Легкоплавкий металл fe ba na cr
Обновлено: 13.05.2024
Тесты включают все вопросы, ответы на которые можно найти в учебнике химия 9 класс, автор учебника О.С. Габриелян. Очень удобно проверить знания учащихся по теме "Физические свойства металлов", "Сплавы" можно проверить кто из учеников внимательно прочитал параграф по данным темам. Да и ученикам интересно отвечать на такие тесты, потому что вопросы теста полностью соответсвуют содержанию параграфа. Только тест в одном варианте, но я делаю так, ученики первого варианта отвечают на нечётные вопросы, а ученики второго варианта на чётные.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| test_fizicheskie_svoystva_me.docx | 23.46 КБ |
Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру
За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.
Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут
Предварительный просмотр:
Тест по теме «Физические свойства металлов»
Часть А ( Задания с выбором ответа)
А1. Тип связи, существующий в кристаллах металлов
- Ковалентная неполярная 2) ковалентная полярная 3) ионная 4) металлическая
А2. В узлах кристаллических решёток металлов располагаются
- Атомы и положительные ионы металлов 3) молекулы
- Атомы и отрицательные ионы металлов 4) электроны
А3. Укажите верное суждение: А) элетро- и теплопроводность – важнейшие свойства металлов;
Б) Все металлы – твёрдые и хрупкие.
1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны
А4. Металлическая связь обеспечивает
- Электро- и теплопроводность 2) Металлический блеск 3) пластичность 4) все вышеперечисленные свойства
А5.Пластичность металлов обусловлена
- Отражение световых лучей
- Присутствием подвижных электронов в кристаллических решётках
- Скольжением слоев атом-ион в кристаллах относительно друг друга
- Колебанием ионов при посредстве электронов
А6. Электропроводность металлов обусловлена
- Скольжением слоев атом-ион в кристаллах относительно друг друга
2) Присутствием подвижных электронов в кристаллических решётках
3) Отражение световых лучей
4) Колебанием ионов при посредстве электронов
А7. Теплопроводность металлов обусловлена
- Скольжением слоев атом-ион в кристаллах относительно друг друга 3) Отражение световых лучей
- Присутствием подвижных электронов в кристаллических решётках 4) Плотностью металлов
А8. Металлический блеск металлов обусловлен
- Скольжением слоев атом-ион в кристаллах относительно друг друга
- Присутствием подвижных электронов в кристаллических решётках
- Отражение световых лучей 4) Колебанием ионов при посредстве электронов
А9. Жидкое агрегатное состояние при 25 0 С характерно для 1) Hg 2) Cd 3) Cu 4) Sn
А10. Самые твёрдые металлы находятся
- В основной подгруппе I группы 3) В основной подгруппе IV группы
- В побочной подгруппе III группы 4) В побочной подгруппе VI группы
А11. Самые мягкие металлы находятся
- В основной подгруппе I группы 3) В основной подгруппе IV группы
- В побочной подгруппе III группы 4) В побочной подгруппе VI группы
А12. Легкий метал 1) Ca 2) Fe 3) Cu 4) Mo
А13. Легкоплавкий металл 1) Fe 2) Ba 3) Na 4) Cr
А14. Самый тяжелый металл 1) Pb 2) Os 3) Hg 4) Au
А15. Самый тугоплавкий металл 1) Cr 2) Os 3) Li 4) W
Часть В ( Задания с кратким ответом)
В1. Установите соответствие между свойствами металла и фактором его обуславливающим. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ФАКТОР
А) электропроводность 1) Скольжением слоев атом-ион в кристаллах относительно друг друга
Б) теплопроводность 2) Отражение световых лучей
В) металлический блеск 3) наличие положительных ионов в узлах кристаллической решётки
Г) пластичность 4) присутствие в кристаллической решётке подвижных электронов
В2. Установите соответствие между металлом и его характерным свойством. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
А) Ag 1) лучшая отражательная способность
Б) Cr 2) наиболее тугоплавкий
В) Au 3) самый тяжёлый
Г) W 4) самый пластичный
Д) Os 5) наиболее твёрдый
В3. К легким металлам относятся: 1) Na 2) Cr 3) Li 4) Ba 5) AL 6) Sc 7) Ti 8) Os. Ответ дайте в виде последовательности цифр в порядке возрастания.
