პერიოდული ცხრილის მეტალების ტიპები

როდესაც სიტყვა "ლითონებს" ახსენებთ, ისევე ფიქრობთ ყოველდღიურ საგნებსა და მათ ფუნქციებზე, როგორც ქიმია ან მეცნიერებასთან დაკავშირებული ნებისმიერი სხვა რამ. მანქანების უმეტესობა და მრავალი სტრუქტურა, მაგალითად, მზადდება კიდევ ერთი მეტალებისგან, რადგან ამ მასალებს გვთავაზობს გამძლეობა და სიმტკიცე. გარდა ამისა, ზოგიერთი ლითონი ფასდება მათი გარეგნობის გამო, ღირს დიდი თანხა ერთ მასაზე და ფაქტიურად კლასიფიცირდება, როგორც "ძვირფასი ლითონები"; ოქრო და ვერცხლი ალბათ ყველაზე ცნობილი მაგალითებია.

მაგრამ ლითონები ასევე წარმოადგენს ქიმიაში სამი სახის ელემენტიდან ერთს, დანარჩენი ორი არამეტალები და მეტალიიდებია. მეტალები სინამდვილეში ბუნებაში არსებული ელემენტების უმეტესობას წარმოადგენენ, თუმცა, სავარაუდოდ, მათგან მხოლოდ მცირე ნაწილის შესახებ გსმენიათ. ლითონების თვისებების შესწავლამდე სასარგებლოა იმის გაგება, თუ რა არის ცნობილი ტერმინით „ელემენტი“ და როგორ ხდება პერიოდული ცხრილი მაგიდაზე ელემენტების სტრუქტურის შესაქმნელად.

ყოველდღიურ ცხოვრებაში "ელემენტი" მთლიანობის კომპონენტია. ამ სიტყვას ქიმიაში მსგავსი, მაგრამ უფრო მკაცრი განმარტება აქვს: ელემენტი არის ატომის ერთი კონკრეტული ტიპისგან დამზადებული. მისი შემდგომი დაყოფა არ შეიძლება მარტივ კომპონენტებად ყოველდღიური ქიმიური საშუალებების გამოყენებით. 2018 წლის მონაცემებით, ქიმიკოსებმა გამოავლინეს 92 ბუნებრივი ელემენტი, ასევე 11 არასტაბილური ელემენტი, რომლებიც წარმოიქმნა ლაბორატორიულ პირობებში. მოცემული ელემენტი არსებობს როგორც მყარი, თხევადი ან გაზი თავისი ბუნებრივი სახით.

ატომი თავის მხრივ წარმოადგენს პროტონის, ნეიტრონისა და ელექტრონის მიკროსკოპულ კოლექციას ზოგიერთ კომბინაციაში. წყალბადის, უმარტივესი ატომი, შედგება მხოლოდ პროტონისა და ელექტრონისგან; ურანს, ყველაზე მასიურს, აქვს ერთ-ერთი იზოტოპში 92 პროტონი, 92 ელექტრონი და 146 ნეიტრონი. ატომს, როგორც წესი, აქვს იგივე რაოდენობის პროტონები, რომლებსაც აქვთ დადებითი მუხტი და ელექტრონები, რომლებსაც აქვთ თანაბარი სიდიდის უარყოფითი მუხტი. ნეიტრონების რაოდენობა, რომლებიც პროტონებთან ერთად ატომების ბირთვებს (სინგულარულ ბირთვს) ქმნიან და ელექტრული მუხტი არ აქვთ, დაახლოებით პროტონის რაოდენობა გარკვეულწილად, თუმცა ელემენტების ზომაში ასვლასთან ერთად, ნეიტრონები უფრო მეტ რაოდენობას ატარებენ, ვიდრე პროტონები იმდენად, რამდენადაც.

პერიოდული ცხრილი არის ქიმია, თუ რა არის ინგრედიენტების ინდექსირებული ჩამონათვალი მზარეულის წიგნში. ნებისმიერი ქიმიური ნაერთი, რომელიც გაქვთ ან შეგიძლიათ იფიქროთ, დიდი თუ პატარა, შეიძლება შემცირდეს პერიოდულ სისტემაში არსებული ელემენტების რომელიმე კომბინაციამდე.

