Для чего нам нужны металлы? Возможна ли жизнь без них? Что будет с нами если металлов не станет? Эти вопросы на первый взгляд кажутся простыми и не глобальными. А ведь без металлов наша цивилизация не сможет существовать. Сельское хозяйство функционирует и развивается (появляются новые технологии) благодаря металлам, также и вся промышленность основана на металлах. Человечество научилось добывать из недр земли руду и превращать ее в металлы. На сегодняшний день регулярно на свет появляются новые и новые экспериментальные сплавы, позволяющие нам двигаться вперед к развитию новых технологий.
О металлах пишут научные работы, ведут конференции. Ученые изучают новые сплавы и соединения. Великий русский ученый М.В. Ломоносов писал в своих трудах: «Металлом называется светлое тело, которое ковать можно. Таких тел находим только шесть: золото, серебро, медь, олово, железо и свинец. Разделяются на высокие и простые металлы; которое разнство в том состоит, что высоких одним огнем без помощи других материй в пепел сожечь не можно, а напротив того простые чрез едину онаго силу в пепел обращаются.» источник ПЕРВЫЕ ОСНОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИИ, ИЛИ РУДНЫХ ДЕЛ В САНКТ ПЕТЕРБУРГЕ печатаны при Императорской Академии наук 1763 года
«Само слово металл в нашу речь пришло со времен Петра I, позаимствовали у Германии Меtаll (минерал, руда), а в Германию слово пришло от латинского metallum, что в переводе означало: «копь, жила, шахта, рудник».
Как сказал великий М.В. Ломоносов, самые известными из металлов, являются золото, серебро, ртуть, медь и железо. Даже об этих металлах, нам еще далеко не все известно, природа всегда не перестает нас удивлять. А сколько металлов открыли с 1763г. Из 118 элементов, 82 считаются металлами. Каждый из которых уникален, имея свои индивидуальные особенности. Металлы, которые легче воды, металлы у которых есть память, радиоактивные металлы и многие другие сплавы и металлы вошли в нашу жизнь. Человечество научилось работать и управлять ими. Одним способом получения новых свойств является смешение различных металлов в сплавы, а также в сплавы легируют (добавляют) неметаллические элементы. Что в свою очередь открывает новые возможности. Далее подобраны интересные и необычные факты о металлах, исторические события, связанные с открытием или использованием металлов.
Миф или реальность
Металл с эффектом памяти. О чем он думает? Что означает этот эффект?
Эффект памяти по-другому принято назвать «эффект памяти формы». Дело в том, что при нагреве металла, изделие деформируют, а когда оно охлаждается, то принимает первоначальную форму. Это свойство обусловлено структурой материала, которая позволяет средним слоям материала не менять формы при деформации и возвращать первоначальный вид после прекращения теплового воздействия. Ученые понимают механизм этого необычного явления, но объяснить его происхождение «свойства памяти веществ» пока не могут.
Плывучий металл. Могут ли металлы быть легче воды?
Литий — (Li, лат. lithium) — химический элемент первой группы, второго периода периодической системы с атомным номером 3. Как простое вещество представляет собой мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. Это самый легкий металл в мире, его плотность составляет 0,534 г/см3. если опустить кусочек лития в стакан воды, он останется плавать на поверхности. Для сравнения, литий в 42 раза легче осмия.
Металлы доктора, защитники от вирусов и бактерий.
Серебро – (Ag от лат. Argentum) — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы), пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47. Серебро действительно убивает бактерии, в том числе те, что устойчивы к антибиотикам, доказали американские ученые. Они пронаблюдали за этим процессом на молекулярном уровне и обнаружили, что многого не знали о свойствах драгоценного металла, сообщает Applied and Environmental Microbiology. Но вернемся к истокам истории. Когда наши предки высоких чинов ели столовыми приборами из серебра во время эпидемий. Которая их не касалась или если касалась, то не в самой тяжелой форме, что доказывает, серебро действительно обладает антибактериальным средством. Это называется олигодинамический эффект, и он был открыт в 1893-м году Карлом Вильгельмом фон Нагели.
Сегодня частицы серебра используют в некоторых антибактериальных средствах.
Медь - (Cu от лат. Cuprum) — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода (побочной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком. Медь действительно убивает бактерии. Как выше уже было написано. Олигодинамический эффект. Медь, а также ионы некоторых других металлов оказывают токсическое действие на плесень, споры и вирусы. Исследование показало, что медные детали в больницах убивают микробов очень быстро. Ещё нет точного объяснения тому, как именно медь делает это, однако считается, что медь препятствует метаболизму бактерий, тем самым затрудняет питание, и разрушая ДНК бактерий. Исследование показало, что медь в состоянии убить даже смертельно опасный золотистый стафилококк и кишечную палочку. Так что медные дверные ручки и краны могут быть простым, но чрезвычайно эффективным способом остановить распространение инфекционных заболеваний. Защитить вас и вашу семью от ненужный и опасных вирусов и бактерий в доме.