В4. В конструкцию электролампы входят металлы: 1) Zn 2) Hg 3) W 4) Cu 5) Pb 6) Li 7) Na 8) Fe 9)Au. Ответ дайте в виде последовательности цифр в порядке возрастания.
В5. . Установите соответствие между металлом и группой металлов в технике. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
МЕТАЛЛ ГРУППА МЕТАЛЛОВ
В) Au 3) драгоценные
Тест по теме «Сплавы»
А1.Сплав меди и олова 1) Бронза 2) чугун 3) сталь 4) дюралюминий
А2. Сплав железа с углеродом 1)Бронза 2) чугун 3) латунь 4) дюралюминий
А3. Сплав алюминия, марганца и меди 1)Бронза 2) чугун 3) сталь 4) дюралюминий
А4. Укажите верное суждение: А) компонентами сплавов могут быть металлы;
Б) компонентами сплавов могут быть неметаллы и соединения.
А5.Неоднородным сплавом является 1) Бронза 2) чугун 3) сталь 4) дюралюминий
А6. Содержание углерода в чугуне 1) 1-1,5% 2) 1-3% 3) 2-4,5% 4) 3-6%
А7. К чёрным металлам относится 1) Латунь 2) мельхиор 3) дюралюминий 4) сталь
А8. К цветным сплавам относится 1) Латунь 2) легированная сталь 3) чугун 4) углеродистая сталь
А9. Используется для переработки в сталь
- Литейный чугун 2) серый чугун 3) белый чугун 4) углеродистая сталь
А10. Используется при производстве литых деталей
- Цементит 2) серый чугун 3) белый чугун 4) все выше перечисленные
А11. Твёрдые стали содержат углерода
А12. Сплав, содержащий медь и до 20% олова
А13. Сплав, содержащий медь и 10-50% цинка
А13. Сплав, содержащий 80% меди и 20% никеля
А15. Сплав, применяемый в самолёто- и машиностроении
В1. Установите соответствие между легирующим элементом и особыми свойствами стали, содержащей этот элемент. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
ЛЕГИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ОСОБЫЕ СВОЙСТВА СТАЛИ
А) Cr 1) вязкость, механическая прочность, коррозионная стойкость
Б) Ni 2) твёрдость и коррозионная стойкость
В) W 3) жаростойкость, механическая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость
Г) Ti 4) твёрдость и жаропрочность, износоустойчивость
Д) Mn 5) Твёрдость, механическая прочность, устойчивость к ударам и трению
В2. Установите соответствие между легирующим элементом и изделием, для производства которых используется сталь.
Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
А) Cr 1) Инструменты, резцы, зубила
Б) Ni 2) В самолёто-, ракето- и судостроении. Химическая аппаратура
В) Mn 3) Детали дробильных установок, железнодорожные рельсы, зубья ковшей экскаваторов
Г) Ti 4) турбины электростанций и реактивных двигателей, измерительные приборы, детали, работающие при высоких t
Д) W 5) быстрорежущие инструменты, пилы, фрезы, штампы, нити электрических ламп
В3. Расположите сплавы в порядке возрастания содержания в них углерода:1) чугун 2) мягкая углеродистая сталь 3) твёрдая углеродистая сталь 4) средняя углеродистая сталь. Ответ дайте в виде последовательности цифр.
В4. Установите соответствие между легирующим элементом в сплаве и названием сплава. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
ЛЕГИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ НАЗВАНИЕ СПЛАВА
А) 1,25-4,0% Si 1) серый чугун
Б) углерод в виде графита 2) белый чугун
В5. Установите соответствие между легирующим элементом в сплаве и названием сплава. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту.