113 ელემენტი განლაგებულია ამ მაგიდაზე აზიდვის მიხედვით ატომური რიცხვის მიხედვით. ეს რიცხვი არის მხოლოდ ელემენტის პროტონის რაოდენობა. თუ ეს რიცხვი შეიცვლება, ელემენტის იდენტურობა იცვლება. ეს არ შეესაბამება ნეიტრონებს ან ელექტრონებს; ელემენტის ვარიაციებს, რომლებიც შეიცავს სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონებს, ეწოდება იზოტოპები ამ ელემენტის, ხოლო ელემენტს, რომელსაც აქვს მეტნაკლებად ელექტრონი, ვიდრე მას აქვს პროტონები, ეწოდება an იონი და ახდენს დადებით ან უარყოფით ელექტრულ მუხტს.

პერიოდულ ცხრილს თავისი სახელი აქვს, რადგან იგი მოიცავს ელემენტების კატეგორიებს, რომლებიც პერიოდულად და პროგნოზირებად იმეორებენ თავს. პერიოდული ცხრილის დათვალიერებისას (იხილეთ რესურსები ინტერაქტიული მაგალითისთვის), ხედავთ, რომ იგი აქვს რამდენიმე ცნობისმოყვარე ხარვეზი მწკრივებს ზედა ნაწილში, მაგრამ ეს ქრება უფრო მაღალ რიცხვებთან ერთად ელემენტები. ეს იმიტომ ხდება, რომ ელემენტები მხოლოდ ატომური რიცხვის საფუძველზე არ არის მასივი; ისინი გადანაწილდა ტიპებად, მათი სხვადასხვა ატომური და ქიმიური თვისებების საფუძველზე.

მკაცრად რომ ვთქვათ, ელემენტების დაჯგუფება შეიძლება ლითონები და არამეტალები, მაგრამ ტრადიციულად არსებობს სამი ელემენტის ჯგუფი: ლითონები, არამეტალები და მეტალოიდები. როგორც სახელწოდება "მეტალოიდები" გვთავაზობს, ამ ელემენტებს აქვთ როგორც მეტალის მსგავსი, ისე არამეტალური თვისებები.

ასევე არსებობს ლითონების სამი ძირითადი ტიპი: ტუტე ლითონები, ტუტე მიწის მეტალები და გარდამავალი ლითონები. გარდამავალ მეტალებში შედის მთელი რიგი ქვეკატეგორიები, რომლებიც აღწერილია შემდეგში.

მკაცრად არა მეტალებად კლასიფიცირებული ელემენტები რაოდენობრივად საოცრად მცირეა, მხოლოდ შვიდი მათგანი (H, C, N, O, P, S და Se) წერტილოვან ცხრილშია მოთავსებული. ამასთან, ეს კლასიფიკაცია გამორიცხავს არალითონებს, რომლებმაც მიიღეს საკუთარი კატეგორიები, მათ შორის ხუთი ჰალოგენები (F, Cl, Br, I და At) და ექვსი კეთილშობილი გაზები (ის, ნე, არ, კრ, ქსე და რა).

რადგან არსებობს შვიდი მეტალოიდი და 18 ერთგვარი არამეტალი (თავისთავად შვიდი არამეტალი, ექვსი კეთილშობილი გაზები და ხუთი ჰალოგენი), პერიოდული სისტემის 113 ელემენტიდან 88 კლასიფიცირებულია, როგორც ზოგიერთი ტიპის მეტალი მიუხედავად იმისა, რომ ეს აშკარად მნიშვნელოვნად განსხვავდება მათი თვისებებით, მეტალებს აქვთ მრავალი მახასიათებელი.

