Дмитрий Менделеев смог создать уникальную таблицу химических элементов, главным достоинством которой была периодичность. Металлы и неметаллы в таблице Менделеева располагаются так, что их свойства изменяются периодическим образом.
Периодическая система была составлена Дмитрием Менделеевым во второй половине 19 века. Открытие не только позволило упростить работу химиков, она смогла объединить в себе как в единой системе все открытые химические вещества, а также предсказать будущие открытия.
Создание данной структурированной системы бесценно для науки и для человечества в целом. Именно это открытие дало толчок развитию всей химии на долгие годы.
Интересно знать ! Существует легенда, что готовая система привиделась ученому во сне.
В интервью одному журналисту ученый объяснил, что работал над ней 25 лет и то, что она ему снилась – вполне естественно, но это не значит, что во сне пришли все ответы.
Созданная Менделеевым система делится на две части:
- периоды – столбики по горизонтали в одну или две строки (ряды);
- группы – вертикальные строчки, в один ряд.
Всего в системе 7 периодов, каждый следующий элемент отличен от предыдущего большим количеством электронов в ядре, т.е. заряд ядра каждого правого показателя больше левого на единицу. Каждый период начинается с металла, а заканчивается инертным газом – именно это и есть периодичность таблицы, ведь свойства соединений меняются внутри одного периода и повторяются в следующем . При этом, следует помнить, что 1-3 периоды неполные или малые, в них всего 2, 8 и 8 представителей. В полном периоде (т.е. оставшихся четырех) по 18 химических представителей.
В группе располагаются химические соединения с одинаковой высшей , т.е. у них одинаковое электронное строение. Всего в системе представлено 18 групп (полная версия), каждая из которых начинается щелочью и заканчивается инертным газом. Все, представленные в системе субстанции, можно разделить на две основные группы – металл или неметалл.
Для облегчения поиска группы имеют свое название, а металлические свойства субстанций усиливаются с каждой нижней строчкой, т.е. чем ниже соединение, тем больше у него будет атомных орбит и тем слабее электронные связи. Также меняется и кристаллическая решетка – она становится ярко выраженной у элементов с большим количеством атомных орбит.
В химии используют три вида таблиц:
- Короткая – актиноиды и лантаноиды вынесены за границы основного поля, а 4 и все последующие периоды занимают по 2 строчки.
- Длинная – в ней актиноиды и лантаноиды вынесены за границу основного поля.
- Сверхдлинная – каждый период занимает ровно 1 строку.
Главной считается та таблица Менделеева, которая была принята и подтверждена официально, но для удобства чаще используют короткую версию. Металлы и неметаллы в таблице Менделеева располагаются согласно строгим правилам, которые облегчают работу с ней.
Металлы в таблице Менделеева
В системе Менделеева сплавы имеют преобладающее число и список их весьма велик – они начинаются с Бора (В) и заканчиваются полонием (Po) (исключением являются германий (Ge) и сурьма (Sb)). У этой группы есть характерные признаки, они разделены на группы, но их свойства при этом неоднородны. Характерные их признаки:
- пластичность;
- электропроводимость;
- блеск;
- легкая отдача электронов;
- ковкость;
- теплопроводность;
- твердость (кроме ртути).
Из-за различной химической и физической сути свойства могут существенно отличаться у двух представителей этой группы, не все они похожи на типичные природные сплавы, к примеру, ртуть – это жидкая субстанция, но относится к данной группе.
В обычном своем состоянии она жидкая и без кристаллической решетки, которая играет ключевую роль в сплавах. Только химические характеристики роднят ртуть с данной группой элементов, несмотря на условность свойств этих органических соединений. То же самое касается и цезия – самого мягкого сплава, но он не может в природе существовать в чистом виде.
Некоторые элементы такого типа могут существовать только доли секунды, а некоторые не встречаются в природе совсем – их создали в искусственных условиях лаборатории. У каждой из групп металлов в системе есть свое название и признаки, которые отличают их от других групп.
При этом отличия у них весьма существенные. В периодической системе все металлы располагаются по количеству электронов в ядре, т.е. по увеличению атомной массы. При этом для них характерно периодическое изменение характерных свойств. Из-за этого в таблице они не размещаются аккуратно, а могут стоять неправильно.
В первой группе щелочей нет веществ, которые бы встречались в чистом виде в природе – они могут пребывать только в составе различных соединений.
