Тығыздык - бул заттын ар кандай агрегаттык абалы үчүн маанилүү физикалык чоңдук. Бул макалада биз металлдардын тыгыздыгы деген суроону карап чыгабыз, химиялык элементтер үчүн бул параметрдин таблицасын берип, жер бетиндеги эң тыгыз металл жөнүндө сүйлөшөбүз.
Кайсы физикалык өзгөчөлүк жөнүндө сөз болуп жатат?
Тығыздык – белгилүү көлөмдөгү заттын санын мүнөздөгөн чоңдук. Бул аныктамага ылайык, аны математикалык түрдө төмөнкүчө эсептөөгө болот:
ρ=м/V.
Бул маанини грекче ρ (ro) тамгасы менен белгилеңиз.
Тығыздык универсалдуу мүнөздөмө, анткени ал ар кандай материалдарды салыштыруу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул факт аларды аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн, уламыш боюнча грек философу Архимед эмне кылган (ал ρ баасын өлчөп, жасалма алтын таажы түзө алган).
Кайсы бир материал үчүн бул параметр эки негизги фактордон көз каранды:
- затты түзгөн атомдордун жана молекулалардын массасынан;
- ортача атомдор аралык жана молекулалар аралык аралыктардан.
Мисалы, өткөөл металлдардын кайсынысы болбосун (алтын, темир, ванадий, вольфрам) бардык көмүртектерге караганда тыгыздыгы жогору, анткени акыркы атомдун массасы он эсе аз. Башка мисал. Графит жана алмаз эки көмүртек структура болуп саналат. Экинчиси тыгызыраак, анткени анын торундагы атом аралык аралыктар кичине.
Металдардын тыгыздыгы
Бул Менделеевдин мезгилдик системасындагы эң чоң топ. Металл - жогорку жылуулук жана электр өткөргүчтүгү бар, жылмаланганда бетине мүнөздүү жылтыратуучу жана пластикалык деформацияга дуушар болуу жөндөмүнө ээ болгон ар кандай зат.
Мындай химиялык элементтин азот, кычкылтек жана көмүртек сыяктуу заттарга салыштырмалуу электр терс касиети төмөн. Бул чындык массалык структуралардагы металл атомдорунун бири-бири менен металлдык байланыш түзүшүнө алып келет. Бул оң заряддуу иондук негиздер менен терс электрон газынын ортосундагы электрдик өз ара аракеттешүү.
Металл атомдору мейкиндикте иреттүү түзүлүш түрүндө тизилген, ал кристалл торчо деп аталат. Үч гана түрү бар:
- куб;
- BCC (дененин борборунда жайгашкан куб);
- HCP (алты бурчтуу тыгыз пакеттелген);
- FCC (бетин борборлоштурулган куб).
Металлдардын тыгыздыгы кристалл торчосунун түрүнө жараша физикалык чоңдук. Төмөндө бул параметрдин таблицасы бардык химиялык элементтер үчүн g / cm3 менен берилген, алар кадимки шарттардакатуу абал.
Таблицадан металлдардын тыгыздыгы кеңири диапазондо өзгөрүүчү чоңдук экени көрүнүп турат. Ошентип, эң алсызы - литий, ал бирдей көлөмдө суудан эки эсе жеңил. Сейрек кездешүүчү металл осмийдин тыгыздыгы табияттагы эң жогорку көрсөткүч. Бул 22,59 г/см3.
Бааны кантип табасыз?
Металлдардын тыгыздыгы эки принципиалдуу түрдө эки башка жол менен аныктала турган мүнөздөмө:
- эксперименталдык;
- теориялык.
Эксперименталдык методдор төмөнкүдөй:
- Дене салмагын жана көлөмүн түз өлчөө. Акыркысын эсептөө оңой, эгерде дененин геометриялык параметрлери белгилүү болсо жана анын формасы идеалдуу болсо, мисалы, призма, пирамида же шар.
- Гидростатикалык өлчөөлөр. Бул учурда 16-кылымда Галилео тарабынан ойлоп табылган атайын таразалар колдонулат. Алардын иштөө принциби абдан жөнөкөй: адегенде белгисиз тыгыздыктагы дене абада, андан кийин суюктукта (сууда) таразага тартылат. Андан кийин, керектүү маани жөнөкөй формула аркылуу эсептелет.
Металлдардын тыгыздыгын аныктоонун теориялык ыкмасына келсек, бул кристалл торчосунун түрүн, андагы атом аралык аралыкты жана атомдун массасын билүүнү талап кылган кыйла жөнөкөй ыкма. Андан кийин, осмийдин мисалын колдонуп, бул ыкма кантип колдонуларын көрсөтөбүз.
Сейрек кездешүүчү металл осмийинин тыгыздыгы
Албиздин планетада изи өлчөмдө табылган. Көбүнчө иридий жана платина менен эритмелер түрүндө, ошондой эле оксиддер түрүндө кездешет. Осмийде a=2,7343 жана c=4,32 ангстром параметрлери бар hcp торчосу бар. Бир атомдун орточо массасы m=190,23 amu
Жогорудагы сандар ρ маанисин аныктоо үчүн жетиштүү. Бул үчүн, тыгыздыктын баштапкы формуласын колдонуңуз жана бир алты бурчтуу призмада алты атом бар экенин эске алыңыз. Натыйжада, биз жумушчу формулага келдик:
ρ=4м/(√3a2c).
Жогоруда жазылган цифраларды алмаштырып, алардын өлчөмдөрүн эске алып, натыйжага келебиз: ρ=22 579 кг/м3.
Ошентип, сейрек кездешүүчү металлдын тыгыздыгы 22,58 г/см3, бул эксперименталдык түрдө өлчөнгөн таблицадагы мааниге барабар.
