსტად იგივე. უბრალოდ, სისტემის გვერდით ქვეჯგუფებს ქმნიან ზუსტად d- და f-ოჯახების წარმომადგენლები, ანუ გარდამავალი ლითონები. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს ცნებები სინონიმებია.
მათგან ყველაზე აქტიური და მნიშვნელოვანი არის 10 წარმომადგენლის პირველი რიგი სკანდიუმიდან თუთიამდე. ყველა მათგანი დიდი სამრეწველო მნიშვნელობისაა და ხშირადგამოიყენება ადამიანის მიერ, განსაკუთრებით დნობისთვის.
შენადნობები
ლითონებისა და შენადნობების ზოგადი მახასიათებლები საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ სად და როგორ არის შესაძლებელი ამ ნივთიერებების გამოყენება. ასეთმა ნაერთებმა დიდი ტრანსფორმაციები განიცადა ბოლო ათწლეულების განმავლობაში, რადგან სულ უფრო მეტი ახალი დანამატი აღმოჩენილი და სინთეზირებულია მათი ხარისხის გასაუმჯობესებლად.
დღეს ყველაზე ცნობილი შენადნობებია:
- სპილენძი;
- დურალუმინი;
- თუჯი;
- ფოლადი;
- ბრინჯაო;
- გაიმარჯვებს;
- ნიკრომი და სხვები.
რა არის შენადნობი? ეს არის ლითონების ნარევი, რომელიც მიიღება ამ უკანასკნელის სპეციალურ ღუმელ მოწყობილობებში დნობით. ეს კეთდება იმისთვის, რომ მივიღოთ პროდუქტი, რომელიც აღემატება მის ფორმირებულ სუფთა ნივთიერებებს.
ლითონებისა და არალითონების თვისებების შედარება
თუ ვსაუბრობთ ზოგად თვისებებზე, მაშინ ლითონებისა და არალითონების მახასიათებლები განსხვავდება ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი პუნქტით: ამ უკანასკნელისთვის მსგავსი თვისებები არ შეიძლება გამოირჩეოდეს, რადგან ისინი ძლიერ განსხვავდებიან მათი ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით.
ამიტომ, არალითონებისთვის ასეთი მახასიათებლის შექმნა შეუძლებელია. შესაძლებელია მხოლოდ თითოეული ჯგუფის წარმომადგენლების ცალკე განხილვა და მათი თვისებების აღწერა.
