Сравнение физических свойств металлов

В предыдущем параграфе мы познакомились с физически­ми свойствами металлов. Физические свойства вещества (электро­про­вод­ность, прочность и твердость, температура плавления или кипения, магнитные свойства и др.) можно определить только с помощью физических методов исследо­ва­ния, в ходе которых вещество остается неизменным и в хи­мические реакции не вступает.

Многие физические свойства металлов, например темпера­ту­ра плавления, плотность и др., варьируются в довольно ши­ро­ких пределах.

Температура плавления металлов

Температура плавления является свойством, которое в значи­тельной мере определяет возможности применения металла как материала. Самой высокой температурой плавления об­ла­дает вольфрам, из него изготовляют, например, нити нака­ла для электрических ламп.

Самую низкую температуру плавления имеет ртуть. Так как в обычных условиях это единственный жидкий металл, ранее ртуть использовалась при изготовлении термометров. Но при исполь­зовании ртутного термометра необходимо соблюдать осто­рож­ность, чтобы не разбить его. Ртуть легко испаряется, а вды­хание ее ядовитых паров вредно для здоровья. Из-за ток­сичности ртути и опасности для окружающей среды в настоя­щее время продажа ртутных термометров в Эстонии и боль­шин­стве других стран-членов Европейского союза запреще­на.

Температуры плавления металлов

Легкоплавкие металлы (например, олово и свинец) нельзя ис­поль­зо­вать в производстве оборудования, предназначен­ного для работы в условиях высоких температур. При этом именно благодаря своей низкой температуре плавления они подходят для пайки. Для рождественского или новогоднего гадания подходит олово, а не цинк или алюминий, не говоря о железе или другом металле с более высокой температурой плавления.

Плотность металлов

Плотность металлов также колеблется в широких пределах. Большинство металлов тяжелее воды. Намного легче воды только литий (плотность ~0,5 г/см³), но так как литий ак­тив­но реагирует с водой, в быту его не используют. Самой высо­кой плотностью обладают металлы, находящиеся внизу периодической таб­ли­цы (например, золото, свинец и др.).

Плотности металлов

В технике часто требуются легкие материалы, то есть метал­лы с малой плотностью. К ним относятся, прежде всего, алю­миний, магний и титан (последний отличается своей высокой хими­че­ской устойчивостью к воздуху и даже к морской воде, но диапазон его применения ограничен высокой стоимос­тью).

Твердость металлов

Большинство металлов обладает средней твердостью. Осо­бен­ной твердостью отличается хром. Существуют и относи­тель­но мягкие металлы, которые можно поцарапать даже ногтем, например, свинец и чистое золото. Очень мягкими являются и щелочные металлы (их можно резать ножом), но из-за высокой химической активности их нельзя ис­поль­зо­вать в качестве материалов. Для повышения твердости в сплавы металлов добавляют различные примеси (в основ­ном другие металлы). Например, чистое железо не очень твер­дое, но его твердость можно значительно увеличить с помощью добавок.

Отражательная способность металлов

Благодаря способности отражать свет металлы используются при изготовлении зеркал. В прежние времена зеркалом слу­жила гладкая отполированная металлическая поверхность. В наше время на обратную сторону зеркального стекла наносят тонкий и гладкий слой металла (чаще всего серебра или алю­миния).

Электропроводность

Благодаря хорошей электро­про­вод­но­сти металлы использу­ют­ся при изготовлении электрических проводов и различ­но­го электрооборудования. Самыми лучшими проводниками тепла являются серебро и медь. Сравнительно хорошо прово­дят электрический ток алюминий и золото.

Магнитные свойства

Железо – один из немногих металлов, обладающих магнит­ны­ми свойствами. Уже с очень древних времен магнитные свойства железа нашли применение в компасах. В наше вре­мя магниты используются, прежде всего, при изготовлении электромоторов и других электрических приборов, а также в других областях.