Metāli

Metālu līdzības (metālu īpašības)

Lielākā daļa metālu ir cieti, spīdīgi, tie ir smagi un kūst tikai tad, kad tos uzkarsē ļoti augstā temperatūrā. Metāla gabaliņi izdod zvanam līdzīgu skaņu, kad tiem trāpa ar kaut ko smagu (tie ir skanīgi). Siltums un elektrība var viegli plūst cauri metālam (tas ir vadošs). Metāla gabalu var sasmalcināt plānā loksnē (tas ir plastisks) vai izvilkt plānās stieplēs (tas ir lokans). Metālu ir grūti izvilkt (tam ir liela stiepes izturība) vai sagraut (tam ir liela spiedes izturība). Ja uzspiedīsiet uz gara, plāna metāla gabala, tas salieksies, nevis salūzīs (tas ir elastīgs). Izņemot cēziju, varu un zeltu, metāliem ir neitrāla, sudrabaina krāsa.

Ne visiem metāliem piemīt šīs īpašības. Piemēram, dzīvsudrabs istabas temperatūrā ir šķidrs, svins ir ļoti mīksts, un siltums un elektrība cauri dzelzij neizplūst tik labi kā cauri varam.

Metālu izmantošana

Metāli ir ļoti noderīgi cilvēkiem. Tos izmanto darbarīku izgatavošanai, jo tie ir izturīgi un viegli veidojami. Dzelzs un tērauds ir izmantoti tiltu, ēku vai kuģu izgatavošanai.

Dažus metālus izmanto, lai izgatavotu tādus priekšmetus kā monētas, jo tie ir cieti un ātri nenodilst. Piemēram, varš (kas ir spīdīgs un sarkanā krāsā), alumīnijs (kas ir spīdīgs un balts), zelts (kas ir dzeltens un spīdīgs), sudrabs un niķelis (arī balti un spīdīgi).

Dažus metālus, piemēram, tēraudu, var padarīt asus un saglabāt asumu, tāpēc no tiem var izgatavot nažus, cirvjus vai žiletes.

Dārgmetālu izgatavošanā bieži izmanto retus metālus ar augstu vērtību, piemēram, zeltu, sudrabu un platīnu. Metālus izmanto arī stiprinājumu un skrūvju izgatavošanai. Katli, ko izmanto ēdiena gatavošanai, var būt izgatavoti no vara, alumīnija, tērauda vai dzelzs. Svins ir ļoti smags un blīvs, un to var izmantot kā balastu laivās, lai tās neapgāztos, vai lai aizsargātu cilvēkus no jonizējošā starojuma.

Tilts Krievijā, kas izgatavots no metāla, iespējams, dzelzs vai tērauda.

Metālu sakausējumi

Daudzas lietas, kas ir izgatavotas no metāliem, patiesībā var būt izgatavotas no vismaz viena metāla maisījuma ar citiem metāliem vai nemetāliem. Šos maisījumus sauc par sakausējumiem. Daži izplatītākie sakausējumi ir šādi:

• Tērauds (dzelzs un ogleklis) (ogleklis nav metāls)
• Misiņš (varš un cinks)
• Bronza (varš un alva)
• Dūralumīnija (alumīnijs un varš)
• Metāls (varš, alva un cinks)

Cilvēki pirmo reizi sāka izgatavot lietas no metāla pirms vairāk nekā 9000 gadiem, kad atklāja, kā iegūt varu no tā []rūdas. Pēc tam viņi iemācījās izgatavot cietāku sakausējumu - bronzu, vara sakausējumam pievienojot alvu. Aptuveni pirms 3000 gadiem viņi atklāja dzelzi. Pievienojot dzelzij nelielu daudzumu oglekļa, viņi atklāja, ka var izgatavot īpaši noderīgu sakausējumu - tēraudu.

Metāli ķīmijā

Ķīmijā ar terminu metāls apzīmē ķīmisko elementu grupu, kam piemīt noteiktas īpašības. Metālu atomi viegli zaudē elektronu un kļūst par pozitīviem joniem jeb katjoniem. Šādā veidā metāli nav tādi paši kā pārējie divi elementu veidi - nemetāli un metaloīdi. Lielākā daļa periodiskās tabulas elementu ir metāli.

