Неотъемлемым атрибутом промышленной революции и символом индустриальной мощи. Важность данного ресурса, безусловно, очень велика, но многие ли задумывались, сколь многообразной является данная группа химических элементов? Или какие любопытные свойства наблюдаются у некоторых металлов, а также какие невероятные качества им порой приписывают? Вряд ли. Так что стоит расширить понимание данной темы и перечислить некоторые интересные факты о металлах.
Подгруппы
На данный момент в периодической таблице насчитывают 94 химических элемента, которые рассматриваются в качестве металлов. Все разделены на 7 подгрупп:
- щелочные;
- щелочноземельные;
- переходные;
- легкие;
- полуметаллы;
- лантаноиды;
- актиноиды.
Особого рассмотрения требуют металлы первых четырех подгрупп.
Щелочные металлы
Своё название они обрели за счет свойства преобразования в щелочи в условиях водной среды.
Малоизвестный интересный факт о щелочных металлах: литий обладает некоторыми живительными свойствами. В частности - способствует лечению подагры. Так, ещё в древности люди заметили целебные свойства глины, которая обогащена литием. Мази и компрессы из этого материала способствовали ослаблению симптомов подагры.
Своё применение элементы данной группы нашли и в построении атомных подводных лодок. Натрий используется как теплоноситель в электрогенераторах, установленных на атомном реакторе подводной лодки. Он обеспечивает вращение паровых лопастей.
Но натрий требует особого обращения. При взаимодействии с ним следует учитывать его бурную реакцию с жидкостями. Даже простое прикосновение к натрию голой влажной рукой может спровоцировать небольшой взрыв.
Важны щёлочи и для здоровья. Дефицит натрия и калия в организме человека вызывает сильные судороги и боль, ввиду чего не следует ограничивать себя в воде и соли.
Щелочноземельные металлы
Данной группе присуща высокая плотность и большая температура плавления. Интересный факт о металлах: барий и радий обладают высокой токсичностью. Любопытно, что попавший в организм радий склонен транспортироваться более чем на 70 % в кости, но в силу своей высокой токсичности способствует образованию онкологических поражений костной ткани.
В 1950 году в республиканскую больницу Республики Коми поступило сразу 4 человека, с процентом поражения скелетных тканей злокачественными опухолями в районе 70-85 %, что было вызвано длительными разработками подземных минерализованных месторождений радия.
Переходные металлы
Эта группа заслуживает особого внимания. Интересные факты про металлы, относящиеся к ней, нельзя не упомянуть, так как она является наиболее многочисленной. Эта группа объединяет элементы с самыми разными свойствами.
Многие переходной группы задействованы в сфере производства продуктов электротехнической индустрии, так как обладают свойствами проводников электричества.
Забавный что Япония является лидером по поставкам хай-тек-оборудования на мировом рынке. В городе Сува была произведена оценка концентрации золота в пепельной массе, полученной от сожжения осадочных отложений городского коллектора. Итоговые показатели превосходили результаты аналогичных опытов в самых богатых рудниках на планете примерно в 50 раз, что объяснялось наличием огромной промышленной зоны, где изготавливают изделия электроники с применением сплавов драгоценных металлов, главным образом - золота. Кстати, о нём можно поведать немало интересного.
Золото
Всем известно, что изделия из этого материала сочетают в себе престиж, изысканность и роскошь. Украшения из золота являются замечательным подарком. Но кто бы мог подумать, что в Швейцарии есть ряд компаний, производящих из него фрагментированные плитки на манер шоколадных, которые могут быть использованы в качестве подарка? Либо же в расчетных операциях. Занимательно, что каждая плитка состоит из долей достоинством в 1 грамм и легко делится на части.
Интересный факт о металле: по состоянию на 2014 год во всем мире было добыто примерно 179 тонн золота, около половины которого приходится на Южно-Африканскую Республику. Почти такое же количества железа добывается из недр Земли ежечасно.
Золото - очень мягкий металл, по этой причине в изготовлении ювелирной продукции его обычно сплавляют с примесями меди или серебра.
Ртуть
Это - единственный металл, способный пребывать в жидком агрегатном состоянии в комнатных условиях. О токсичности ртутных испарений известно всем, но только химики знают, как данный элемент влияет на свойства алюминия.
Законодательными актами и документами, регламентирующими порядок и правила перемещения грузов на борту самолетов в некоторых странах, строго запрещается транспортировка ртути, так как при попадании на алюминиевую поверхность, она способна прожечь отверстие, что особенно важно на борту самолета, конструкция которого включает множество деталей, сделанных из этого материала.
Медь и кобальт
Перечисляя интересные факты о металлах по химии, стоит упомянуть и данные элементы. Медь является объектом особого интереса вандалов и охотников за цветными металлами. Она встречается в трансформаторных будках, так как медные элементы не способны давать искру.
