Metali i legure. Tablice gustoće metala i legura

Svaki učenik koji je upoznat s periodnim sustavom zna da količina metala u njemu čini većinu kemijskih elemenata. Jedna od važnih fizičkih karakteristika za njih je gustoća. Razmotrimo ovu vrijednost u članku i dajemo tablicu gustoće metala i legura.

Što je gustoća

Ako uzmete iste količine plastike i čelika, prva će biti puno lakša od druge. Suprotno tome, komad plastike imat će potpuno istu težinu kao i komad čelika ako je po volumenu mnogo veći od njega. Razlog tih razlika je fizička veličina kao što je gustoća. Formula za njegovo izračunavanje je sljedeća:

ρ = m/V.

Ovdje je tjelesna masa, a volumen je njezin volumen. Grčko slovo (Rho) često se koristi za označavanje gustoće. Iz formule proizlazi da su jedinice za mjerenje vrijednosti u SI kilogrami po kubičnom metru (kg / m³). Mogu se koristiti i izvansistemske jedinice, npr³ ili G / L (za tekućine).

Što su metali

Prije što donijeti tablica gustoće metala, objasnimo o kojoj tvari govorimo. Metalni materijali razlikuju se od nemetala po visokoj toplinskoj i električnoj vodljivosti i duktilnosti. To su njihova glavna prepoznatljiva svojstva. Postoje i manja svojstva, poput prisutnosti karakterističnog metalnog sjaja, podatnosti i niske elektronegativnosti za njihove atome.

Svi metali u normalnim uvjetima postoje u čvrstom obliku. Jedina iznimka je živa, za koju je temperatura kristalizacije -39^oC. Čvrsti metal postoji kao kristalna rešetka. Potonji je skup atoma koji su organizirani na određeni geometrijski način u prostoru. Bilo koji čisti (jednokomponentni) metalni materijal postoji u jednoj od tri vrste kristalnih rešetki pod tim uvjetima. To su sljedeće rešetke:

• Kubični fokusiran na lice (FCC).
• Kubični centrirani (BCC).
• Heksagonalno zbijeno (GPU).

Ako se uvjeti (temperatura, tlak) promijene, tada metal može prijeći iz jednog u drugo kristalno stanje. Klasičan primjer je prijelaz željeza BCC u HCC kada temperatura padne ispod 1392^oIli kad poraste iznad 911^oC.

Tablica gustoće metala

Gustoća metala određena je s dva glavna čimbenika:

• Vrsta kristalne rešetke i međuatomske udaljenosti u njoj.
• Masa atoma kemijskog elementa.

Tablica gustoće metala i drugih elemenata dana je u nastavku.

Ovdje su brojevi u g / cm³. Do tablica gustoće metala u kg/ m3 izraženo, potrebno je pomnožiti odgovarajuću vrijednost s 1000. Tablica pokazuje da metali posjeduju vrlo različite gustoće. Mogu biti lakši od vode (natrij, litij, kalij) ili vrlo teški (iridij, osmij, platina, zlato).

Gustoća legura

Legure su višekomponentne tvari, na primjer, čelik je legura željeza i ugljika. Kristalna struktura legura je složenija nego za čiste metale. Za čelik, koji se sastoji od atoma željeza i ugljika, postoji nekoliko mogućnosti za njihov relativni položaj (čvrsta otopina ugljika u BCC ili FCC željezu, stvaranje posebne faze-cementita, stvaranje grafitnih inkluzija i neke druge).

Što se tiče gustoće legura, u mnogim se slučajevima može procijeniti pomoću sljedeće jednostavne formule:

ρ = ∑_im_i/∑_iV_i.

Gdje je broj komponente u leguri. Ako se ovaj izraz primijeni na dvokomponentnu leguru, tada se može dobiti sljedeća formula:

ρ = ρ₁*ρ₂/(ρ₁+x*(ρ₂-ρ₁)).

Gdje je ρ₁ i ρ₂ - gustoće relevantnih komponenti, IAS-maseni udio prve komponente u leguri. Definira se kako slijedi:

x = m₁/(m₁ + m₂).

Tablica gustoće nekih legura u tonama po kubičnom metru dana je u nastavku.

Budući da svaka legura sadrži pretežno jednu komponentu (čelik-željezo, bronca-bakar, nikrom-nikal i tako dalje), nije iznenađujuće da su njihove gustoće blizu odgovarajućih vrijednosti za čiste metale.