Как отличить металл от неметалла?
Как определить металл в соединении? Существует простой способ определения, но для этого необходимо иметь линейку и таблицу Менделеева. Для определения надо:
- Провести условную линию по местам соединения элементов от Бора до Полония (можно до Астата).
- Все материалы, которые будут слева линии и в побочных подгруппах – металл.
- Вещества справа – другого типа.
Однако у способа есть изъян – он не включает в группу Германий и Сурьму и работает только в длинной таблице. Метод можно использовать в качестве шпаргалки, но чтобы точно определить вещество, следует запомнить список всех неметаллов. Сколько их всего? Мало – всего 22 вещества.
В любом случае, для определения природы вещества необходимо рассматривать его в отдельности. Легко будет элементы, если знать их свойства. Важно запомнить, что все металлы:
- При комнатной температуре – твердые, за исключением ртути. При этом они блестят и хорошо проводят электрический ток.
- У них на внешнем уровне ядра меньшее количество атомов.
- Состоят из кристаллической решетки (кроме ртути), а все другие элементы имеют молекулярную или ионную структуру.
- В периодической системе все неметаллы – красного цвета, металлы – черного и зеленого.
- Если двигаться слева направо в периоде, то заряд ядра вещества будет увеличиваться.
- У некоторых веществ свойства выражены слабо, но они все равно имеют характерные признаки. Такие элементы относятся к полуметаллам, например Полоний или Сурьма, они обычно располагаются на границе двух групп.
Внимание! В левой нижней части блока в системе всегда стоят типичные металлы, а в правой верхней — типичные газы и жидкости.
Важно запомнить, что при перемещении в таблице сверху вниз становятся сильнее неметаллические свойства веществ, поскольку там располагаются элементы, которые имеют отдаленные внешние оболочки . Их ядро отделено от электронов и поэтому они притягиваются слабее.
Полезное видео
Подведем итоги
Отличить элементы будет просто, если знать основные принципы формирования таблицы Менделеева и свойства металлов. Полезно будет также запомнить и список остальных 22 элементов. Но не нужно забывать, что любой элемент в соединении следует рассматривать в отдельности, не учитывая его связей с другими веществами.
Вконтакте
Наверное, каждому приходилось держать в руках украшение или другой предмет, ясно, что металлический. Но как определить, какой металл использован при изготовлении? Это может быть драгоценный материал или подделка под него, а то и вовсе безделушка без претензий на ценность. Точный ответ даст экспертиза у специалистов, но она не бесплатная. Но есть же методы приблизительного определения вида металла в домашних условиях. Ими пользовались давным-давно, но они не потеряли своей актуальности и в наше время.
Поднести магнит к проверяемому предмету - хороший способ первичной проверки. По реакции магнита можно определить, к какой группе относится металл:
- Ферромагнетики. Магнит явно притягивается к предмету, значит, в составе изделия могут присутствовать железо, сталь или никель.
- Парамагнетики. Взаимодействие с магнитом очень слабое. К этой группе относятся алюминий, хром. Из драгоценных металлов парамагнетиком являются платина, и серебро.
- Диамагнетики. Вообще, не реагируют на магнит. Такими свойствами обладают медь, цинк. Из драгоценных металлов - золото.
Конечно, такая проверка не позволит точно установить материал, из которого изготовлена вещь. Ведь немагнитный металл может быть не в чистом виде, а в виде сплава с ферромагнетиком. Но может подтвердить или опровергнуть предположение. Например, если проверяется, золото или нет, а предмет явно магнитится, то можно утверждать, что это подделка.
При проверке ювелирных изделий следует учитывать, что в них, помимо драгоценных металлов, могут быть замочки, встроенные пружинки, изготовленные из другого материала. Проверять надо сам металл.
Проверка теплом
Определить группу металла можно также по тому, как он проводит тепло. Известно, что проводимость тепла у серебра очень высока. Она почти в пять раз выше, чем у железа или платины. Чуть хуже - у золота, меди и алюминия. Платина передает тепло даже слабее, чем железо.
Если опустить металл на 15–20 секунд в горячую воду, то по его температуре, определяемой на ощупь, можно сделать какие-то выводы.
- Золотые и серебряные предметы станут такими же горячими, как и вода, в которую их опускали.
- Платина и предметы с содержанием железа за это время станут теплыми, но не горячими.
