Ang Density ay isang mahalagang pisikal na dami para sa anumang pinagsama-samang estado ng matter. Sa artikulong ito, isasaalang-alang namin ang tanong kung ano ang density ng mga metal, magbibigay kami ng talahanayan ng parameter na ito para sa mga elemento ng kemikal at pag-uusapan ang tungkol sa pinakamakapal na metal sa Earth.
Anong pisikal na katangian ang pinag-uusapan natin?
Ang Density ay isang value na nagpapakilala sa dami ng substance sa isang kilalang volume. Ayon sa kahulugang ito, maaari itong kalkulahin sa matematika tulad ng sumusunod:
ρ=m/V.
Italaga ang halagang ito gamit ang letrang Griyego na ρ (ro).
Ang Density ay isang unibersal na katangian dahil magagamit ito upang ihambing ang iba't ibang materyales. Ang katotohanang ito ay maaaring gamitin upang makilala ang mga ito, na kung ano ang ginawa ng pilosopong Griyego na si Archimedes, ayon sa alamat (nakagawa siya ng isang pekeng gintong korona sa pamamagitan ng pagsukat ng halaga ng ρ para dito).
Ang parameter na ito para sa isang partikular na materyal ay nakadepende sa dalawang pangunahing salik:
- mula sa masa ng mga atomo at molekula na bumubuo sa sangkap;
- mula sa average na interatomic at intermolecular na distansya.
Halimbawa, ang alinman sa mga transisyon na metal (ginto, bakal, vanadium, tungsten) ay may mas mataas na densidad kaysa sa anumang materyal na carbon, dahil ang mass ng huli na atom ay sampung beses na mas mababa. Isa pang halimbawa. Ang graphite at brilyante ay dalawang istruktura ng carbon. Ang pangalawa ay mas siksik, dahil ang mga interatomic na distansya sa sala-sala nito ay mas maliit.
Density of metal
Ito ang pinakamalaking pangkat sa periodic table ni Mendeleev. Ang metal ay anumang substance na may mataas na thermal at electrical conductivity, isang katangiang kinang sa ibabaw kapag ito ay pinakintab, at ang kakayahang sumailalim sa plastic deformation.
Ang naturang kemikal na elemento ay may mababang electronegativity kumpara sa mga substance gaya ng nitrogen, oxygen at carbon. Ang katotohanang ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga atomo ng metal sa mga bulk na istruktura ay bumubuo ng isang metal na bono sa bawat isa. Isa itong electrical interaction sa pagitan ng mga ionic base na may positibong charge at negatibong electron gas.
Ang mga metal na atom sa kalawakan ay nakaayos sa anyo ng isang nakaayos na istraktura, na tinatawag na isang kristal na sala-sala. May tatlong uri lang:
- kubiko;
- BCC (body centered cubic);
- HCP (hexagonal close-packed);
- FCC (face-centered cubic).
Ang density ng mga metal ay isang pisikal na dami na nakadepende sa uri ng crystal lattice. Nasa ibaba ang isang talahanayan ng parameter na ito para sa lahat ng elemento ng kemikal sa g / cm3, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nasasolid state.
Mula sa talahanayan, sumusunod na ang density ng mga metal ay isang halaga na nag-iiba sa isang malawak na hanay. Kaya, ang pinakamahina ay lithium, na, na may parehong mga volume, ay dalawang beses na mas magaan kaysa sa tubig. Ang density ng bihirang metal osmium ay ang pinakamataas sa kalikasan. Ito ay 22.59g/cm3.
Paano mo mahahanap ang halaga?
Ang density ng mga metal ay isang katangian na maaaring tukuyin sa dalawang pangunahing magkaibang paraan:
- eksperimento;
- teoretikal.
Ang mga pang-eksperimentong paraan ay ang mga sumusunod:
- Mga direktang sukat ng timbang at volume ng katawan. Ang huli ay madaling kalkulahin kung ang mga geometric na parameter ng katawan ay kilala, at ang hugis nito ay perpekto, halimbawa, isang prisma, isang pyramid o isang bola.
- Mga pagsukat ng hydrostatic. Sa kasong ito, ginagamit ang mga espesyal na kaliskis, na imbento ni Galileo noong ika-16 na siglo. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay medyo simple: una, ang isang katawan ng hindi kilalang density ay tinimbang sa hangin, at pagkatapos ay sa isang likido (tubig). Pagkatapos nito, kinakalkula ang kinakailangang halaga gamit ang isang simpleng formula.
Tulad ng para sa teoretikal na pamamaraan para sa pagtukoy ng density ng mga metal, ito ay isang medyo simpleng paraan na nangangailangan ng kaalaman sa uri ng kristal na sala-sala, ang interatomic na distansya sa loob nito at ang masa ng atom. Susunod, gamit ang halimbawa ng osmium, ipapakita namin kung paano ginagamit ang paraang ito.
Density ng rare metal osmium
Siyamatatagpuan sa mga bakas na halaga sa ating planeta. Kadalasan ito ay matatagpuan sa anyo ng mga haluang metal na may iridium at platinum, pati na rin sa anyo ng mga oxide. Ang Osmium ay may hcp lattice na may mga parameter na a=2.7343 at c=4.32 angstrom. Ang average na masa ng isang atom ay m=190.23 amu
Ang mga numero sa itaas ay sapat na upang matukoy ang halaga ng ρ. Upang gawin ito, gamitin ang orihinal na formula para sa density at isaalang-alang na ang isang hexagonal prism ay naglalaman ng anim na atoms. Bilang resulta, nakarating tayo sa gumaganang formula:
ρ=4m/(√3a2c).
Pinapalitan ang mga figure na nakasulat sa itaas at isinasaalang-alang ang kanilang mga sukat, dumating tayo sa resulta: ρ=22 579 kg/m3.
Kaya, ang densidad ng isang bihirang metal ay 22.58 g/cm3, na katumbas ng nasusukat sa eksperimentong halaga ng talahanayan.
