Металдардын тыгыздыгы кг/м3: таблица. Тыгыздыкты эксперименталдык жана теориялык жактан аныктоо

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 17:51

Металдар Д. И. Менделеевдин мезгилдик системасынын көпчүлүк бөлүгүн түзгөн химиялык элементтер. Бул макалада биз тыгыздык сыяктуу маанилүү физикалык касиетти карап чыгабыз, ошондой эле кг / м3 менен металлдардын тыгыздыгынын таблицасын беребиз.

Заттын тыгыздыгы

Кг/м3 менен металлдардын тыгыздыгы менен таанышуудан мурун физикалык чоңдуктун өзү менен таанышып алалы. Тыгыздык – бул m дененин массасынын мейкиндиктеги V көлөмүнө болгон катышы, аны математикалык түрдө төмөнкүчө жазууга болот:

ρ=m / V

Изилденип жаткан маани адатта грек алфавитинин ρ (ro) тамгасы менен белгиленет.

Дененин ар кайсы бөлүктөрүнүн массасы ар кандай болсо, анда жазылган формуланы колдонуп, орточо тыгыздыкты аныктай аласыз. Бул учурда жергиликтүү тыгыздык орточо көрсөткүчтөн олуттуу айырмаланышы мүмкүн.

Формуладан көрүнүп тургандай, ρ мааниси SI системасында kg/m3 менен туюнтулган. Ал анын көлөмүнүн бирдигине жайгаштырылган заттын көлөмүн мүнөздөйт. Бул өзгөчөлүк көп учурларда заттардын өзгөчөлүгү болуп саналат. Ошентип, ар кандай металлдар үчүн тыгыздыгы кг / м3башкача, аларды аныктоого мүмкүндүк берет.

Металдар жана алардын тыгыздыгы

Металл материалдар бөлмө температурасында жана атмосфералык басымда катуу заттар болуп саналат (сырап гана өзгөчө). Алар жогорку пластикалык, электрдик жана жылуулук өткөрүмдүүлүккө ээ жана бетинин жылмаланган абалында мүнөздүү жылтыракка ээ. Металдардын көптөгөн касиеттери оң иондук өзөктөр түйүндөрдө отуруп, бири-бири менен терс электрон газынын жардамы менен туташтырылган иреттүү кристалл тордун болушу менен байланышкан.

Металлдардын тыгыздыгына келсек, ал ар түрдүү. Ошентип, эң аз тыгыз щелочтук жеңил металлдар, мисалы, литий, калий же натрий. Мисалы, литийдин тыгыздыгы 534 кг/м3, бул суунун дээрлик жарымына барабар. Бул литий, калий жана натрий плиталары сууга чөгүп кетпейт дегенди билдирет. Ал эми рений, осмий, иридий, платина жана алтын сыяктуу өткөөл металлдардын тыгыздыгы суунун ρ ден 20 же андан көп эсе чоң.

Төмөндөгү таблица металлдардын тыгыздыгын көрсөтөт. Бардык маанилер г/см³ менен бөлмө температурасына тиешелүү. Эгер бул маанилер 1000ге көбөйтүлсө, анда биз кг/м^{3 менен ρ алабыз.}

Эмне үчүн жогорку тыгыздыктагы металлдар жана төмөн тыгыздыктагы металлдар бар? Чындыгында, ар бир конкреттүү учур үчүн ρ мааниси эки негизги менен аныкталатфакторлор:

1. Металлдын кристалл торунун өзгөчөлүгү. Эгерде бул тордо эң тыгыз пакетте атомдор болсо, анда анын макроскопиялык тыгыздыгы жогору болот. FCC жана hcp торлору эң жыш таңгактарга ээ.
2. Металл атомунун физикалык касиеттери. Анын массасы канчалык чоң жана радиусу кичине болсо, ρ ошончолук жогору болот. Бул фактор эмне үчүн жогорку тыгыздыктагы металлдар мезгилдик таблицада көп сандагы химиялык элементтер экенин түшүндүрөт.

Тыгыздыкты эксперименталдык аныктоо

Бизде белгисиз металл бар дейли. Анын тыгыздыгын кантип аныктоого болот? ρ формуласын эстеп, биз берилген суроого жооп алабыз. Металлдын тыгыздыгын аныктоо үчүн аны каалаган таразага тартып, көлөмүн өлчөө жетиштүү. Андан кийин туура бирдиктерди колдонууну унутпай, биринчи маани экинчиге бөлүнүшү керек.

Дененин геометриялык формасы татаал болсо, анда анын көлөмүн өлчөө оңой болбойт. Мындай учурларда Архимед мыйзамын колдонсоңуз болот, анткени денени сууга батырганда жылыган суюктуктун көлөмү өлчөнгөн көлөмгө так барабар болот.

16-кылымдын аягында Галилео тарабынан ойлоп табылган гидростатикалык салмактар ыкмасы да Архимед мыйзамын колдонууга негизделген. Методдун маңызы – дененин салмагын абада, анан суюктукта өлчөө. Эгерде биринчи маани P₀, ал эми экинчиси P_{1 менен белгиленсе, анда кг/м3 менен металлдын тыгыздыгы төмөндөгүлөрдү колдонуу менен эсептелет. формула:}

ρ=P₀ ρ_l / (P₀ - P 1₎

Бул жерде ρ_{l суюктуктун тыгыздыгы.}

Тыгыздыктын теориялык аныктамасы

Жогорудагы химиялык элементтердин тыгыздык таблицасында теориялык тыгыздыгы берилген металлдар кызыл түс менен белгиленген. Бул элементтер радиоактивдүү жана алар аз өлчөмдө жасалма жол менен алынган. Бул факторлор алардын тыгыздыгын так өлчөөнү кыйындатат. Бирок, ρ маанисин ийгиликтүү эсептөөгө болот.

Тыгыздыкты теориялык аныктоонун ыкмасы абдан жөнөкөй. Бул үчүн сиз бир атомдун массасын, элементардык кристалл торчодогу атомдордун санын жана бул тордун түрүн билишиңиз керек.

Мисалы, темир үчүн эсепти алалы. Анын атомунун массасы 55,847 аму. Бөлмө шартында темир 2,866 ангстром параметри менен bcc торчосуна ээ. Бир элементардык bcc кубунда эки атом бар болгондуктан, биз төмөнкүнү алабыз:

ρ=255, 8471, 6610^-27 / (2, 866³ 10 -30^{)=7,876 кг/м}3

Эгер бул маанини биринчи таблица менен салыштырсак, алар үчүнчү ондук бөлүктө гана айырмаланарын көрөбүз.