10. Fémek
Egy kis fémtörténelem
Az emberiség kr.e. 7000 éve ismerte meg a fémeket, noha a fémek általános használatára csak évezredek múlva került sor. A korai időkben csupán a természetben elemi állapotban előforduló fémeket ismerték, így az aranyat, az ezüstöt, a rezet és a meteorit eredetű vasat. Elképzeléseink szerint kr.e. 4500 éve az emberek már termésaranyat gyűjtöttek, alig ötszáz évvel később már aranymosásra utaló jelek is fellelhetők. Feltehetően kr.e. 4000 éve fedezték fel a termésezüstöt. A vas sumér (mennyei fém) és egyiptomi elnevezése (égi fekete réz) a vas meteorit eredetére utal. A mítoszokban, mondákban számtalan utalást találunk a fémekkel kapcsolatban. Babilonban Marduk isten volt az arany fejedelme, míg Gibilt isteni kovácsként említik. A germán mitológia szerint Thor isten (képen) fedezte fel a vasat, az egyiptomiaknál pedig Ptah isten a rezet.
Nem tudjuk mikor került sor az első fémolvasztásra, illetve a fémek érceikből való előállítására. A legkezdetlegesebb fizikai megmunkálás a kalapálás lehetett, s csak később, kr.e. 3600 körül térhettek rá az olvasztás utáni öntésre.A fémekről általában
A periódusos rendszert szemlélve szembetűnik, hogy a kémiai elemek többsége a fémek közé tartozik. Az első és a második főcsoport elemei (más néven az s-mező elemei), a 3-7. főcsoport egyes elemei (más néven p-mező elemei), valamint a mellékcsoportok összes eleme (más néven d-mező elemei).
10.1. Mit jelent az s-, a p- és a d-mező?
A megoldáshoz elevenítsük fel az elektronszerkezetről tanultakat!
10.2. Írd fel a nátrium és a magnézium elektronszerkezetét, az alumínium és a klór elektronszerkezetét, valamint a vas és a cink elektronszerkezetét!Ha az elektronszerkezeteket helyesen írtátok fel látható, hogy az s-mező elemeinek legkülső elektronhéja mindig s, a p-mező elemeinek legkülső elektronhéja mindig p, ezek alapján kikövetkeztethető a d-mező elemeinek legkülső elektronhéja. Feltehetően mindenki emlékszik arra, hogy energetikai szempontból a 3p pályát követően NEM a 3d, hanem a 4s pálya épül ki elöbb.
10 .4. Az alábbi kérdések segítségével elevenítsd fel mit tanultatok ez idáig a fémekről!
Milyen kémiai kötés alakul ki a fématomok között?
Mit jelent az atomtörzs és a vegyértékhéj kifejezés?
Mit jelent a delokalizált elektron kifejezés?
Fémrács
A fémrács rácspontjaiban olyan fématomok vannak, amelyek legkülső elektronjaikat leadták, így ún. pozitív fématomtörzzsé alakultak. A delokalizált elektronok fogják a rácsot összetartó fémes kötést kialakítani. A leadott elektronok nem helyhez kötöttek (delokalizáltak) ezért az áramot vezetik. Vagyis feszültség hatására az elektronok vándorolni kezdenek – ez az elektromos áram. A pontos megértés kedvéért: A tó egyhelyben „lebegő” vízmolekulák tömege, míg folyó az áramló vízmolekulák tömege. Hasonlóan: a delokalizált elektronfelhő a „lebegő” elektronok tömege (az atomtörzsek között), míg az elektromos áram az áramló elektronok tömege.
Milyen színűek a fémek? Milyen kivételt ismersz?
Milyen halmazállapotúak a fémek? Milyen kivételt ismersz?
Milyen a fémek hő- és elektromos vezetőképessége?