მეტალები მყარია ოთახის ტემპერატურაზე, გამონაკლისია მერკური, სითხე, რომელიც ძველ თერმომეტრებში გამოიყენება. მათ აქვთ ბრწყინვალება, რაც ნიშნავს, რომ ისინი ასახავენ სინათლეს, თვისებას, რომელიც ხშირად აძლევს მათ ღირებულებას (მაგალითად, სპილენძი, ვერცხლი). ისინი დამუშავებადია, რაც ნიშნავს, რომ ფიზიკურად შეიძლება ფორმის თხელი ფურცლები გახდეს მოტეხილობის გარეშე. ისინი, როგორც წესი, რთულია, თუმცა კალიუმი და ნატრიუმი, რომლებიც ბიოლოგიურად აქტიური იონების როლს ასრულებენ ადამიანის სისხლში, შეიძლება დაჭრილი იყოს ჩვეულებრივი დანით. ისინი ductile არიან, რაც მშვენიერი საშუალებაა იმის თქმისა, რომ ლითონები შეიძლება გადაიქცეს მავთულხლართებად; ეს თვისება მოსახერხებელია, რადგან მეტალების უმეტესობა ელექტროენერგიისა და სითბოს კარგი გამტარია, რაც მათ გადამწყვეტ მნიშვნელობას ანიჭებს თანამედროვე სამრეწველო პროგრამებისთვის. მათი გამტარობა არის ელექტრონების ქონის შედეგი, რომლებიც მჭიდროდ არ არის დაკავშირებული ბირთვებთან. დაბოლოს, მეტალები, როგორც წესი, მკვრივია (ანუ მათ აქვთ დიდი მასა ერთეულ მოცულობაზე), და მათ აქვთ მაღალი დუღილის და დნობის წერტილები. ვოლფრამს აქვს არაჩვეულებრივად მაღალი დნობის წერტილი და შემთხვევითი არ არის, რომ ეს ელემენტი ფართოდ გამოიყენება ნათურის ძაფებში.

ლითონების სამი კატეგორიაა ტუტე ლითონები, ტუტე მიწის მეტალები და გარდამავალი ლითონები. პერიოდული სისტემის მოწყობა გამოსადეგია ამ მჭიდროდ დაჯგუფებული მდგომარეობის შესანარჩუნებლად; ტუტე ლითონები არის ექვსი ელემენტი უშუალოდ წყალბადის (H) ქვეშ, ცხრილის მარცხენა მარცხენა სვეტში, რომელსაც აწერია IA. ტუტე დედამიწა წარმოადგენს ტუტე ლითონების ექვს "მეზობელ მეზობელს" მაგიდაზე და იკავებს IIA სვეტს.

გარდამავალ მეტალებს იკავებს სვეტები III– დან XII– მდე და პერიოდული ცხრილის 3 – დან 6 მწკრივებს, საერთო ჯამში 40 ელემენტს. 14 ლანთანიდები (ელემენტები 58-დან 71-მდე) და მე -14 აქტინიდები (ელემენტები 90-დან 103-მდე) ითვლება იშვიათი მიწის მეტალებად. დაბოლოს, სქემების უმეტესობაში რვა ელემენტი ითვლება ლითონებად, რომლებიც სხვაგვარად არ არის მითითებული, რაც ჯამს მოიტანს მეტალების რაოდენობა 6-მდე (ტუტე) + 6 (ტუტე დედამიწა) + 40 (გარდამავალი) +28 (იშვიათი დედამიწა) + 8 (დაუზუსტებელი) = 88.

ეს შვიდი ელემენტი, როგორც ლითონის მსგავსი თვისებებით, ასევე არამეტალურის მსგავსი თვისებებით, იკავებს პერიოდულ ცხრილში 3 – დან 6 სტრიქონების ნაწილებს და მოიცავს:

• ბ
  
• სი
  
• გე
  
• როგორც
  
• სბ
  
• თე
  
• პო

ეს მყარია ოთახის ტემპერატურაზე და სასარგებლოა ნახევარგამტარული ტექნოლოგიის სფეროში და ხშირად ფორმირდება შენადნობები, ან კომბინირებული ლითონები, სხვა მეტალის ელემენტებთან.