Մետաղները նյութերի տեսակ են, որոնք օգտագործվել են մարդու կողմից հնագույն ժամանակներից: Նյութերի այս խումբը շատ է, բայց դրանք բոլորն ունեն ընդհանուր ֆիզիկական բնութագրեր, որոնք սովորաբար կոչվում են մետաղական հատկություններ։
Դրանց մեջ կարծրությունը սովորական է, բայց ոչ որոշիչ: Ավելի կոնկրետ են մյուսները, որոնց տիրապետում է ամենափափուկ մետաղը: Այս հատկությունները որոշվում են մոլեկուլային մակարդակում դրանց կառուցվածքի առանձնահատկություններով։
Մետաղների հատկությունները
Երկաթը և դրա համաձուլվածքները (պողպատ, չուգուն), պղինձ, ալյումին… Այս նյութերի օգտագործումը բեկումնային է գիտական և տեխնոլոգիական առաջընթացում քաղաքակրթության զարգացման տարբեր փուլերում: Այս մետաղներից յուրաքանչյուրն ունի առանձնահատկություններ, որոնք տալիս են նրան յուրահատուկ գործնական արժեք: Նրանց համար ընդհանուր հատկանիշներն են բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությունը, պլաստիկությունը՝ դեֆորմացիայի ժամանակ ամբողջականությունը պահպանելու ունակությունը, մետաղական փայլը։
Դամասկոսի շեղբը, որը կտրում է երկաթե զրահը և ամենափափուկ մետաղը, որի վրա հետքեր են մնում ամենափոքր հարվածից, ունեն նման ներքին կառուցվածք։ Այն հիմնված է բյուրեղային ցանցի վրա, որի հանգույցներում ատոմներն ենդրական և չեզոք լիցք, որոնց միջև կա «էլեկտրոն գազ»՝ մասնիկներ, որոնք դուրս են եկել ատոմների արտաքին թաղանթներից՝ միջուկի հետ կապի թուլացման պատճառով։ Բյուրեղային ցանցի հանգույցներում տեղակայված դրական իոնների միջև հատուկ մետաղական կապ է իրականացվում «էլեկտրոն գազի» մեջ առաջացող գրավիչ ուժերի շնորհիվ։ Մետաղի կարծրությունը, խտությունը, հալման կետը կախված են այս «գազի» կոնցենտրացիայից։
Գնահատման չափանիշներ
Այն հարցի պատասխանը, թե որ մետաղն է ամենափափուկը, միշտ կլինի քննարկման առարկա, եթե գնահատման չափանիշները համաձայնեցված չլինեն և չսահմանվի փափկություն հասկացությունը։ Տարբեր ոլորտների մասնագետների համար նյութի այս հատկանիշի մասին կարծիքը տարբեր կլինի: Մետաղագործը կարող է հասկանալ փափկությունը որպես ճկունության բարձրացում, հղկող նյութերից դեֆորմացիա ընդունելու միտում և այլն:
Նյութերագետների համար կարևոր է, որ կարողանան օբյեկտիվորեն համեմատել նյութերի տարբեր բնութագրերը: Փափկությունը պետք է ունենա նաև գնահատման ընդհանուր ընդունված չափանիշներ: Աշխարհի ամենափափուկ մետաղը պետք է ունենա իր «ռեկորդային» բնութագրերը հաստատող ընդհանուր ճանաչված ցուցանիշներ։ Կան մի քանի մեթոդներ, որոնց նպատակն է չափել տարբեր նյութերի փափկությունը:
Չափման մեթոդներ
Կարծրության չափման հավաստագրված մեթոդների մեծ մասը հիմնված է փորձարկվող նյութի հետ շփման գործողության վրա, որը չափվում է ճշգրիտ գործիքներով, ավելի կոշտ մարմնից, որը կոչվում է ներդիր: Կախված ներդիրի տեսակից և չափման մեթոդներից, կան մի քանի հիմնականմեթոդներ՝
- Բրինելի մեթոդ: Որոշվում է այն դրոշմի տրամագիծը, որը թողնում է մետաղական գնդակը, երբ սեղմվում է փորձարկվող նյութի մակերեսին:
- Ռոքվելի մեթոդ: Չափվում է գնդիկի կամ ադամանդե կոնի մակերեսի խորությունը:
- Վիկերսի մեթոդ: Որոշված է ադամանդե քառանիստ բուրգի թողած հետքի մակերեսը։
- Ափի կարծրություն: Գոյություն ունեն կշեռքներ շատ կոշտ և շատ փափուկ նյութերի համար. չափվում է հատուկ ասեղի ընկղմման խորությունը կամ հատուկ հարվածողի մակերևույթից հետընթացի բարձրությունը:
Mohs կարծրության սանդղակ
Օգտակար հանածոների և մետաղների հարաբերական կարծրության որոշման սանդղակը առաջարկվել է 19-րդ դարի սկզբին գերմանացի Ֆրիդրիխ Մուսի կողմից։ Այն հիմնված է քերծվածքի մեթոդի վրա, որտեղ ավելի կոշտ նմուշը հետք է թողնում ավելի փափուկի վրա և շատ հարմար է պարզելու, թե որ մետաղն է ամենափափուկը։ 10 ռեֆերենսային միներալների առնչությամբ, որոնց նշանակվում է պայմանական կարծրության ինդեքս, փորձարկվող նյութի համար որոշվում է տեղ կշեռքի մեջ և թվային ինդեքս։ Ամենափափուկ հղումային հանքանյութը տալկն է: Այն ունի 1 Մոհսի կարծրություն, իսկ ամենադժվարը՝ ադամանդը, 10 է։
Մոհսի սանդղակի վրա կարծրության գնահատումը հիմնված է «ավելի մեղմ - ավելի կոշտ» սկզբունքի վրա: Կարելի է ճշգրիտ որոշել, թե քանի անգամ է, օրինակ, ալյումինը, որն ունի Mohs սանդղակի 2,75 ինդեքս, ավելի փափուկ, քան վոլֆրամը (6,0), միայն այլ մեթոդների վրա հիմնված չափումների արդյունքներով: Սակայն պարբերական աղյուսակում ամենափափուկ մետաղը որոշելու համար այս աղյուսակը բավական է։
Ամենափափուկը ալկալիական մետաղներն են
Մոհսի հանքաբանական սանդղակից երևում է, որ ամենափափուկը ալկալիական մետաղների հետ կապված նյութերն են։ Նույնիսկ ջերմաչափի հեղուկից շատերին ծանոթ սնդիկը ունի 1,5 կարծրության ինդեքս: Նրանից ավելի մեղմ են ֆիզիկական, մեխանիկական և քիմիական նույնական հատկություններով մի քանի նյութեր՝ լիթիում (0,6 Մոհսի սանդղակով), նատրիում (0,5), կալիում: (0, 4), ռուբիդիում (0, 3): Ամենափափուկ մետաղը ցեզիումն է, որն ունի 0,2 Մոհսի կարծրության սանդղակ։
Ալկալիական մետաղների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները որոշվում են դրանց էլեկտրոնային կազմաձևով: Այն միայն մի փոքր է տարբերվում իներտ գազերի կառուցվածքից։ Արտաքին էներգիայի մակարդակի վրա տեղակայված էլեկտրոնն ունի շարժունակություն, որը որոշում է բարձր քիմիական ակտիվությունը։ Ամենափափուկ մետաղները բնութագրվում են հատուկ անկայունությամբ, դրանք դժվար է արդյունահանել և պահպանել անփոփոխ: Նրանք ունեն դաժան քիմիական փոխազդեցություն օդի, ջրի, թթվածնի հետ։
հատ 55
«Ցեզիում» անվանումը գալիս է լատիներեն caesius - «երկնային կապույտ» բառից. շատ տաք նյութի արտանետվող սպեկտրում ինֆրակարմիր տիրույթում տեսանելի են երկու վառ կապույտ գծեր: Իր մաքուր տեսքով այն լավ է արտացոլում լույսը, կարծես թե բաց ոսկեգույն է և ունի արծաթադեղին գույն։ Ցեզիումը աշխարհի ամենափափուկ մետաղն է՝ Բրինելի կարծրության ինդեքսով 0,15 MN/m2 (0,015 կգ/սմ2): Հալման ջերմաստիճանը՝ +28,5°C, ուստի նորմալ պայմաններում, սենյակային ջերմաստիճանում ցեզիումը կիսահեղուկ վիճակում է։
Հազվադեպ էթանկարժեք և չափազանց ռեակտիվ մետաղ: Էլեկտրոնիկայի, ռադիոտեխնիկայի և բարձր տեխնոլոգիական քիմիական արդյունաբերության մեջ ավելի ու ավելի են օգտագործվում ցեզիումը և դրա վրա հիմնված համաձուլվածքները, և դրա կարիքն անընդհատ աճում է: Նրա քիմիական ակտիվությունը, ամենաբարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ միացություններ առաջացնելու ունակությունը պահանջարկ ունեն։ Ցեզիումը կարևոր բաղադրիչ է հատուկ օպտիկական սարքերի, յուրահատուկ հատկություններով լամպերի և բարձր տեխնոլոգիական այլ արտադրանքների արտադրության մեջ։ Միևնույն ժամանակ, փափկությունը նրա ամենապահանջված որակը չէ:
