Описание физических свойств меди: Физические свойства меди

Краткое описание физических свойств меди обосновывает ее популярность в промышленности и быту

Медь – представитель группы цветных металлов, широко используемый в промышленности и быту на протяжении многих столетий. В таблице Менделеева элемент представлен в 11 группе 4 периода и обозначается латинской маркировкой Сu. Представляет собой металл с высокими показателями пластичности, плотности, электрической и тепловой проводимости.

Физические свойства меди

Медь, встречающаяся в природе, отличается характерным розовым оттенком, который со временем меняется на желтовато-красный из-за образования тонкой оксидной пленки. В науке известно еще 4 таких элемента, имеющих ярко выраженную цветовую окраску, отличающуюся от привычного металлического серого оттенка. Ниже представлены краткие сведения о физических свойствах меди:

• Яркий цвет металла объясняется его внутренним строением – при переходе электронов наблюдается энергетическая разница в расположении элементарных частиц на орбиталях. Данная разница соотносится с длиной световой волны оранжевого оттенка.
• Вне зависимости наличия примесей, медь имеет структурированную кристаллическую решетку, которая обладает повышенной эластичностью.
• Идеальная проводимость электрического тока позволяет применять металл при изготовлении кабельной продукции. По данному показателю медь уступает лишь серебру. Но использование драгоценного металла в электротехнике не нашло большой популярности из-за высокой цены.
• Медь отлично вступает в реакцию с другими металлами, образуя различные сплавы. Наиболее популярные из них – бронза (сплав с оловом), мельхиор (с никелем), латунь (с хромом) и некоторые другие.
• Металл является типичным представителем диамагнетиков, проявляющих свои магнитные свойства исключительно при наличии внутреннего поля. Это свойство меди позволяет применять материал при изготовлении электромагнита либо катушки с током.
• Показатель относительного увеличения длины составляет 60%.
• Плотность материала несколько превышает удельный вес стали и составляет 8940 кг/м3.
• Медь является эластичным материалом, хорошо поддающимся ковке, изгибу и другим манипуляциям, сопровождаемым механическим воздействием.

Физические свойства Cu практически невозможно изменить без внедрения дополнительных элементов и создания сплавов. Но, даже при их наличии, единственная величина, которая подвергается корректировке – это предельная механическая прочность материала.

Влияние физических свойств вещества меди на область ее применения

Благодаря повышенной пластичности и проводимости медь применяется как сырьевой материал для изготовления следующих видов продукции:

• Главное назначение – производство силовых электрических кабелей, так как металл обладает минимальным сопротивлением при пропуске тока.
• Хорошая ковкость и пластичность материала без изменения структуры кристаллической решетки, а также его антикоррозионные свойства позволяют изготавливать профильные и фасонные изделия. Данные элементы активно используются в химической, газовой и нефтяной промышленности.
• Из-за идеальной теплопроводности материал применяется при сборке кулеров, кондиционеров, теплогенераторов и других систем охлаждения или обогрева помещений.

Характерные химические и физические свойства меди делают этот металл универсальным, и он используется в машиностроении, при производстве большинства бытовых приборов, а также как основной или вспомогательный компонент в химической промышленности.

физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

• Полный каталог статей

Физические свойства меди

Нравится? Поделись!

Медь — это часто встречающийся и используемый в нашей повседневной жизни металл. Прочтите следующие абзацы, чтобы получить некоторую информацию о физических свойствах этого элемента.

В повседневной жизни мы используем различные изделия из меди. С научной точки зрения известно, что это элемент, который представлен в периодической таблице как «Cu» с атомным номером 29. Медь была очень полезным металлом с древних времен, и люди использовали его множеством способов для изготовления посуды. , денежные монеты, конструкции и т.п.

При добыче чистой меди она имеет красновато-оранжевый цвет, но может реагировать с кислородом, вызывая уникальное изменение цвета. Медь также может изменять свой цвет из-за тенденции отражать свет в красном спектре.

Ковкость

Одним из наиболее важных свойств меди является ее ковкость. Хотя оба эти свойства не совпадают, их можно до некоторой степени соотнести. Ковкость определяется как свойство металла или твердого тела подвергаться ковки и изгибу в различные формы без разрушения или растрескивания. Благодаря этой характеристике можно изготавливать тонкие листы меди.

Пластичность

Относится к степени, до которой металл может деформироваться без напряжения и без разрушения. Таким образом, можно изготавливать тонкие проволоки из этого металла. Медь можно скручивать и формовать в любом направлении. Температура плавления меди составляет 1083 градуса по Цельсию (1982 градуса по Фаренгейту), а температура кипения составляет 2595 градусов по Цельсию (4703 градуса по Фаренгейту). Он находится во всех трех состояниях металла.

Проводимость

Медь характеризуется отличной тепло- и электропроводностью. После серебра это второй лучший электрический проводник в природе. В чистом виде его проводимость еще более эффективна, а значит, из этого элемента лучше всего изготавливать посуду и провода. Он также используется в холодильниках и радиаторах, так как передача электричества и тепла может быть очень быстрой.

Устойчивость к коррозии

Медь устойчива к изменениям окружающей среды, что приводит к ржавчине и коррозии. Если он находится в контакте с влагой в течение очень долгого времени, его цвет меняется с обычного красновато-оранжевого на красновато-коричневый. Когда медь окисляется, она становится зеленой, и эта пленка предотвращает дальнейшую коррозию. Следовательно, это также очень прочный металл.

Формирование сплавов

Медь обладает очень хорошей способностью соединяться с другими металлами с образованием сплавов. Также в нем максимальное количество сплавов с самыми разными металлами, и все они используются для тех или иных целей. Эти сплавы имеют самую высокую стойкость к коррозии и очень эффективны в своих изделиях. Бронза и латунь — два самых традиционных медных сплава, которые использовались на протяжении многих веков. Медь используется не только в чистом виде, но и в производстве сплавов.

Без категорий

Получайте обновления прямо в папку «Входящие»

Подпишитесь, чтобы получать последние и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (плюс-минус)… прямо в папку «Входящие».

Обновления блога

Адрес электронной почты
*

Что такое медь? — Определение, возникновение, свойства, использование

Соли меди(II) представляют собой широко встречающиеся соединения, которые часто придают синий или зеленый цвет таким минералам, как азурит, малахит и бирюза, и исторически широко использовались в качестве пигментов. Медь, используемая в строительстве, обычно для кровли, окисляется с образованием зеленой зелени. Соединения меди используются для изготовления бактериостатических средств, фунгицидов и консервантов для древесины.

Это мягкий, ковкий и пластичный металл с высокой тепло- и электропроводностью. Цвет свежеобнаженной поверхности чистой меди розовато-оранжевый. Медь используется в качестве проводника тепла и электричества, строительного материала и компонента нескольких металлических сплавов, включая стерлинговое серебро в ювелирных изделиях, мельхиор в морском оборудовании и монетах, а также константан в термометрах и термопарах.

Медь имеет химический символ Cu и атомный номер 29.. Медь необходима всем живым организмам в качестве микроэлемента, потому что она является компонентом комплекса дыхательных ферментов цитохром-с-оксидазы. Медь в основном содержится в печени, мышцах и костях человека.

Происхождение меди

• Медь образуется в массивных звездах и содержится в земной коре в концентрации около 50 частей на миллион.
• Медь содержится в различных минералах, включая самородную медь, сульфиды меди, такие как халькопирит, борнит, дигенит, ковеллит и халькоцит, сульфосоли меди, карбонаты меди, такие как азурит и малахит, а также медь (I) или медь (II) оксиды, такие как куприт.
• Медь является 25-м ^-м -м самым распространенным элементом в земной коре, на долю которого приходится 50 частей на миллион (ppm), по сравнению с 75 частями на миллион для цинка и 14 частями на миллион для свинца.

Свойства меди

1. Медь представляет собой красноватый металл с гранецентрированной кубической кристаллической структурой.
2. Благодаря своей полосчатой ​​структуре он отражает красный и оранжевый свет и поглощает другие частоты в видимом спектре, придавая ему приятный красноватый цвет.
3. Он податлив, пластичен и является отличным проводником тепла и электричества.
4. Он мягче цинка и может быть отполирован до блеска.
5. Медь – металл с низкой химической активностью.
6. Во влажном воздухе образует на поверхности зеленоватую пленку, называемую патиной, которая защищает металл от дальнейшего окисления.

Использование меди

Сульфат меди широко используется в качестве яда в сельском хозяйстве и в качестве альгицида при очистке воды. Хотя многие люди не думают, что медь используется для чего-либо, кроме монет, она является важным компонентом в производстве бронзы.

Медь была первым металлом, над которым работали люди в истории. Бронзовый век был назван в честь открытия, что его можно закалить с небольшим количеством олова, чтобы образовать легированную бронзу. Он используется в широком спектре продуктов, включая банки, фольгу для приготовления пищи и кастрюли, а также электрические кабели, самолеты и космические аппараты.

Электропроводность особенно важна, поскольку на проволоку приходится более половины мирового потребления меди. Химическое осаждение из паровой фазы, которое используется в производстве полупроводников, представляет собой процесс осаждения тонких медных пленок из газофазного прекурсора. Медь в основном используется в виде сплава золота и серебра, и ее часто покрывают тем или иным сплавом.

Медь в основном используется в электрооборудовании (60 %) и строительстве (20 %), а также в промышленном оборудовании, таком как теплообменники (15 %) и сплавы (5 %). Бронза, латунь (медно-цинковый сплав), медь-олово-цинк, который был достаточно прочным для изготовления ружей и пушек и был известен как бронза, а также медь и никель, известный как мельхиор, который был предпочтительным металлом для мелких купюр. монеты, являются основными давно зарекомендовавшими себя медными сплавами. Медь — отличный выбор для электропроводки, потому что с ней легко работать, из нее можно вытянуть тонкую проволоку и она обладает высокой электропроводностью.

Медь в окружающей среде

Медь является очень распространенным веществом, которое естественным образом встречается в окружающей среде и распространяется в результате естественных процессов. Медь широко используется человеком. Производство меди в мире продолжает расти. По сути, это означает, что все большее количество меди попадает в окружающую среду. Реки откладывают на своих берегах загрязненные медью шламы в результате сброса медьсодержащих сточных вод. Медь попадает в атмосферу в основном при сжигании ископаемого топлива. Медь в воздухе будет оставаться там в течение длительного периода времени, прежде чем осядет, когда начнется дождь. Затем он в первую очередь попадет в почву. В результате почвы могут содержать значительное количество меди после осаждения меди из воздуха.

Медь может попадать в окружающую среду как из природных, так и из антропогенных источников. Переносимая ветром пыль, гниющая растительность, лесные пожары и морские брызги являются примерами природных источников. Уже выявлено несколько видов деятельности человека, которые способствуют выбросу меди. Горнодобывающая промышленность, производство металлов, производство древесины и производство фосфорных удобрений являются некоторыми другими примерами. Медь очень распространена в окружающей среде, потому что она выделяется как естественным путем, так и в результате деятельности человека. Медь часто обнаруживают вблизи шахт, промышленных объектов, свалок и мест захоронения отходов.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Как можно использовать медь?

Ответ:

Медь в основном используется в электропроводке, кровле, сантехнике и промышленном оборудовании. Медь в чистом виде используется в большинстве этих приложений. Однако его можно легировать другими металлами для достижения более высоких уровней твердости. Медные провода использовались в производстве, распределении, передаче и электронных схемах электроэнергии. На самом деле электропроводка потребляет более половины всей добываемой меди.

Вопрос 2. Почему компания Copper не следует принципу Ауфбау?

Ответ:

Из-за относительно небольшой энергетической щели между 3d- и 4s-орбиталями, а также дополнительной стабильности, обеспечиваемой полностью заполненной d-орбиталью, электронная конфигурация меди не подчиняется принципу Ауфбау. .

Вопрос 3. Что такое принцип Ауфбау?

Ответ:

Принцип Ауфбау определяет, как электроны заполняются на атомных орбиталях атома в его основном состоянии. Согласно этой теории, электроны заполняют атомные орбитали в порядке возрастания орбитального энергетического уровня.