Наиболее тугоплавкий металл. Характеристика металлов
Металлы - это самый распространенный материал (наряду с пластмассами и стеклом), который применяется людьми с древних времен. Уже тогда человеку была известна характеристика металлов, он с выгодой использовал все их свойства для создания прекрасных произведений искусства, посуды, предметов быта, сооружений.
Одной из главных черт при рассмотрении этих веществ является их твердость и тугоплавкость. Именно эти качества позволяют определять область использования того или иного металла. Поэтому рассмотрим все физические свойства и особое внимание уделим вопросам плавкости.
Физические свойства металлов
Характеристика металлов по физическим свойствам может быть выражена в виде четырех основных пунктов.
- Металлический блеск - все имеют примерно одинаковый серебристо-белый красивый характерный блеск, кроме меди и золота. Они имеют красноватый и желтый отлив соответственно. Кальций - серебристо-голубой.
- Агрегатное состояние - все твердые при обычных условиях, кроме ртути, которая находится в виде жидкости.
- Электро- и теплопроводность - характерна для всех металлов, однако выражена в разной степени.
- Ковкость и пластичность - также общий для всех металлов параметр, который способен варьироваться в зависимости от конкретного представителя.
- Температура плавления и кипения - определяет, какой металл тугоплавкий, а какой легкоплавкий. Этот параметр разный для всех элементов.
Все физические свойства объясняются особым строением металлической кристаллической решетки. Ее пространственным расположением, формой и прочностью.
Легкоплавкие и тугоплавкие металлы
Данный параметр является очень важным, когда речь заходит об областях применения рассматриваемых веществ. Тугоплавкие металлы и сплавы - это основа машино- и кораблестроения, выплавки и литья многих важный изделий, получения качественного рабочего инструмента. Поэтому знание температур плавления и кипения играет основополагающую роль.
Характеризуя металлы по прочности, можно разделить их на твердые и хрупкие. Если же говорить о тугоплавкости, то здесь выделяют две основные группы:
- Легкоплавкие - это такие, которые способны менять агрегатное состояние при температурах ниже 1000 о С. Примерами могут служить: олово, свинец, ртуть, натрий, цезий, марганец, цинк, алюминий и другие.
- Тугоплавкими считаются те, чья температура плавления выше обозначенной величины. Их не так много, а на практике применяется еще меньше.
Таблица металлов, имеющих температуру плавления свыше 1000 о С, представлена ниже. Именно в ней и располагаются самые тугоплавкие представители.
| Название металла | Температура плавления, о С | Температура кипения, о С |
| Золото, Au | 1064.18 | 2856 |
| Бериллий, Ве | 1287 | 2471 |
| Кобальт, Со | 1495 | 2927 |
| Хром, Cr | 1907 | 2671 |
| Медь, Cu | 1084,62 | 2562 |
| Железо, Fe | 1538 | 2861 |
| Гафний, Hf | 2233 | 4603 |
| Иридий, Ir | 2446 | 4428 |
| Марганец, Mn | 1246 | 2061 |
| Молибден, Мо | 2623 | 4639 |
| Ниобий, Nb | 2477 | 4744 |
| Никель, Ni | 1455 | 2913 |
| Палладий, Pd | 1554,9 | 2963 |
| Платина, Pt | 1768.4 | 3825 |
| Рений, Re | 3186 | 5596 |
| Родий, Rh | 1964 | 3695 |
| Рутений, Ru | 2334 | 4150 |
| Тантал, Та | 3017 | 5458 |
| Технеций, Тс | 2157 | 4265 |
| Торий, Th | 1750 | 4788 |
| Титан, Ti | 1668 | 3287 |
| Ванадий, V | 1910 | 3407 |
| Вольфрам, W | 3422 | 5555 |
| Цирконий, Zr | 1855 | 4409 |
Данная таблица металлов включает в себя всех представителей, чья температура плавления выше 1000 о С. Однако на практике многие из них не применяются по различным причинам. Например, из-за экономической выгоды или вследствие радиоактивности, слишком высокой степени хрупкости, подверженности коррозионному воздействию.