Но на Востоке, главным образом в Японии, медь применяется в рыбных хозяйствах как вещество, препятствующее появлению в водоемах водных грибковых заболеваний.
А возникновение кобальта сопряжено со скандинавской мифологией. Норвежские кузнецы, которые занимались плавкой кобальтосодержащих минералов, получали мышьяковое отравление. Недомогание и головную боль они объясняли местью горного демона - Кобольда, мстящего людям за разорение его рудников. Так и появилось название данного металла. Аналогично происхождение названия никеля.
Железо
Является самым популярным элементом переходной группы. Интересный факт о металле: в глубокой древности, когда человечество еще не было знакомо с технологиями производства стали, железо укреплялось посредством обжига в навозе и лоскутах кожи, за счет чего происходило углеродное обогащение материала и значительно повышалась прочность. Поэтому кузницы зачастую строились возле конюшен.
Нельзя не упомянуть и о коррозии металла. Интересный факт: то, что железо окисляется при взаимодействии с кислородом, в первую очередь учитывается космонавтами при снаряжении инвентарного отсека космического корабля. И ясное дело, почему! Ведь в условиях космического вакуума железо не способно окислиться, а при соприкосновении с другими металлами они буквально слипаются.
Во избежание данной проблемы, инструменты для работы в открытом космосе обволакивают специальной пластиковой основой либо подвергают окислению на Земле.
Серебро
Многим знакомо выражение: «Серебро дороже золота». Оно не соответствует действительности. Тем не менее данное утверждение произрастает на почве благотворных, целебных, очистительных свойств серебра. Вода, долгое время пребывавшая в посуде из этого материала, приобретает антитоксичные свойства. Чем и объяснялась высокая популярность серебряной утвари в старые времена. Из этих соображений, на современных космических станциях функционируют серебряные водоочистители.
Первые изделия из данного металла были обнаружены в Египте, и насчитывают они возраст более 6 тысяч лет. На территории современной Индии принято употреблять в пищу десерты, покрытые тончайшей серебряной фольгой, что помогает поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта в условиях высокой антисанитарии.
Данный металл активно применяется азиатскими производителями терморегуляционной техники, главным образом - при сборке кондиционеров с функцией воздушной очистки.
В старину серебро служило средством предотвращения молочного окисления. Ложку из этого металла помещали в крынку с молоком, за счет чего оно не окислялось долгое время. И наконец, он стимулирует репродукцию гемоглобина, положительно влияет на центральную нервную систему. Такой вот удивительный металл - серебро. Интересных фактов о нём ещё много, но это - основные.
Легкие металлы
Данная категория является особо токсичной и трудно выявляемой. Полоний, чрезвычайно ядовитый металл, неоднократно использовался при покушениях на высокопоставленных чиновников и политиков. Его особенность состоит в том, что его трудно обнаружить в организме на ранних этапах, а его токсический эффект очень высок. Человек, чья пища была отравлена полонием, обречен на мучительную кончину.
Очень вредными являются испарения цинка. Тем не менее цинк благоприятно воздействует на репродуктивную функцию мужских тестикул. У индийских работников змеиных ферм, занимающихся добычей змеиного яда, после неоднократных укусов кобр или гадюк наблюдается сильная эрекция и интенсивная выработка половых гормонов, что объясняется повышенным содержанием цинка в яде змей.
Коррозия
Это сугубо негативный процесс, хотя есть у него и свои преимущества. Ещё 100 лет назад кавказские джигиты осознали всю полезность коррозийного процесса для производства прочных, не тупящихся клинков.
Так, они первые стали зарывать свои сабли и клинки в землю на пару лет, где те обретали прочность и способность разрезать даже самые твердые волокна. Данные характеристики металла достигались за счет абсорбирующего свойства ржавчины, которая, находясь в земле, впитывала в себя органические элементы и углеродистые соединения.
Индийское инженерное научное сообщество изобрело собственный инновационный метод защиты металлических поверхностей посредством катализа коррозии и последующего нанесения оксидированной краски на заржавевшую поверхность. Таким образом, специальная краска вступает в реакцию с ржавчиной и образует однородный, крепкий защитный слой.
В производстве инструментов для разделки туш применяются сплавы с небольшим процентом хрома, меди и никеля, за счет чего изделие быстро покрывается коррозией, под которой со временем образовывается прочный защитный слой, препятствующий дальнейшему образованию ржавчины.
Другие любопытные факты
Невероятно прочный титан, на удивление, находит свое наивысшее признание не в металлургии, не в машиностроении или технике, а в производстве синтетических пластиков, бумаги и красок.
Алюминий в 1885 году считался одним из самых дорогих металлов. И ценился он выше золота и серебра. Наличие алюминиевых пуговиц у офицеров французской армии расценивалось как знак высшего благородства.
