- Millised on metallide füüsikalised omadused?
- Millised sidemed esinevad metalliaatomite vahel?
Metallide omadused igapäevaelus
Äikesetorm on suvel Eestis üsna tavaline ilmastikunähtus. Välk on suure energiaga elektriline nähtus, mis võib palju kahju tekitada. Tihti varjume äikese eest majja, ent ka maja peab olema pikse eest kaitstud. Selleks paigaldatakse ehitiste katustele metallist piksevardad: metall on väga hea elektrijuht ning sellega saab välgulöögi ohutult maasse juhtida.
Metalli ehitus ja metalliline side
Metalliliste elementide lihtained on kristallilise ehitusega. Aatomid asuvad kristallis korrapäraselt ja tihedalt üksteise kõrval nagu pingpongipallid karbis: metalliaatomid on üksteisega seotud iseloomuliku keemilise sidemega – metallilise sidemega. Metalliline side tekib kõigi metalliaatomite väliskihi elektronide abil. Metalliaatomite tuumad seovad väliskihi elektrone suhteliselt nõrgalt ning elektronid saavad liikuda aatomilt aatomile. Väliskihi elektronid liiguvad väga kiiresti ja muutuvad kõigile aatomitele ühiseks, moodustades nii-öelda elektronpilve metalliaatomite ümber. Metallilist sidet kirjeldatakse vastasmõjuna metalliaatomite ja elektronpilve vahel.
- seob metalliaatomeid.
- tekib metallis kõikide elektronide liikumisel metalliaatomite ümber.
- tekib nõrgalt seotud väliskihi elektronide liikumisel metalliaatomite ümber.
- on vastasmõju metalliaatomite ja elektronpilve vahel.
Metallid on tugevad ja plastsed
Enamik metalle on tugevad materjalid. Mõnikord võib siiski juhtuda, et midagi kõva, nt külma jäätist süües vääname metallist lusika kõveraks, ent õnneks saame selle õige kuju üpris kergesti taastada.
Samuti on enamik metalle plastsed, seega on neid hea töödelda ja neist erinevaid esemeid ja detaile valmistada. Näiteks tehakse söögiriistu nii puidust, plastist kui ka metallist. Puidust söögiriistad pole kuigi vastupidavad ja kuluvad kergesti. Sulaplasti on küll lihtne sobivasse vormi valada, ent plastist noad-kahvlid ei kannata suurt kuumust ja purunevad kergesti. Metallist vormitud söögiriistad kannatavad kuumust, ei purune ega kulu nii kergesti. Metallid on plastsed ehk hästi vormitavad seetõttu, et metalli kristallis saavad aatomid üksteise suhtes liikuda, ilma et metalliline side katkeks ja kristall puruneks. Metalle saab kergesti vormi valada ja sepistada, väga õhukesteks lehtedeks valtsida ning traadiks tõmmata.
Metallid juhivad elektrit ja soojust
Iga elektriline seade vajab töötamiseks elektrienergiat ja peab seega sisaldama materjale, mis hästi elektrit juhiksid. Ainete ja materjalide elektrijuhtivust saab kirjeldada sellega, kuidas laenguga osakesed ainet läbivad. Metallid on head elektrijuhid, kuna metalliaatomite väliskihi elektronid saavad vabalt liikuda ja moodustavad elektronpilve. Eriti hästi juhivad elektrit hõbe, vask, alumiinium ja kuld. Kui ühendada vasest juhtmega patarei pluss- ja miinuspool, hakkavad elektronid liikuma juhtmes miinuspoolelt plusspoolele. Kui lisada vooluringi elektripirn, põleb see seni, kuni vooluring katkeb või patarei tühjaks saab.
Teame, et head elektrijuhid on enamasti ka head soojusjuhid. Metallide võime juhtida hästi soojust on tingitud metallilisest sidemest ja vabalt liikuvatest elektronidest. Kui metallist lusika üht otsa soojendada, hakkavad aatomid metallikristallis kiiremini võnkuma ja elektronid kiiremini liikuma. Ka plastlusikat soojendades hakkavad aatomid kiiremini võnkuma, kuid elektronid ei saa selles aatomilt aatomile liikuda. Kuuma tee sees on metalllusika saba palju soojem kui plastlusika saba, sest vabalt liikuvad elektronid metallis saavad soojust (osakeste kineetilist energiat) edasi kanda.
Metallid on , seetõttu on neist võimalik valmistada väga erinevaid esemeid. Näiteks tehakse metallist söögiriistu, sest need . Metallelektrit, sest metalliaatomite väliskihi elektronid . Metall on kasoojusjuht. Näiteks läheb vasklusikas kuumas vees kuumaks kui puulusikas.
Miks metallid läigivad?
Metallidele on iseloomulik metalne läige. Kõige paremini peegeldavad valgust hõbe, alumiinium ja tsink. Hea peegeldusvõime põhjuseks on samuti elektronid, mis metallikristallis vabalt liiguvad. Elektronid neelavad pealelangeva valguse ja annavad selle kohe samasugusena tagasi. Meie näeme seda peegeldusena ning saame vaadelda enese kujutist.
Ma tean, et ...
- Metalliline side on keemiline side metallides, mis tekib metalliaatomite ja väliskihi ühiste elektronide vastasmõjul.
- Metallilisest sidemest on tingitud paljud metallidele iseloomulikud omadused: plastsus, elektri- ja soojusjuhtivus, metalne läige.
Küsimused
- Milline on metalliaatomite väliskihi elektronide roll metallilise sideme moodustumisel?
- Nimeta metallidele iseloomulikke füüsikalisi omadusi.
- Millistes rakendustes on metallide iseloomulikud omadused sulle silma jäänud?