Таким способом легко отличить платину от серебра. А вот сравнить, серебро или алюминиевый сплав, не получится.
Проверка йодом
Проверку подлинности металла можно совершить с помощью раствора йода, купленного в аптеке. На поверхность наносится капля йода и выдерживается несколько секунд. Благородным металлам - золоту, платине, серебру - йод не повредит. Если цвет капли йода не меняется, а после ее удаления салфеткой не остается никаких следов или разводов - это свидетельствует о подлинности металла. Если на месте капли видно потемнение, то это низкопробный сплав или откровенная подделка.
Проверка уксусом
Бытовой раствор уксуса также не воздействует на драгоценные металлы. А для подделок он опасен. Но, в отличие от проверки йодом, уксусная кислота требует времени. Чтобы дождаться результата, надо опустить проверяемый металл в емкость с уксусом на 15–30 минут. Отсутствие следов взаимодействия металла с уксусом - признак благородности.
Если, кроме металла, в изделии содержатся драгоценные или полудрагоценные камни, то их лучше так не проверять, уксус может их испортить. Особенно это касается жемчуга.
Проверка «на зуб»
Из романов и фильмов известно, что раньше проверяли подлинность золотых монет, кусая их. Что же именно можно установить таким «дедовским» способом? Золото - мягкий металл. Поэтому даже при слабом укусе на нем остается вмятина от зубов. Поддельные сплавы не обладают таким свойством, зубами их не возьмешь.
Подобная проверка дает хорошие результаты для изделий высокой пробы. Чем выше содержание чистого золота, тем оно мягче. Золото пробы 900 и выше настолько мягкое, что ценные изделия из него стараются не подвергать контактам с другими предметами.
Мнение эксперта
Сидоренко Александр
Оценщик антиквариата, нумизмат
Так можно сравнивать платину и серебро. Последнее не обладает мягкостью золота, но при сильном укусе может остаться небольшая вмятинка. На настоящей платине следы зубами оставить невозможно.
Применение химических веществ
Проверку активными химическими реагентами следует оставлять на крайний случай. При неумелом обращении они повредят даже подлинному драгоценному металлу. И для здоровья проверяющего они могут быть опасны.
Аммиак
Чистое золото на аммиак не реагирует. Но из золота 900 и 999 пробы практически не делают изделий, предназначенных к употреблению, только для коллекций. А на драгметалле меньшей пробы аммиак может оставить неустранимый след. Раствор его в сочетании с другими веществами применяют для чистки золотых изделий. Поэтому определять золотые и серебряные изделия посредством аммиака не стоит.
Платиновые изделия обычно выпускаются с высокой пробой. Поэтому проверить подлинность платины аммиаком можно. На ней этот химикат не оставит следа.
Кислоты азотная и соляная
По отдельности эти кислоты не воздействуют на высокопробное золото и платину. А если смешать их концентрированные растворы в пропорции 1:3, то получится смесь, называемая царской водкой. Она способна растворять даже золото. Платину царская водка не «берет», будучи холодной. В нагретой смеси постепенно растворится и этот драгоценный металл.
Как ни странно, но подлинному серебру царская водка не страшна. Оно реагирует на нее образованием серебряного хлорида в виде тонкой пленки на поверхности. Последняя защищает само изделие от разрушения.
Проверка по плотности
Одним из надежных способов установления вида металла или сплава является определение его плотности. У чистого золота она в два раза выше, чем у меди и почти в три раза - чем у железа. Платина еще тяжелее золота. Даже сплав золота 585 пробы ощутимо тяжелее неблагородных металлов.
Конечно, для определения точной плотности небольшого изделия понадобятся аптекарские весы, расчет объема (закон Архимеда в помощь) и табличные данные о плотности основных металлов. Но для решения вопроса, из чего в основном сделан сплав, из золота или другого металла, достаточно и грубых прикидок. Если же под рукой есть предмет из заведомо подлинного металла примерно равного объема, то могут не понадобиться даже весы. Разницу веса в два-три раза уловить не так трудно.
По отдельности каждый из рассмотренных способов не даст точного ответа на вопрос, из какого металла сделано изделие. Но если несколько разных проверок покажут совпадающие результаты, можно быть уверенным в правильном определении. Если же нет, то придется обратиться к профессионалам.
Сегодня многие владельцы частных домов стараются по максимуму использовать собственные возможности. Речь идёт об организации мастерской. Наличие даже примитивного токарного станка позволит изготавливать широкое многообразие деталей самых различных назначений. В любом случае, ремонт садового оборудования или даже собственного авто станет значительно проще.
Между тем, экономии получается достичь за счёт покупки металлического сырья на наиболее выгодных условиях. В Интернете сегодня присутствуют максимально привлекательные расценки на алюминиевый пруток . Многие приобретают металл для дальнейшего его использования на пунктах металлолома. Здесь возникает вопрос – как отличить чёрный металл от цветного?
Опросы показывают, что обыватель не может ответить на этот вопрос. Суть ответа кроется в составе металлов.
В чёрных металлах присутствует примесь железа. Следовательно, определить чёрный металл можно при помощи обыкновенного магнита. Если он прилипает к металлической детали или заготовке, с уверенностью можно говорить о том, что она выполнена из чёрного металла.
Однако, из любого правила существуют исключения. Никель тоже притягивает к себе магнит, хотя считается исключительно цветным металлам. Кроме того, правило с магнитом не распространяется на некоторые металлические сплавы.
К таковым можно отнести нержавеющую сталь.
К таковым смело можно отнести:
- алюминий;
- медь;
- латунь;
- бронзу.
Однако, есть и более простой способ выявить чёрный металл. В случае, если Вы приобретаете металл на развале (пункт приёма), весьма вероятно, что он находится на открытом воздухе.
Речь идёт о том, что на металл воздействуют атмосферные осадки. А это означает, что от коррозии он никоим образом не защищен. Следовательно, чёрные металлы сразу же начинают покрываться ржавчиной.
Цветные металлы априорно не подвергаются коррозии (подразумевается под воздействием окружающей среды). Их защищает невидимая оксидная плёнка, появляющаяся на поверхности.
В видео рассказывается о том, как осуществить распознавание металла (цветной или чёрный):
Латунь – золотисто-желтая, более прочная и твердая. Она не так интенсивно окисляется , не такая пластичная.
В нее иногда, в зависимости от предназначения сплава, добавляют:
- кремний;
- марганец.
Сходства и различия
Сплав латуни по большей части состоит из меди, поэтому естественно, что они похожи не только визуально, но и некоторыми свойствами. Чем больше меди в сплаве, тем сильнее их цвета будут схожи. На этом точные совпадения заканчиваются.
Визуально легко отличаются сплавы латуни, где меди менее 80% . Они слегка похожи на золото, так как имеют выраженный желтый оттенок. Чем больше цинка, тем оттенок светлее.
Из-за этого латунь даже используют для подделки или имитации золота . У меди же главный оттенок – красноватый, который часто отливает розовым.
При сильном понижении температуры латунь не теряет своей, сравнительно ограниченной, пластичности и не становится хрупкой . Электричество и тепло проводит хуже.
Отличаются они по такому признаку, как твердость .
Медь мягче , пластичнее , а латунь, наоборот, твердая и придать ей какую-либо форму без применения отжига сложно.
Стружка также получается разная: у латуни – игольчатая , у меди – закрученная в спираль .
Рассмотрим свойства, которые имеет латунь и медь, есть ли у них отличия:
Как отличить?
Чаще всего можно отличить по:
- виду;
- весу;
- степени твердости
без применения каких-либо инструментов или аппаратуры.
Но бывают ситуации, когда для точности необходимо задействовать :
- реактивы ,
- инструменты ,
- приборы .
Перед оценкой лома, который вы собираетесь отнести в пункт приема, надо очистить его от грязи, иначе «на глаз» определить точно не получится.
По цвету
Оба металла, хоть и в разной степени, могут покрыться патиной
.
Поэтому не забываем хорошо очистить лом.
Если объект долго находился на открытом воздухе или в воде, слой патины снимается сложно.
Иной раз оправданной будет покупка специального средства для очистки .
Желательно осматривать лом под мощным белым светом.
Подразумевается, что можно смотреть либо под солнцем в погожий день, либо под яркой люминесцентной лампой . Лампа накаливания не подходит.
Чистая медь будет иметь красновато-коричневый оттенок, иногда с розовым отливом.Надо учитывать, что латунь может быть красной или оранжевой. Такую обычно используют для украшений и водопроводных труб.