Также из данных таблицы очевидно, что самый тугоплавкий металл в мире - это вольфрам. Наименьший показатель у золота. При работе с металлами важное значение имеет мягкость. Поэтому многие из обозначенных выше также не используются в технических целях.
Наиболее тугоплавкий металл - вольфрам
В периодической системе располагается под порядковым номером 74. Название получил по фамилии известного физика Стивена Вольфрама. При обычных условиях представляет собой твердый тугоплавкий металл серебристо-белого цвета. Обладает ярко выраженным металлическим блеском. Химически практически инертен, в реакции вступает неохотно.
В природе содержится в виде минералов:
- вольфрамит;
- шеелит;
- гюбнерит;
- ферберит.
Учеными было доказано, что вольфрам - наиболее тугоплавкий металл из всех существующих. Однако существуют предположения о том, что сиборгий теоретически способен побить рекорд этого металла. Но он является радиоактивным элементом с очень коротким периодом существования. Поэтому доказать это пока невозможно.
При определенной температуре (свыше 1500 о С) вольфрам становится ковким и пластичным. Поэтому возможно изготовление тонкой проволоки на его основе. Это свойство используется для изготовления нитей накаливания в обычных бытовых электрических лампочках.
Как наиболее тугоплавкий металл, выдерживающий температуры больше 3400 о С, вольфрам применяется в следующих областях техники:
- как электрод при аргонной сварке;
- для получения кислотоустойчивых, износостойких и жаростойких сплавов;
- в качестве нагревательного элемента;
- в вакуумных трубках как нить накаливания и прочее.
Помимо металлического вольфрама, широко применяются в технике, науке и электронике его соединения. Как самый тугоплавкий металл в мире он и соединения формирует с очень высококачественными характеристиками: прочные, устойчивые практически ко всем видам химического воздействия, не подвергающиеся коррозии, выдерживающие низкие и высокие температуры (победит, сульфид вольфрама, его монокристаллы и другие вещества).
Ниобий и его сплавы
Nb, или ниобий, - при обычных условиях серебристо-белый блестящий металл. Он также является тугоплавким, поскольку температура перехода в жидкое состояние для него составляет 2477 о С. Именно это качество, а также сочетание низкой химической активности и сверхпроводимости позволяет ниобию становиться все более популярным в практической деятельности человека с каждым годом. Сегодня этот металл используется в таких отраслях, как:
- ракетостроение;
- авиационная и космическая промышленность;
- атомная энергетика;
- химическое аппаратостроение;
- радиотехника.
Этот металл сохраняет свои физические свойства даже при очень низких температурах. Изделия на его основе отличаются коррозионной устойчивостью, жаростойкостью, прочностью, отличной проводимостью.
Этот металл добавляют к алюминиевым материалам для повышения химической стойкости. Из него изготовляют катоды и аноды, им легируют цветные сплавы. Даже монеты в некоторых странах делают с содержанием ниобия.
Тантал
Металл, в свободном виде и при обычных условиях покрытый оксидной пленкой. Обладает набором физических свойств, которые позволяют ему быть широко распространенным и очень важным для человека. Его основные характеристики следующие:
- При температуре свыше 1000 о С становится сверхпроводником.
- Это наиболее тугоплавкий металл после вольфрама и рения. Температура плавления составляет 3017 о С.
- Прекрасно поглощает газы.
- С ним легко работать, так как он прокатывается в пласты, фольгу и проволоку без особого труда.
- Обладает хорошей твердостью и не хрупкий, сохраняет пластичность.
- Очень устойчив к воздействию химических агентов (не растворяется даже в царской водке).
Благодаря таким характеристикам сумел завоевать популярность как основа для многих жаропрочных и кислотоустойчивых, антикоррозионных сплавов. Его многочисленные соединения находят применение в ядерной физике, электронике, приборах вычислительного плана. Используются как сверхпроводники. Раньше тантал использовался как элемент в лампах накаливания. Сейчас его место занял вольфрам.