Латунь— двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова (меньшим, чем цинка, иначе получится традиционная оловянная бронза), никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится. Латунь (сплав меди с цинком) хорошо и быстро самоочищаться, поэтому ручки дверей в общественных местах делают именно из него, т.к. несмотря на большое количество бактерий, сплав способен быстро их ликвидировать.
Тантал - активно используется в технологиях протезирования, потому что он не отторгается иммунной системой человека.
Металлы, которые нанесли урон человеку.
Прежде чем описывать металлы-убийцы, обращаю ваше внимание на то, что металлы сами по себе не убивают. Убивают люди, которые по незнанию (металл плохо изучен) или намеренно используют данные металлы в своей деятельности для нанесения ущерба.
Ра́дий — элемент 2-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы второй группы), седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 88. Обозначается символом Ra (лат. Radium). Простое вещество радий — блестящий металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Относится к щёлочноземельным металлам, обладает высокой химической активностью. Радиоактивен; наиболее устойчив нуклид 226Ra (период полураспада около 1600 лет).В начале 20-х гг произошла страшная трагическая история. на одном из заводов по изготовлению часов. Сотрудницы цеха рисовали радием штрихи на циферблате, делалось все обычной беличьей кисточкой, которую для удобства нанесения, девушки периодически облизывали. Радий довольно привлекательный металл и женщины стали даже красить им ногти. Со временем у девушек стали выпадать волосы, появились проблемы со здоровьем, незначительные ушибы приводили к переломам костей, некоторые сотрудницы умирали от отравления. Всего было задействовано в работе около 4070 девушек. Когда стало понятно, что это связано с радием, на завод посыпались иски. Здесь основным фактором, который сыграл в пользу пострадавших стало то, что руководство завода в цехах появлялось только в защитных костюмах, откуда стало понятно, что о радиоактивном свойстве металла было известно.
Олово (химический символ — Sn; лат. Stannum) — элемент 4-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы IV группы), пятого периода, с атомным номером 50[5]. Относится к группе лёгких металлов. При нормальных условиях простое вещество олово — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Дело в том, что при температуре ниже +13 градусов олово начинает менять свои свойства, и чем холоднее, тем оно активнее крошится. С этим связан трагический случай. Из-за этого погибла арктическая экспедиция — баки с топливом были запаяны оловом, оно раскрошилось, и топливо вытекло наружу.
Ртуть — это тоже металл, но она тает уже при чуть более чем -39 градусов. Вдыхание её паров, кстати, смертельно опасно. А также ртуть запрещено провозить в самолётах, причиной тому является, то, что ртуть разъедает оксид алюминия, то есть его защитную плёнку— если она прольётся, то вполне сможет разъесть алюминиевый корпус летательного аппарата.
P.S. а знали ли вы?
- Золотая медаль вовсе не золотая. Знали ли вы это? Золотые медали Олимпийских игр изготавливаются из серебра и покрываются тонким слоем золотом, которого там всего около 1%.
Самый распространенный металл и самый редкий.
- Алюминий — самый распространённый на Земле металл. На его долю приходится более 8,5% всей земной коры.
- Самым редким и дорогим металлом в мире является калифорний. Его можно создать только очень дорогостоящим искусственным путём, и в начале 21-го века учёным удалось создать лишь 10 грамм калифорния.
- Металл- тает как шоколад в руке. Миф? А вот нет. Галлий — его температура плавления чуть менее +30 градусов, поэтому сделанный из этого металла слиток начинает таять стоит взять его в руку.
- Металл, который расплавить практически невозможно. И такое бывает. Этот металл называется— вольфрам. Чтобы его расплавить, потребуется температура в +3420 градусов. Для сравнения, температура поверхности Солнца — 6000 градусов.
- Титан — это самый прочный в мире металл.
- Железо дороже золота. Миф? А вот нет. Когда -то наши предки ценили железо дороже золота и серебра. Дело в том, что из железа изготавливали оружие и доспехи, намного превосходящие по своим свойствам медные и бронзовые.
- Нежнее золото, может быть только золото. Во всех ювелирных изделиях золото используется только в сплаве с другими металлами, потому что само по себе оно настолько податливо, что его можно поцарапать даже ногтем.
- Более половины всего золота мира было добыто на территории ЮАР.
- Каждый час из земных недр извлекается больше железа, чем было добыта золота за всю историю.
- А знали ли вы, что многие из нас хоть раз в жизни ели императорскими столовыми приборами? Во временна правления французского императора Наполеона III самым почётным гостям подавались столовые приборы из алюминия, редкого и на тот момент очень дорогого металла. Остальным приходилось довольствоваться посудой из золота и серебра.
- Наличие металлов в коре планеты напрямую влияет на её плотность, массу и, как следствие, ускорение свободного падения на её поверхности. К примеру, на поверхности более крупной, но лишённой металлов планеты сила тяжести будет ниже, чем на Земле