При строительстве спутников и космических радиационных дозиметров американцы в свое время решились на распиливание затонувшего в конце Первой мировой войны корабля «Кронпринц Вильгельм», так как сталь, изготавливаемая после 1945 года, содержит слишком большой процент радиации. Использование такого металла воспрепятствовало бы сбору достоверных данных.
И наконец, факт о калифорнии. Он является самым дорогостоящим синтезированным металлом. Его стоимость превышает 6,5 миллиона за грамм. Фото, кстати, представлено выше.
На самом деле, ещё можно рассказать много интересных фактов про металлы. Химия - удивительная наука, и каждый элемент периодической таблицы обладает уникальными, неповторимыми свойствами и качествами.
Научно-техническая революция 20 века связана с внедрением и широким применением редких металлов. Их использование открыло новые области современной промышленности, науки и техники. О том, что это за металлы и в чем их особенность, читайте далее:
1. Галий (Ga) - очень мягкий и хрупкий металл светло-серого цвета, который плавится в руках. А при его погружении в серную кислоту, он начинает пульсировать как живое сердце! Вполне вероятно, что в концепции создания терминатора из жидкого металла без галлия тоже не обошлось... Сегодня почти весь галлий используют в микроэлектронике.
2. Тантал (Ta). Уникальное качество этого металла – способность приживаться в организме человека, не вызывая раздражения окружающих тканей. Известен случай, когда из танталовой пластинки было сделано искусственное ухо, причем пересаженная с бедра кожа при этом настолько хорошо прижилась, что вскоре танталовое ухо трудно было отличить от настоящего!
3. Ниобий (Nb) - чрезвычайно тугоплавкий (2468 °C) и высококипящий (4927 °C) металл. В 2003 году в Австрии выпустили первую биметаллическую монету: её внешнее кольцо было сделано из серебра, а внутренний круг - из чистейшего ниобия. Этот металл показал себя и в Японии, благодаря магнитам на его основе создали поезда на воздушной подушке, развивающие скорость до 577 км/ч.
4. Литий (Li) - очень мягкий и пластичный. В медицине литию приписывают невероятные целебные свойства. Так, во многих статьях отмечается, что в регионах, где вода содержит относительно большие количества этого металла, уровень преступности и частота самоубийств гораздо ниже, а люди добрее и спокойнее.
5. Неодим (Nd) - редкоземельный металл серебристо-белого цвета с золотистым оттенком, применение небольших доз которого в сельском хозяйстве повышает урожайность продовольственных культур на 60 %.
6. Титан (Ti) - лёгкий прочный металл серебристо-белого цвета. Титановая пыль имеет свойство взрываться, температура вспышки при этом достигает 400 °C! Но этот металл показал себя и как отличный скульптурный материал: памятник Юрию Гагарину, установленный в Москве, сделан именно из него.
7. Цезий (Cs) - самый мягкий металл при комнатной температуре. Как и галлий, его можно расплавить в руках. Единственное условие: цезий должен быть запаян в стеклянную ампулу, в противном случае - произойдет его возгорание. Благодаря своим удивительным свойствам, он широко используется в фототехнике, оптике и ядерной энергетике.
8. Цирконий (Zr) - пластичный металл, который с легкостью поддается холодной и горячей обработке. Соли циркония обладают водоотталкивающими свойствами, именно их используют для изготовления дождевиков. А высокотемпературные топливные элементы на основе оксидов циркония и иттрия повышают кпд тепловых электростанций с 35 до 60%.
9. Ванадий (V) - cамый редкий черный металл на Земле. Неоднократные исследования ученых установили связь ванадия с психическим состоянием человека. Научно доказан факт, что содержание ванадия в крови человека при шизофрении значительно повышается.
10. Самые крупные в мире детально разведанные месторождения лития, цезия, иттрия, иттриевых и цериевых лантаноидов, циркония, тантала и ниобия находятся в России. Однако все они расположены в труднодоступных регионах Сибири, Заполярья или высокогорья, и, к сожалению, почти не разрабатываются.
1. Швейцарская фирма Valcambi выпускает золотые слитки Combibar в форме, напоминающей плитку шоколада.
Главное их преимущество перед привычными слитками заключается в том, что такую плитку можно легко разломать на дольки весом в 1 грамм и использовать как подарок или альтернативное платёжное средство. Кроме золота, компания выпускает подобные изделия из серебра, платины и палладия.
2. Благородные металлы — металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости.
3. Основные благородные металлы — золото, серебро, а также платина и остальные 5 металлов платиновой группы — (рутений, родий, палладий, осмий, иридий). Некоторые авторы относят к благородным металлам также и технеций, который не встречается в природе (к тому же он радиоактивен с малым периодом полураспада).
4. За всю историю человечества было добыто 165 000 тонн золота (по состоянию на конец 2009 года), причём половина этого количества — в ЮАР. Если отлить его в единый слиток, получится куб со стороной всего 20 метров — он, например, легко бы вместился целиком в спорткомплекс «Олимпийский». А количество железа, равное всему добытому человечеством золоту, извлекается из недр земного шара примерно за 45 минут.
5. Платину (буквально с испанского - "Серебришко) раньше считали «неправильным серебром» и выкидывали в реки или моря, чтобы не путалась под ногами. Только позже, когда ювелиры из Испании обнаружили, что платина отлично сплавляется с золотом, её стали использовать как ювелирное сырье. Сейчас на мировых биржах платина дороже серебра примерно в 100 раз.
6. «Царская водка» — так называют смесь соляной и азотной кислоты. Этот «коктейль» растворяет золото.
7. Интересно, что самородное серебро встречается значительно реже, чем самородное золото, но общее количество золота на Земле гораздо меньше, чем серебра. Вот такой парадокс.
8. В 1828-ом году в России выпускали платиновые монеты достоинством 3,6 и 12 рублей. На тот момент платина стоила вдвое дешевле серебра.
9. Золото — неплохой проводник
и является важнейшим сырьем в электропромышленности.
10. Многие помнят, как несколько нет назад любители радиотехники или просто халявы собирали по помойкам микросхемы и добывали из них золото. Контакты покрывали драгоценным металлом, чтобы они не окислялись и не изменяли переходного сопротивления. Впрочем покрывают и до сих пор, альтернативы не найдено. Правда раньше была гальваника, а сейчас плазменное напыление.
11. На русском языке — «серебро», на английском — «сильвер», на немецком — «зильбер» — все эти слова происходят от древнеиндийского слова «сарпа», которое обозначало Луну и серп.
12. В Древнем Египте золото считали частичками богов , поэтому владеть им не разрешалось никому, кроме фараона.
13. Самый крупный самородок серебра
был найден в Чили и весил 1420 килограмм.
14. Благородные металлы, такие как золото, платина, серебро и палладий не вступают в химическую реакцию с телом. Именно поэтому эти металлы активно используют в медицине и ювелирной промышленности.
15. Олимпийские медали, врученные в 1912 году , были изготовлены из чистого золота.
16. В современном спортивном мире согласно рекомендациям Международного олимпийского комитета, в золотых олимпийских медалях должно содержаться не менее 6 граммов чистого золота в виде нанесения. Как правило, организаторы Игр не увеличивают эту цифру, поэтому золотая медаль в физическом смысле по большей части серебряная. Так, в медалях высшей пробы лондонской Олимпиады-2012 содержание золота составляет чуть больше 1%.
17. В 1933 году Франк Рузвельт подписал указ , который запрещал гражданам США хранить у себя золото. Нарушение этого указа каралось штрафом в 10 тысяч долларов или десятью годам лишения свободы.
18. Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу
(55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости. В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве — например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной — распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.
19. Россия является лидером по добыче и поставке палладия на мировой рынок.
Металлы стали применяться людьми еще в глубокой древности. Все время процесс их получения совершенствовался, появлялись полезные сплавы различных металлов. Рассмотрим интересные факты о металлах.
1. В древние времена при переплавке серебра норвежские плавильщики часто получали отравления. Они объясняли это кознями злого духа, которого звали Кобольд. На самом деле виной всему были ядовитые оксиды мышьяка, выделявшиеся при обжиге кобальтовых минералов.
2. Немецких шахтеров в древние времена одолевал дух по имени Никель, мешавший им извлекать медь из руды, очень похожей на медную. Позже, в XVIII веке, научились из этой руды выделять металл. Его назвали именем мифического духа – никелем.
3. Золото, знак Au (читается «аурум»), в таблице Менделеева занимает ячейку № 79. Золото было известно раньше железа. Это довольно мягкий металл красивого желтого цвета. Золото легко поддается обработке даже в холодном виде, что так важно было в старину. Но золото нельзя использовать для орудий труда или для воинских доспехов, так как оно мягкое. Зато золото, в отличие от железа, не окисляется на воздухе, спокойно вступает в контакт с водой и мало изменяется со временем. Поэтому золото издавна использовалось в «престижных» целях - для украшений, предметов искусства.
Новая эпоха настала с открытием электричества. Золото оказалось одним из лучших проводников. А теперь золото используется для создания деталей компьютеров и другой техники. Поэтому теперь золота требуется гораздо больше, чем для ювелирных изделий в прошлом. Но это редкий металл
Содержание золота в пепле, образующемся от сжигания сухого осадка канализационных отходов японского города Сува, более чем в 50 раз выше аналогичных показателей лучших золотоносных шахт. Специалисты объясняют этот факт тем, что в городе расположилось много заводов электроники, при производстве которой широко применяются золото и золотосодержащие сплавы. Установки по извлечению драгоценного металла уже работают.
Швейцарская фирма Valcambi выпускает золотые слитки Combibar в форме, напоминающей плитку шоколада. Главное их преимущество перед привычными слитками заключается в том, что такую плитку можно легко разломать на дольки весом в 1 грамм и использовать как подарок или альтернативное платёжное средство.
Кроме золота, компания выпускает подобные изделия из серебра, платины и палладия.
На протяжении веков самым дорогим металлом считали золото. Долгое время алхимики не прекращали попыток производить золото из разных компонентов. Удача улыбнулась исследователям в 1941 году. Для этого американцам Бейнбриджу, Шерру и Андерсену пришлось подвергнуть бомбардировке быстрыми нейтронами атомы ртути. К сожалению, полученное золото оказалось радиоактивным.
Согласно рекомендациям Международного олимпийского комитета, в золотых олимпийских медалях должно содержаться не менее 6 граммов чистого золота в виде нанесения. Как правило, организаторы Игр не увеличивают эту цифру, поэтому золотая медаль в физическом смысле по большей части серебряная. Так, в медалях высшей пробы лондонской Олимпиады-2012 содержание золота составляет чуть больше 1%.
4. Наиболее распространенный металл в почве Земли – алюминий. Но если взять всю планету в целом, то железо выйдет на первое место, так как оно составляет большую часть ядра Земли. Алюминия в недрах земли содержится восемь процентов, в то время как золота - всего 5 миллионных частей процента. Однако люди долго не знали алюминия: первый слиток его был выплавлен во Франции только в 1885 году, и металл этот считался тогда драгоценным. Офицеры и знать носили мундиры с пуговицами из алюминия - это был верх роскоши.
Из всех приборов, украшавших обеденный стол Наполеона III, самые дорогие были изготовлены из нового и редкого в те времена металла – алюминия. На торжественных обедах эти столовые приборы подавались лишь императору и его наиболее почетным гостям. Другим участникам пиршества оставалось довольствоваться приборами из привычных золота и серебра.
5. Морская вода содержит в растворенном состоянии всю таблицу Менделеева, присутствуют там уран и золото. Современные технологии позволяют добывать в промышленных масштабах из морской воды всего четыре полезных вещества – пресную воду, поваренную соль, магний и бром.
6. Слово платина с испанского языка переводится как «серебришко». Таким словом конкистадоры выразили свое пренебрежение к этому металлу. Объясняется это повышенной тугоплавкостью платины, поэтому она оценивалась вдвое ниже серебра. Сейчас цена платины на мировых рынках превышает цену серебра почти в 100 раз.
7. . Долгое время ценность монет была эквивалентна содержащемуся в них количеству металла. В связи с этим существовала проблема - мошенники срезали небольшие кусочки металла с краёв, чтобы делать из них новые монеты. Решение проблемы предложил Исаак Ньютон, который был по совместительству сотрудником Британского Королевского монетного двора. Его идея была очень простой - прорезать в краях монеты маленькие линии, из-за которых стёсанные края были бы сразу заметны. Эта часть на монетах оформляется таким образом по сей день и носит название гурт.
Расходы на производство всех российских монет до 5 рублей включительно превышают номинал этих монет. Например, стоимость чеканки 5-копеечной монеты составляет 71 копейку.
8. Из-за дефицита металла во время Второй мировой войны британский инженер Джеффри Пайк предложил построить авианосец из нового композитного материала пайкерита (18-45% древесных опилок и до 82% водяного льда). Предполагалось, что такой корабль должен был действовать в холодных арктических водах и принимать на борт до 200 самолетов. Однако война закончилась быстрее, чем первый такой авианосец вышел в море.
9. Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента - иттрий, иттербий, тербий и эрбий - были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.
10. В атмосфере Земли содержится кислород, который окисляет металл. Тонкий слой окисления покрывает весь кусок металла, создавая таким образом как бы защитную пленку. Зато если взять 2 куска металла в космическом вакууме и приложить друг к другу то они склеятся. Это происходит потому что отсутствует окисленная поверхность действующая как барьер и атомы металла могут свободно взаимодействовать.
Учитывая это все металлические инструменты, которые используются космонавтами в открытом космосе имеют защитное пластиковое покрытие. Хотя этот эффект реален, но это не является особой проблемой, ведь даже если вы возьмете с Земли в космос уже окисленный инструмент он будет иметь защитную пленку и не прилипнет.
11. Самым дорогим металлом, искусственно созданным человеком является калифорний 252. Ориентировочная цена – 6 500 000 $ за 1 грамм. В данный момент на Земле существует не более 5 граммов этого металла. Вырабатывается калифорний 252 в мощных реакторах. За год в одном реакторе производится всего около 30 мкг этого редкого вещества.