Хром и его сплавы
Один из самых твердых металлов, в естественном виде голубовато-белой окраски. Его температура плавления ниже, чем у рассмотренных до сих пор элементов, и составляет 1907 о С. Однако он все равно используется в технике и промышленности повсеместно, так как хорошо поддается механическим воздействиям, обрабатывается и формуется.
Особенно ценен хром в качестве напылителя. Его наносят на изделия для придания им красивого блеска, защиты от коррозии и повышения износостойкости. Процесс называется хромированием.
Сплавы хрома очень популярны. Ведь даже небольшое количество этого металла в сплаве значительно увеличивает твердость и устойчивость последнего к воздействиям.
Цирконий
Один из самых дорогих металлов, поэтому применение его в технических целях затруднено. Однако физические характеристики делают его просто незаменимым во многих других отраслях.
При обычных условиях это красивый серебристо-белый металл. Обладает достаточно высокой температурой плавления - 1855 о С. Имеет хорошую твердость, устойчивость к коррозии, так как химически не активен. Также отличается великолепной биологической совместимостью с кожей человека и всего организма в целом. Это делает его ценным металлом для использования в медицине (инструменты, протезы и так далее).
Основные области применения циркония и его соединений, в том числе сплавов, следующие:
Из циркония и сплавов на его основе изготавливаются даже украшения, способные влиять на улучшение состояния здоровья человека.
Молибден
Если выяснять, какой металл самый тугоплавкий, то, помимо обозначенного вольфрама, можно назвать и молибден. Его температура плавления составляет 2623 о С. При этом он достаточно твердый, пластичный и поддающийся обработке.
Используется он в основном не в чистом виде, а как составной компонент сплавов. Они, благодаря присутствию молибдена, значительно укрепляются в износостойкости, жаропрочности и антикоррозийности.
Некоторые соединения молибдена используют как технические смазки. Также этот металл является легирующим материалом, одновременно влияющим и на прочность, и на антикоррозийность, что встречается очень редко.
Ванадий
Серый металл с серебристым блеском. Обладает достаточно высоким показателем плавкости (1920 о С). Используется в основном как катализатор во многих процессах, благодаря своей инертности. Применяется в энергетике как химический источник тока, в производствах неорганических кислот. Основное значение имеет не чистый металл, а именно некоторые его соединения.
Рений и сплавы на его основе
Какой металл самый тугоплавкий после вольфрама? Это рений. Его показатель плавкости составляет 3186 о С. По прочности превосходит и вольфрам, и молибден. Пластичность его не слишком высока. Спрос на рений очень велик, а вот добыча составляет сложности. Вследствие этого он является самым дорогим металлом из существующих на сегодняшний день.
Применяется для изготовления:
- реактивных двигателей;
- термопар;
- нитей накаливания для спектрометров и прочих устройств;
- как катализатор при нефтепереработке.
Все области применения дорогостоящие, поэтому он используется только в случае крайней необходимости, когда заменить чем-либо другим возможности нет.
Титановые сплавы
Титан - это очень легкий металл серебристо-белого цвета, который находит широкое применение в металлургической промышленности и металлообработке. Может взорваться при нахождении в мелкодисперсном состоянии, поэтому является пожароопасным.
Применяется в авиа- и ракетостроении, при производстве кораблей. Широко используется в медицине благодаря биологической совместимости с организмом (протезы, пирсинги, имплантаты и прочее).
Наиболее легкоплавкие металлы: свойства, особенности, физические характеристики
Температура плавления – важная характеристика, которая чаще всего применяется именно к металлам. Она зависит от многих физических свойств веществ – их чистоты и кристаллической структуры. Какой металл наиболее легкоплавкий: Li, Al, Hg, Cu? Давайте выясним, кто из них действительно может называться таковым.