Periodiskajā tabulā varam novilkt līkloču līniju no elementa bora (simbols B) līdz elementam polonijam (simbols Po). Elementi, caur kuriem iet šī līnija, ir metaloīdi. Elementi, kas atrodas virs un pa labi no šīs līnijas, ir nemetāli. Pārējie elementi ir metāli.

Lielākā daļa metālu īpašību ir saistītas ar to, ka metālu atomi savus elektronus netur ļoti cieši. Katru atomu no pārējiem atdala plāns valences elektronu slānis.

Tomēr daži metāli ir atšķirīgi. Piemēram, metāls nātrijs. Tas ir mīksts, kūst zemā temperatūrā un ir tik viegls, ka peld uz ūdens. Tomēr cilvēkiem nevajadzētu to izmēģināt, jo nātrijs piemīt vēl viena īpašība - tas eksplodē, saskaroties ar ūdeni.

Lielākā daļa metālu ir ķīmiski stabili un viegli nereaģē, bet daži reaģē. Reaktīvie metāli ir sārmu metāli, piemēram, nātrijs (simbols Na), un sārmu zemes metāli, piemēram, kalcijs (simbols Ca). Kad metāli reaģē, tie bieži reaģē ar skābekli. Metālu oksīdi ir bāziski. Nemetālu oksīdi ir skābi.

Savienojumi, kuros metālu atomi ir savienoti ar citiem atomiem, veidojot molekulas, iespējams, ir visizplatītākās vielas uz Zemes. Piemēram, sāls ir nātrija savienojums.

Metāli vēsturē

Tiek uzskatīts, ka metālu lietošana ir tas, kas cilvēkus atšķir no dzīvniekiem. Pirms metālu izmantošanas cilvēki darbarīkus izgatavoja no akmeņiem, koka un dzīvnieku kauliem. To tagad sauc par akmens laikmetu.

Neviens nezina, kad tika atrasts un izmantots pirmais metāls. Iespējams, ka tas bija tā dēvētais vietējais varš, ko dažkārt atrod lielos gabalos uz zemes. Cilvēki iemācījās no tā izgatavot vara darbarīkus un citas lietas, lai gan metāls ir diezgan mīksts. Viņi iemācījās kausēt, lai iegūtu varu no parastām rūdām. Kad varš tika kausēts ugunī, cilvēki iemācījās izgatavot sakausējumu, ko sauc par bronzu, kas ir daudz cietāks un izturīgāks par varu. No bronzas izgatavoja nažus un ieročus. Šo laiku cilvēces vēsturē pēc aptuveni 3300. gada p. m. ē. bieži dēvē par bronzas laikmetu, t. i., bronzas darbarīku un ieroču laiku.

Ap 1200. gadu pirms mūsu ēras daži cilvēki iemācījās izgatavot dzelzs darbarīkus un ieročus. Tie bija vēl cietāki un izturīgāki par bronzu, un tas bija priekšrocība karā. Dzelzs darbarīku un ieroču laiku tagad sauc par dzelzs laikmetu . Metāliem ir bijusi ļoti liela nozīme cilvēces vēsturē un civilizācijā. Dzelzs un tērauds bija svarīgi mašīnu izgatavošanā. Zeltu un sudrabu izmantoja kā naudu, lai cilvēki varētu tirgoties, t. i., apmainīties ar precēm un pakalpojumiem lielos attālumos.

Tīra vara gabals, kas atrasts kā dzīvais varš

Metāli astronomijā

Astronomijā metāls ir jebkurš elements, kas nav ūdeņradis vai hēlijs. Tas ir tāpēc, ka šie divi elementi (un dažreiz litijs) ir vienīgie, kas veidojas ārpus zvaigznēm. Spektrometrs debesīs var saskatīt metālu pazīmes un parādīt astronomam, kādi metāli ir zvaigznēs.

Saistītās lapas

• Metalurģija
• Nauda
• Kalnrūpniecība
• Zelta drudzis
• Vēsture