Если материал с оранжевым, желтым или золотистым оттенком, можно быть почти уверенным, что перед вами латунь.
Если вы занимаетесь сбором и сдачей металлолома то вам будет полезно знать . Если вы не знаете, где найти черные металлы, то прочитайте данную . Сомневаетесь, какую модель металлоискателя выбрать? Ознакомьтесь с обзором популярных моделей .
Она еще бывает светло-золотистой , бледно-желтой , и даже грязно-белой , но поисковикам металла встречается очень редко, так как такой сплав тяжело обрабатывать, и он используется преимущественно в украшениях.
По звуку
Еще один метод, для которого не нужны специальные навыки или приспособления. Различать металлы по звуку можно научиться после непродолжительной тренировки. Ударьте чем-то металлическим по предмету. Если он сделан из меди, то звук будет приглушенным , низким . Это происходит, так как металл мягкий.
Обычно визуального осмотра и проверки на звук и твердость достаточно для определения в полевых условиях.
Напротив, латунь будет издавать при ударе звонкий и высокий звук. Второй по значимости способ проверки для тех, кто имеет дело с металлоломом, после визуальной оценки на свету. Но, такой метод оправдан только с большими и объемными предметами – нужно, чтобы было чему издавать звук.
По твердости
Медь, как уже было сказано выше, — мягкий металл. Латунь специально создали, чтобы увеличить твердость меди при сохранении некоторых ее других характеристик. Поэтому при нанесении повреждения лому, медью будет тот материал, который легче деформируется . Латунь же стойко переносит удары .
По маркировке
Если на предмете есть метки, определение металла или сплава может стать простым и точным.
На латунь, как правило, ставят метку, которая начинается со значка «Л» .
Соответственно, маркировка меди начинается с «М» . Правда, медь довольно часто не имеет никакой маркировки.
Вот некоторые расшифровки , которые могут пригодиться:
- Маркировка меди начинается с одной буквы «М» , за которой идут цифры. Буква «Л» на изделиях из латуни бывает не одна, за ней могут идти еще буквы, а только потом цифры.
- В Соединенных Штатах и Канаде действует система UNS , согласно которой на латуни ставится метка C2, C3, C4 .
- В Европейском Союзе оба металла маркируются буквой С , все зависит от последующих букв. Для меди они будут A, B, C, D , а для латунного сплава – L, M, N, P и R .
- Еще не так давно распространенной была маркировка, состоящая из значков химических элементов. Например, Cu Zn (купрум – цинк) будет означать латунь.
По весу
Латунь легче меди благодаря добавлению в нее цинка. Но для того, чтобы определить по бесформенному куску, металл это или сплав, необходим опыт.
По стружке
Для этой проверки потребуется дрель по металлу или доступ к станку, чтобы получить стружку.
У латуни она будет, как говорят специалисты, игольчатая , так как материал твердый.
Она как бы сыпучая.
У меди стружка будет пластичнее, поэтому часто даже не разрывается и получается витиеватая , одной сплошной спиралью.
Анализ кислотой
Если вы столкнулись с латунью марки Л-96 , что означает присутствие в сплаве 96% меди, отличить ее от металла без анализа сложно. Для этого можно использовать соляную кислоту. Если капнуть ею на чистую медь, она просто очистит ее от патины и в реакцию с самим металлом не вступит.
Если же нанести соляную кислоту на латунь, то в реакцию вступит цинк и на поверхности проступит окись белого цвета – хлорид цинка .
Это может стать дополнительным ориентиром.
Инструменты производят исключительно из латуни, она тверже.
Из меди делают некоторые части духовых музыкальных инструментов.
В принципе, нужно отталкиваться от назначения предмета – если он должен быть:
- надежным,
- твердым,
- негнущимся ,
то для его изготовления, скорее всего, использовали латунь .
Если наоборот, нужна пластичность , высокая электро- или теплопроводность, то это – медь .
Путем нагревания
Еще один способ, при котором нужно использовать газовую горелку.
Индикатором здесь будет оксид цинка, который образуется в виде налета бледно-белого пепельного оттенка только на латуни, если ту нагреть до температуры выше 600 градусов .
Вывод
Людям, промышляющим сбором, сдачей и приемом цветного лома, необходимо знать и уметь отличать внешне похожие цветные металлы. Способность определять может хорошо окупиться, так как латунь в пунктах приема стоит почти в два раза дешевле