Наиболее легкоплавкие металлы
Плавление – процесс перехода из твердого состояния в жидкое. Он происходит под воздействием тепла, но зависит еще от ряда физических факторов, например от давления. Важную роль в том, насколько легко и тяжело вещество поддается плавлению, также играет его состав, размер кристаллов в решетке и прочность связей между атомами.
Температура плавления металлов очень разнится и может иметь даже минусовые значения. Она колеблется от -39 до +3410 градусов Цельсия. Тяжелее всего в жидкость превращаются молибден, вольфрам, хром, титан. Для этого процесса их требуется нагреть до температуры не менее 2000 градусов.
Наиболее легкоплавкими металлами являются галлий, ртуть, литий, олово, свинец, цинк, индий, висмут, таллий. Подробнее о некоторых из них читайте далее.
Ртуть
Полезный во многих сферах, но ядовитый металл был известен еще до нашей эры. Ртуть использовали античные и средневековые медики для лечения венерических и многих других заболеваний, алхимики пытались сделать из нее золото. Сегодня она применяется в электротехнике, приборостроении и органической химии.
Руть – это наиболее легкоплавкий металл на планете. При нормальных комнатных условиях она всегда жидкая, так как температура ее плавления составляет -39 градуса. Ее пары очень опасны, поэтому ртуть содержат только в контейнерах и специальных стеклянных колбах. На организм она действует как яд, отравляя его и выводя из строя нервную, иммунную, дыхательную и пищеварительную системы.
Галлий
Вторым в списке наиболее легкоплавких металлов находится галлий. Он становится жидкостью при температуре выше 29,5 градусов Цельсия, и размягчить его можно просто подержав немного в руках. При нормальных условиях галлий очень хрупкий, легко поддается механическому воздействию и окрашен в светло-серебристый, несколько голубоватый оттенок.
Металл очень рассеян в земной коре и не встречается в виде самородков. В природе его находят в составе различных минералов, таких как гранат, мусковит, турмалин, хлорит, полевой шпат. Кроме того, он содержится в морской воде. Галлий используют в высокочастотной электронике, для изготовления зеркал и различных сплавов.
Индий
В качестве простого вещества индий очень светлый, ковкий и мягкий настолько, что даже оставляет след, если им провести по бумаге. Он также является одним из наиболее легкоплавких металлов, но воздействуют на него только температуры выше 157 °C. Закипает он при 2072 градусах.
Как и галлий, индий не образует собственных месторождений, но содержится в различных рудах. Благодаря своей рассеяности в природе металл довольно дорогой. Его применяют в микроэлектронике, для изготовления легкоплавких сплавов, припоев, жидкокристаллических экранов для техники.
Олово
Олово плавится от температуры выше 231 градуса по Цельсию. Это пластичный и мягкий металл, светло-серебристого цвета. Оно существует четырех аллотропных модификациях, две из них появляются только при высоком давлении.
Олово довольно рассеяно в природе, но может образовывать собственные минералы, например, станнин и касситерит. Его используют в качестве покрытия для металлов для усиления их устойчивости к коррозии, а также для производства жести, фольги, разнообразных сплавов, посуды и деталей для музыкальных инструментов.
Литий
Литий – наиболее легкоплавкий металл, который становится жидкостью при температуре 180 градусов. Он мягкий, хорошо поддается ковке и механической обработке. Он относится к щелочным металлам, но проявляет активность гораздо хуже остальных представителей группы. Он медленно реагирует с влажным воздухом, а в сухой атмосфере остается практически стабильным
Металл встречается в сподумене, лепидолите, в месторождениях с оловом, висмутом и вольфрамом, содержится в морской воде и в звездных космических объектах. Литий часто используется для изготовления гальванических элементов, аккумуляторов, применяют в качестве окислителя, а также в пиротехнике. В сплавах с кадмием, медью и алюминием используется в космической, военной и авиационной технике.
Легкоплавкие металлы – список, особенности и значение для человека
Однозначности в классификации этой группы металлов у специалистов нет. Их главное свойство содержится в названии – легкоплавкие металлы.
Что представляет собой
Как понятно из названия, легкоплавким считается металл с малой температурой плавления.
В номенклатуре, принятой Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), термин «легкоплавкие металлы» отсутствует.
У специалистов единства тоже нет. Одни выставляют «порог плавления» в 500°С. Для других легкоплавким металлом является металл, расплавляющийся при менее 600°С.
Перечень
В соответствии с основной классификацией (температура плавления не более 500°С), к списку легкоплавов причислены следующие элементы:
| Название | Температура плавления (°С) |
| Цинк | 419 |
| Палладий | 327 |
| Свинец | 327 |
| Кадмий | 321 |
| Таллий | 303 |
| Висмут | 271 |
| Полоний | 254 |
| Олово | 232 |
| Индий | 157 |
| Натрий | 98 |
| Калий | 63 |
| Рубидий | 39 |
| Галлий | 30 |
| Цезий | 28 |
| Ртуть | – 39 |
Ртуть – самый легкоплавкий металл. Она единственная из группы плавится на морозе.
Галлий называют металлом, тающим в руках (нормальная температура тела человека выше точки плавления вещества почти на семь градусов).
Классификация
Легкоплавы подразделяются на две группы:
- Тяжелые легкоплавкие металлы – кадмий, кобальт, свинец, ртуть. легкоплавкие металлы – кадмий, олово, галлий, индий, таллий, полоний, висмут.
К драгоценным элементам причислен палладий.
Палладий
Легкие элементы полоний и висмут радиоактивны .
Висмут
Олово, таллий, свинец, цезий – мягкие легкоплавы.
Свинец
Самый мягкий легкоплавкий металл – цезий (0,2 по шкале твердости Мооса).
Где и как применяются
Для всех сфер применения решающее преимущество данной группы – низкая температура плавления.
Особенности использования
На основании этого свойства легкоплавких металлов определены способы использования:
- Мягкие легкоплавы – материал пайки микросхем. Пайка обычным припоем исключена, поскольку создает перегрев, который их расплавит.
- Гораздо чаще используются сплавы. Они легкоплавки, но плотные, прочные на разрыв, химически инертны.
- Самые востребованные соединения: свинцовые, оловянные, кадмиевые, цинковые, ртутные. А также с висмутом, таллием, индием, галлием как базисным компонентом.
Легкоплавкие сплавы – это конгломерат металлов с температурой плавления не выше «оловянной» (232°С). Нижний предел – минус 61°C. На таком холоде плавится амальгама таллия.
Области применения
Сферы применения материала: энергетика, машиностроение, электро-, радиотехника, химпром:
- Основа жидких теплоносителей, смазка.
- Выплавка моделей сложной конфигурации.
- Пожарный сегмент: термодатчики, клапаны тушения огня, другая аппаратура раннего оповещения о возгораниях.
- Основа термометров разных видов и предназначения.
- Верхний слой, предохранители, термодатчики микроэлектроники.
- Медицина. Материал протезов, фиксатор при переломах.
Это также проводники, антикоррозионные покрытия, компонент антифрикционных сплавов.
Используются уникальные свойства отдельных позиций из списка легкоплавов:
- Свинец – материал подшипников, предохранителей, аккумуляторов, оболочка кабеля. Это щит от радиоактивного излучения.
- Олово – защитный слой стали.
- Цинк – компонент латуней, анодное покрытие стальных изделий с высоким КПД.
- Галлий – заменитель ртути, сохраняющий вакуум в аппаратуре.
Легко плавящиеся сплавы образуют также щелочные металлы. На практике такие материалы используются мало из-за чрезмерной химической активности.
Биологическое воздействие
Влияние легкоплавов на организм человека различно:
- Без калия как удобрения растения чахнут, плохо плодоносят. В организме человека работает в дуэте с натрием. Под его контролем жизненно важные процессы.
- Микродозы кадмия содействуют метаболизму. Однако вещество, его растворимые соединения токсичны.
- Висмут токсичен, но безопасен для биологических организмов. Это радиоактивное вещество, поэтому аптечные препараты с ним нужно применять строго по инструкции.
