ადამიანისთვის ცნობილი 118 ელემენტიდან 94 არის ლითონი. ეს არის ელემენტები, რომლებიც ქმნიან მარტივ ნივთიერებებს დამახასიათებელი ბრწყინვალებით, მაღალი პლასტიურობითა და ელასტიურობით. სხვა რა თვისებები აქვთ ლითონებს? რა ჯგუფებად იყოფიან ისინი? მოდით გავარკვიოთ.
ლითონები და მათი თვისებები
მეტალების აღწერა ადვილი არ არის. მათი შედარება ძნელია თანამედროვე სამყაროში ცნობილ სხვა ელემენტებთან ან ნივთიერებებთან. სტანდარტული გაგებით, ლითონი არის მყარი ნაცრისფერი ნივთიერება ძლიერი ბზინვარებით. მაგრამ ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია. მათი უმეტესობა ნამდვილად ნაცრისფერია, მაგრამ ჩრდილები ყველასთვის განსხვავებულია. გალიუმი არის მოლურჯო, ბისმუტი არის ვარდისფერი, სპილენძი არის ღია წითელი, მაგრამ ცეზიუმს, სტრონციუმს და ოქროს აქვს ყვითელი ელფერი.
მეტალები ძალიან განსხვავდებიან მათი თვისებების გამოვლენის ხარისხით. მაგრამ არის თვისებები, რომლებიც აერთიანებს მათ. ლითონები შედარებით ადვილად ჩუქნიან ელექტრონებს გარე დონეზე, რადგან ისინი სუსტად არიან მიბმული ატომის ბირთვთან. მათი შიდა სტრუქტურა წარმოდგენილია ბროლის გისოსებით, ამიტომ, ნორმალურ პირობებში, ისინი ყველა მყარია. ერთადერთი გამონაკლისი არის ვერცხლისწყალი, რომელიც მხოლოდ -38,83-ზე დაბალ ტემპერატურაზე მკვრივდება°C.
ლითონები სითბოს და ელექტროენერგიის შესანიშნავი გამტარებია. ბევრი მათგანი ძალიან პლასტიკურია, მაგალითად, ოქრო, სპილენძი, სუფთა ქრომი, ვერცხლი. მათ შეუძლიათ მოხრა ან დაჭყლეტვა გატეხვის გარეშე. სხვები საკმაოდ მყიფეა (მანგანუმი, კალა, ბისმუტი).
მეტალის ჯგუფები
ერთსა და იმავე პირობებში ლითონები განსხვავებულად იქცევიან, რაც უკვე ჩანს ვერცხლისწყლის მაგალითზე. ის ძალიან ადვილად ხდება თხევადი, მაგრამ ყველა ნივთიერება არ იქცევა ერთნაირად. დნობის წერტილიდან გამომდინარე, განასხვავებენ დნობას და ცეცხლგამძლე ლითონებს. ამ უკანასკნელში შედის ვოლფრამი, ტანტალი, რენიუმი, მოლიბდენი. ისინი დნება 2000 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე.
გამოყოფენ აგრეთვე მძიმე და მსუბუქ ლითონებს. მძიმე - ტყვია, კადმიუმი, კობალტი, ვერცხლისწყალი, სპილენძი, ვანადიუმი, აქვთ დიდი ატომური წონა (50-ზე მეტი) და მაღალი სიმკვრივე. ფილტვები ზუსტად საპირისპიროა. მათ შორისაა ალუმინი, გალიუმი, ინდიუმი. ლითიუმი ყველაზე მსუბუქია, სიმკვრივით 0,533 გ/სმ³ და ატომური მასით 3.
პერიოდულ ცხრილში ასევე გამოიყოფა ლითონების ტუტე ჯგუფი (ლითიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი, რუბიდიუმი). ისინი საკმაოდ ადვილად რეაგირებენ წყალთან და წარმოქმნიან ხსნად ტუტეს ან ჰიდროქსიდს. ყველა მათგანი ძალიან აქტიური, რბილი და წყალზე ბევრად მსუბუქია. ასევე არსებობს დედამიწის ტუტე ლითონები (კალციუმი, ბარიუმი, სტრონციუმი), წყალთან ერთად ტუტე უკვე ქმნის მათ ოქსიდებს ან მიწებს. ისინი უფრო ხისტია და არა ისეთი აქტიური, როგორც ტუტეები.
მეტალების განსხვავებული თვისებებიდან გამომდინარე, ისინი ასევე იყოფა:
- გარდამავალი.
- პოსტი გარდამავალი.
- ფერადი.
- შავი.
- ლანთანიდები.
- აქტინიდები.
- კეთილშობილური.
- პლატინის ჯგუფის ლითონები.
- იშვიათი დედამიწა.
ძვირფასი ლითონები
მეტალები ხშირად მოქმედებენ როგორც შემცირების აგენტები ქიმიურ რეაქციებში. ელექტრონების მიტოვებით, ისინი განიცდიან კოროზიულ პროცესებს, რომლებიც ანადგურებენ მათ. ჟანგვის აგენტების მოქმედებით მათ ზედაპირზე წარმოიქმნება ოქსიდები, ჰიდროქსიდები, რომლებსაც ხალხში ჟანგი ეწოდება.
ბევრი ლითონი ექვემდებარება ასეთ პროცესებს. გამანადგურებელი მათთვის შეიძლება იყოს აირები და სხვადასხვა სითხეები. თუმცა, არსებობს ლითონების ცალკე კლასი, რომლებიც პრაქტიკულად მდგრადია ჟანგვისა და ჟანგის მიმართ. ეს არის კეთილშობილი ლითონები. ყველა მათგანი ასევე იშვიათი და ძვირფასია. მათი ფასები მერყეობს 300 დოლარიდან (ვერცხლი) 70 000 დოლარამდე (როდიუმი) კილოზე.
კეთილშობილურია ოქრო, ვერცხლი და პლატინის ჯგუფის ლითონები: პლატინი, რუთენიუმი, ოსმიუმი, პალადიუმი, ირიდიუმი, როდიუმი. პლატინი, პალადიუმი, ოქრო და ვერცხლი ძალიან პლასტიკურია, მაგრამ ძალიან მაღალ ტემპერატურას ვერ უძლებს. დანარჩენი კეთილშობილური ლითონები ასევე ცეცხლგამძლეა, დნება 2334°C-დან (რუთენიუმი) 3033°C-მდე (ოსმიუმი).
ყველა მათგანი მდგრადია წყლისა და ჰაერის მიმართ, მაგრამ შეუძლია რეაგირება უფრო აგრესიულ ნივთიერებებთან. მაგალითად, ვერცხლი ადვილად იხსნება აზოტის მჟავაში და ბნელდება იოდთან შეხებისას. სხვათა შორის, იოდის დახმარებით შეგიძლიათ შეამოწმოთ არის თუ არა პროდუქტი ნამდვილად ვერცხლისფერი.
ბუნებაში ყოფნა
მეტალები ფართოდ არის გავრცელებული ჩვენს პლანეტაზე. მარილების სახით დანაერთები ისინი გვხვდება ზღვის წყალში. ყველაზე მეტად ის სავსეა მაგნიუმით (0,12%) და კალციუმით (1,05%). დედამიწის ქერქში ყველაზე უხვი ლითონი არის ალუმინი. იგი შეადგენს მისი მთლიანი მასის დაახლოებით 8%-ს. ასევე შეიცავს რკინას (4,1%), კალციუმს (4%), ნატრიუმს (2,3%), მაგნიუმს (2,3%), კალიუმს (2,1%).
მაგრამ ლითონები გვხვდება არა მხოლოდ გარე გარემოში. ისინი იმყოფებიან ნებისმიერ ცოცხალ ორგანიზმში, პასუხისმგებელნი არიან ბევრ სასიცოცხლო ფუნქციაზე. ადამიანის სხეული შეიცავს დაახლოებით 3% მეტალებს. სისხლში რკინა ეხმარება ჰემოგლობინს ჟანგბადის მიმაგრებაში და ნახშირორჟანგთან გაცვლაში. მაგნიუმი გვხვდება კუნთებსა და ნერვულ სისტემაში. მონაწილეობს ცილების სინთეზში, პასუხისმგებელია კუნთების მოდუნებაზე, აფერხებს ნერვული დაბოლოებების აგზნებას.
ჩვენთვის ყველაზე საჭირო: მაგნიუმი, რკინა, ნატრიუმი, კალციუმი, კალიუმი, თუთია, სპილენძი, კობალტი, მანგანუმი და მოლიბდენი. ლითონები გვხვდება ძვლებში, ტვინში, სხვა ორგანოების ქსოვილებში. ჩვენ მათ ვიღებთ წყლისა და საკვებისგან და მუდმივად გვჭირდება მათი მარაგის შევსება. ამ ელემენტების დეფიციტის შემთხვევაში ორგანიზმი გამართულად არ მუშაობს, თუმცა მათი გადაჭარბებაც არ არის კარგი.
აპლიკაცია
ადამიანებმა ისწავლეს ლითონების გამოყენება მათი ცხოვრების თითქმის ყველა სფეროში. მათგან მზადდება კონსტრუქციული მასალები, მავთულები, ელექტროტექნიკა, ჭურჭელი. არასტაბილური რადიოაქტიური ელემენტები, როგორიცაა ურანი, კალიფორნიუმი, პოლონიუმი, გამოიყენება ბირთვულ ენერგიასა და იარაღის წარმოებაში.
მსუბუქი და ძლიერი ლითონები გამოიყენება კოსმოსურ ტექნოლოგიასა და საავტომობილო ინდუსტრიაში. მასში გამოიყენება სხვადასხვა ელემენტებიფარმაცევტული, კვების და ტექსტილის მრეწველობა. ისინი გამოიყენება სამკაულების, საყოფაცხოვრებო ნივთების, ასევე მედიკამენტებისა და სამედიცინო ინსტრუმენტების დასამზადებლად. მაგალითად, ლითიუმი გამოიყენება როგორც ანტიდეპრესანტი, ოქრო შედის ართრიტისა და ტუბერკულოზის სამკურნალო საშუალებებში. ტიტანი და ტანტალი გამოიყენება ქირურგიაში პროთეზების დასამზადებლად და სხეულის დაზიანებული ნაწილების ჩასანაცვლებლად.