12. Родий $ 225,1 за 1 грамм
Открыт в 1803 году. Мировые запасы родия оценивают всего в несколько тонн, а ежегодную добычу измеряют сотней килограммов. Родий – настолько дорогой металл, что чаще всего его применяют только в тех областях, где он совершенно незаменим. 98% родия идёт на выпуск автомобильных катализаторов. За последние годы нужда в родии выросла в 10–13 раз. Высокая стоимость металла заставила искать равнозначные заменители, что делают в США, Японии и в других развитых странах.
Осмий $ 25 за 1 грамм
греческое слово osme (запах) дало имя открытому 200 лет назад платиновому металлу осмию. Ему действительно присущ неприятный раздражающий запах, похожий на смесь хлорки и чеснока. В природе чистый осмий не найден и известен лишь связанным в минералах другим платиновым металлом - иридием. Такие минералы есть в Сибири, на Урале, а за рубежом - в Южной Африке, США, Колумбии и Канаде. Осмия очень мало в земной коре, он чрезвычайно рассеян и потому дорог. Из-за этого осмий используют лишь там, где при его малых затратах можно получить значительный эффект. США, например, ввозят за год немногим больше 100 килограммов осмия, в основном для производства лекарства - кортизона. Совсем немного осмия потребляет химическая промышленность для изготовления катализаторов. Мировой запас калифорния составляет несколько граммов, вероятно, никак не более 5 г. На Земле только 2 реактора могут нарабатывать его. Один реактор - в России, другой - в США. Каждый из реакторов производит по 20–40 микрограмм в год. Калифорний невероятно дорог. Какие же свойства, несмотря на это, делают этот изотоп столь необходимым? Поэтому калифорний-252 в последнее время используют в медицине в качестве точечного источника нейтронов с большой плотностью потока для локальной обработки злокачественных опухолей.
13. Железо, знак Fe (читается «феррум»), занимает в таблице Менделеева ячейку № 26. Это достаточно распространенный в природе элемент. На воздухе железо окисляется, то есть вступает в реакцию с кислородом и образует оксиды. Атомы железа могут присоединять различное число атомов кислорода, то есть обладать разной валентностью, поэтому и оксиды железа бывают разные. На поверхности изделий из железа в обычных условиях всегда находится пленка оксида. Если металл соприкасается с водой или водяными парами, то оксид «захватывает» части молекул воды и превращается в ржавчину. Чем больше в железе примесей, тем легче оно покрывается ржавчиной и постепенно разрушается.
А вот чистое железо может спокойно оставаться на воздухе и соприкасаться с водой. Но чистое железо можно получить только в лабораториях. Железо присутствует во всех живых организмах, правда, в малых количествах, но обязательно. Способность атомов железа «захватывать» кислород используется животными в процессах дыхания и еще в некоторых. Железо сыграло огромную роль в человеческой истории, так как, научившись его выплавлять, человечество смогли быстро усовершенствовать орудия труда. Если к железу добавить углерод, а в небольших количествах другие металлы, например, молибден, то можно получить чугун и разные сорта сталей. Железо и его сплавы часто называют «черными металлами», в отличие от всех остальных.(слайд 10)
Коррозия металлов наносит большой экономический вред. Коррозия приводит к уменьшению надежности работы оборудования: аппаратов высокого давления, паровых котлов, металлических контейнеров для токсичных и радиоактивных веществ. Коррозия приводит к простоям производства из-за замены вышедшего из строя оборудования, к потерям сырья и продукции. Коррозия также приводит к загрязнению продукции, а значит, и к снижению ее качества. Один из американских миллионеров, не жалея денег, решил построить самую шикарную яхту. Ее днище было обшито дорогим металлом (сплав 70% никеля и 30% меди), а киль, форштевень и раму руля изготовили из стали. В морской воде в подводной части яхты образовался гальванический элемент с катодом из металла, а анодом из стали. Он настолько энергично работал, что яхта еще до завершения отделочных работ вышла из строя, ни разу не побывав в море.
14. Ртуть - удивительный жидкий металл. Ее номер 80, знак Hg, читается «гидраргирум». В природе ртуть распространена довольно широко, встречается и в чистом виде, и вместе с другими элементами. В соединении с серой ртуть образует киноварь, минерал красивого красного цвета. Удивительный «быстрый» и «живой» металл использовался главным образом для извлечения из земли золота и серебра. Ртуть образует с ними прочный сплав при обычной температуре; таким образом, на ртуть «налипает» золото или серебро, образуя амальгаму. Ее собирают, а затем нагревают осторожно. Ртуть улетучивается при небольшом нагреве, а золото или серебро остаются. Ртуть применяют в лекарственных целях, используют в термометрах. Она легко образует пары при обычной комнатной температуре, а пары эти ядовиты. Поэтому, разбив термометр, ртуть надо тщательно собрать
Интересные факты:
2 км самой тонкой золотой проволоки весят всего 1 г
Сусальное золото в 4 раза тоньше человеческого волоса
Щелочные металлы – самые мягкие, режутся ножом
Самый тугоплавкий металл – W, (вольфрам) tпл = 3380 0 C
Самый твёрдый металл – Cr(хром) приближенный по твёрдости к алмазу
1. Швейцарская фирма Valcambi выпускает золотые слитки Combibar в форме, напоминающей плитку шоколада. Главное их преимущество перед привычными слитками заключается в том, что такую плитку можно легко разломать на дольки весом в 1 грамм и использовать как подарок или альтернативное платёжное средство.
Кроме золота, компания выпускает подобные изделия из серебра, платины и палладия.
2. Согласно рекомендациям Международного олимпийского комитета, в золотых олимпийских медалях должно содержаться не менее 6 граммов чистого золота в виде нанесения. Как правило, организаторы Игр не увеличивают эту цифру, поэтому золотая медаль в физическом смысле по большей части серебряная. Так, в медалях высшей пробы лондонской Олимпиады-2012 содержание золота составляет чуть больше 1%.
3. Некоторым металлическим сплавам, например нитинолу (55% никеля и 45% титана), присущ эффект памяти формы. Он заключается в том, что деформированное изделие из такого материала при нагреве до определённой температуры возвращается к своей первоначальной форме. Это связано с тем, что данные сплавы имеют особую внутреннюю структуру под названием мартенсит, обладающую свойством термоупругости.
В деформированных частях структуры возникают внутренние напряжения, которые стремятся вернуть структуру в исходное состояние. Материалы с памятью формы нашли широкое применение в производстве - например, для соединительных втулок, которые при очень низкой температуре сжимаются, а при комнатной - распрямляются, формируя соединение гораздо надёжнее сварки.
4. Долгое время ценность монет была эквивалентна содержащемуся в них количеству металла. В связи с этим существовала проблема - мошенники срезали небольшие кусочки металла с краёв, чтобы делать из них новые монеты. Решение проблемы предложил Исаак Ньютон, который был по совместительству сотрудником Британского Королевского монетного двора. Его идея была очень простой - прорезать в краях монеты маленькие линии, из-за которых стёсанные края были бы сразу заметны. Эта часть на монетах оформляется таким образом по сей день и носит название гурт.
5. За всю историю человечества было добыто 165 000 тонн золота (по состоянию на конец 2009 года), причём половина этого количества - в ЮАР. Если отлить его в единый слиток, получится куб со стороной всего 20 метров - он, например, легко бы вместился целиком в спорткомплекс «Олимпийский». А количество железа, равное всему добытому человечеством золоту, извлекается из недр земного шара примерно за 45 минут.
6. Золото в чистом виде без примесей настолько мягкое, что его можно поцарапать ногтем. Поэтому в ювелирных изделиях золото всегда сплавляется с медью или серебром.
7. Французский артист Мишель Лотито прославился тем, что ел абсолютно несъедобные вещи. На своих представлениях он поглощал велосипеды, телевизоры и другие предметы из стекла, металла и резины. Однажды он разобрал самолёт Цессна 150 и за два года съел его по частям. Перед выступлением он «смазывал» желудок минеральным маслом, а во время процесса пил большое количество воды. Подсчитано, что за свою карьеру он поглотил около девяти тонн металла.
8. Расходы на производство всех российских монет до 5 рублей включительно превышают номинал этих монет. Например, стоимость чеканки 5-копеечной монеты составляет 71 копейку.
9. Хвощ зимующий, растущий в средней полосе России, обладает чрезвычайной жёсткостью. В стенках его наружных клеток накапливается кремнезём, и его зелёным стеблем можно поцарапать стальную поверхность.
10. Шахтёры средневековой Германии нашли красный минерал, напоминающий медную руду. Однако извлечь медь из него не удалось, в чём шахтёры обвинили озорного духа Никеля, а руду назвали Kupfernickel (Kupfer по-немецки медь). В 1751 году барон Кронштедт снова попытался извлечь медь из купферникеля, но в результате открыл новый металл белого цвета, который впоследствии и был назван никелем.
11. Сталь для американских спутников, измеряющих космическую радиацию, пришлось добывать из затопленного в 1919 году корабля «Кронпринц Вильгельм», поскольку радиационный фон от стали, изготовленной после 1945 года, слишком велик.
12. Платина в переводе с испанского буквально означает «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название, данное этому металлу конкистадорами, исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Сейчас на мировых биржах платина дороже серебра примерно в 100 раз.
13. Из-за дефицита металла во время Второй мировой войны британский инженер Джеффри Пайк предложил построить авианосец из нового композитного материала пайкерита (18-45% древесных опилок и до 82% водяного льда). Предполагалось, что такой корабль должен был действовать в холодных арктических водах и принимать на борт до 200 самолетов. Однако война закончилась быстрее, чем первый такой авианосец вышел в море.
14. Содержание золота в пепле, образующемся от сжигания сухого осадка канализационных отходов японского города Сува, более чем в 50 раз выше аналогичных показателей лучших золотоносных шахт. Специалисты объясняют этот факт тем, что в городе расположилось много заводов электроники, при производстве которой широко применяются золото и золотосодержащие сплавы. Установки по извлечению драгоценного металла уже работают.
15. Множество химических элементов получили своё название в честь стран или других географических объектов. Сразу 4 элемента - иттрий, иттербий, тербий и эрбий - были названы в честь шведской деревни Иттербю, около которой обнаружили крупное месторождение редкоземельных металлов.
16. При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В честь него и назвали сам металл кобальт.
17. По приказу Наполеона III были изготовлены алюминиевые столовые приборы, которые подавались на торжественных обедах императору и самым почётным гостям. Другие гости при этом пользовались приборами из традиционных драгоценных металлов - золота и серебра.
18. В атмосфере Земли содержится кислород, который окисляет металл. Тонкий слой окисления покрывает весь кусок металла, создавая таким образом как бы защитную пленку. Зато если взять 2 куска металла в космическом вакууме и приложить друг к другу то они склеятся. Это происходит потому что отсутствует окисленная поверхность действующая как барьер и атомы металла могут свободно взаимодействовать.
Учитывая это все металлические инструменты, которые используются космонавтами в открытом космосе имеют защитное пластиковое покрытие. Хотя этот эффект реален, но это не является особой проблемой, ведь даже если вы возьмете с Земли в космос уже окисленный инструмент он будет иметь защитную пленку и не прилипнет.
19. В 1828-ом году в России выпускали платиновые монеты достоинством 3, 6 и 12 рублей. На тот момент платина стоила вдвое дешевле серебра и называлось “серебришко”. Точнее такое назвали дали этому металлу испанские конкистадоры. Платина ценилась ниже серебра из-за того что она очень плохо подвергалась переплавке (высокая тугоплавкость). Сейчас платина дороже серебра примерно в 100 раз.
20. Самородное серебро встречается значительно реже, чем самородное золото, но общее количество золота на Земле гораздо меньше, чем серебра.
21. Самым дорогим металлом, искусственно созданным человеком является калифорний 252. Ориентировочная цена – 6 500 000 $ за 1 грамм. В данный момент на Земле существует не более 5 граммов этого металла. Вырабатывается калифорний 252 в мощных реакторах. За год в одном реакторе производится всего около 30 мкг этого редкого вещества.
22. Единственным металлом, который может сохранять жидкое состояние при комнатной температуре является ртуть.
23. Ртуть легко разрушает поверхностную пленку оксида алюминия, без которой алюминий быстро окисляется на воздухе. Именно поэтому ртуть нельзя перевозить в самолетах: если ртуть разольется в самолете, она может проделать дырку в фюзеляже.
24. Хром является самым твердым металлом из чистых металлов (не содержащих примесей)
25. Предметы, изготовленные из такого металла как медь, а также из ее сплавов, не могут создавать искры. Это свойство меди применяется в производстве инструментов для проведения огнеопасных работ. В Японии, подверженной частым землетрясениям, медь применяют для производства газовых трубопроводов, которые отличаются высокой сейсмоустойчивостью. Еще одно интересное свойство меди было выявлено в ходе исследования водоемов, в которых обитают карпы. Оказывается, в воде, не содержащей медь, развивается грибок, который губительно влияет на развитие карпов, а в воде, содержащей медь, карпы хорошо растут и размножаются. Медь есть и в организме человека, но она регулярно выводится, и поэтому мы нуждаемся в своеобразной дозаправке ежедневно 2мг меди.
26. Наиболее распространенный металл в почве Земли – алюминий. Но если взять всю планету в целом, то железо выйдет на первое место, так как оно составляет большую часть ядра Земли. Алюминия в недрах земли содержится восемь процентов, в то время как золота - всего 5 миллионных частей процента. Однако люди долго не знали алюминия: первый слиток его был выплавлен во Франции только в 1885 году, и металл этот считался тогда драгоценным. Офицеры и знать носили мундиры с пуговицами из алюминия - это был верх роскоши.
27. Железо является шестым из самых распространенных элементов во Вселенной. В древние времена, что-бы повысить прочность железа его запекали с навозом и кожей - так он насыщался углеродом и получалось, что-то вроде современной стали.