- О токсичности галлия точки зрения противоположны – от малой до высокой степени. Но интоксикация веществом реальна.
- Бесполезные для человека как биологического объекта свинец и ртуть токсичны. Особенно опасна ртуть из разбившегося домашнего градусника.
На особом счету таллий. Мягкое серебристое с сероватой голубизной вещество – сильнейший яд. Его «вывела в свет» как средство получения наследства, решения других проблем Агата Кристи. Описание яда, технологии его применения содержит десяток романов королевы английского детектива.
При какой температуре плавится металл
При термическом воздействии на детали в процессе сварки важно учитывать температуру плавления металлов. От этого показателя зависят токовые параметры. Необходимо создать электрической дугу или пламя в газовой горелке такой тепловой мощности, чтобы разрушить молекулярные связи. Параметр, при котором сталь или цветной сплав плавится, учитывают при выборе конструкционных материалов для узлов, испытывающих силу трения или металлоконструкций, испытывающих термическое воздействие.
Процесс плавления
При термовоздействии на деталь изменение внутренней структуры происходит за счет накопления энергии молекулами. Скорость их движения возрастает. В критической точке нагрева начинается разрушение кристаллической структуры, межмолекулярные связи уже не могут удержать молекулы в узлах решетки. Взамен колебательным движениям в пределах узла происходит хаотическое движение, образуется ванна расплава в месте нагрева. Точку начала расплавления вещества в лабораторных условиях определяют до сотых долей градуса, причем этот показатель не зависит от внешнего давления на заготовку. В вакууме и под давлением металлические заготовки начинают плавиться при одной и той же температуре, это объясняется процессом накопления внутренней энергии, необходимой для разрушения межмолекулярных связей.
Классификация металлов по температуре плавления
В физике переход твердого тела в жидкое состояние характерен только для веществ кристаллической структуры. Температуру плавления металлов чаще обозначают диапазоном значений, для сплавов точно определить нагрев до пограничного фазового состояния сложно. Для чистых элементов каждый градус имеет значение, особенно, если это легкоплавкие элементы,
значения не имеет. Сводная таблица показателей t обычно делится на 3 группы. Помимо легкоплавких элементов, которые максимально нагревают до +600°С, указывают тугоплавкие, выдерживающие нагрев свыше +1600°С, и среднеплавкие. В этой группе сплавы, образующие ванну расплава при температуре от +600 до 1600°С.
Разница между температурой плавления и кипения
Точкой фазового перехода вещества из твердого кристаллического состояния в жидкое нередко называют температуру плавления металла. В расплаве молекулы не имеют определенного расположения, но притяжение удерживает их вместе, в жидком состоянии кристаллическое тело сохраняет объем, но теряет форму.
При кипении теряется объем, молекулы слабо взаимодействуют, хаотично движутся во всех направлениях, отрываются от поверхности. Температура кипения – это когда давление металлических паров достигает давления внешней среды.
Для наглядности разницу между критическими точками нагрева лучше представить в виде таблицы:
| Свойства | Температура плавки | Температура кипения |
|---|---|---|
| Физическое состояние | Сплав превращается в расплав, кристаллическая структура разрушается, исчезает зернистость | Переход в газообразное состояние, отдельные молекулы улетают за пределы расплава |
| Фазовый переход | Равновесие между жидкой и твердой фазами | Равновесие между давлением паров металла и внешним давлением воздуха |
| Влияние внешнего давления | Не меняется | Изменяется, падает при разряжении |
Таблицы температур плавления металлов и сплавов
Для удобства границы фазового перехода указаны по группам в порядке возрастания t фазового перехода из твердого в жидкое состояние. Из всех элементов выбраны часто встречающиеся.
Таблица плавления легкоплавких металлов и сплавов (расплавляются до +600°С).
Таблица плавления среднеплавких металлов и сплавов, диапазон фазового перехода от +600 до 1600°С.
Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов (свыше +1600°С).
Читайте также: