МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ, простые хим. вещества (элементы), обладающие комплексом характерных, б. или м. ясно выраженных физ. признаков, создающих благоприятные условия для их практического применения, как-то: твердость, ковкость, специфический блеск, высокий уд. вес, плавкость, допускающая отливку,’высокая теплопроводность и электропроводность, в нек-рых случаях неизменяемость от внешних хим. влияний и прочность при физ. воздействиях. Химия определяет М. как элементы, окислы к-рых в соединении с водой дают гидроокиси основного характера, способные реагировать с к-тами. В образующихся при этом солях М. входят в состав положительно заряженных ионов—к атионов. В этом смысле М. противопоставляются металлоидам, окислы к-рых образуют с водой к-ты, к-рыо входят в состав а н и о н о в. Два вышеприведенных определения не совпадают для различных М., и потому класс М. объединяет очень разнообразных и несходных между собой представителей. Крайними членами ряда М., с одной стороны, являются наиболее стойкие в металлургическом смысле М.—золото, платина, серебро,— т. н. благородные М., неизменяемые от большинства хим. агентов (поэтому в природе они встречаются преимущественно в самородном состоянии), а, с другой стороны—М., чрезвычайно энергично вступающие в хим. соединения и потому легко изменяющиеся на воздухе; сохранение их в форме свободных М. требует специальных предосторожностей, поэтому и в природе они встречаются только в форме соединений. Таковы напр. натрий, калий, кальций. Середину между этими крайними представителями занимает целый ряд переходных по своим свойствам М., и если для сравнения взять относительное сродство к кислороду, то можно расположить все М. в последовательный ряд (т. н. ряд напряжений), в к-ром каждый член по своим признакам занимает среднее место между двумя, смежными с ним. Наиболее химически энергичным металлом является цезий, наиболее «благородным»—золото. Ряд напряжений: Cs, К, Na, Li, Ba. Ca, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Cd, Co, Ni, Sri, Pb, H, Cu, Bi, Sb, Hg, Ag, Pd, Pt, Au. В периодической системе наиболее энергичные М. стоят в начале как малых, так и больших периодов (щелочные и щелочноземельные элементы), благородные же и переходные по своим свойствам М. находятся в середине больших периодов. По удельному весу М. разделяют па легкие и тяжелые. ГЦ е л о ч н ы е М. К ним принадлежат литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Все они— наиболее энергичные одновалентные катионо-образоватсли; чрезвычайно легко окисляются и вообще переходят в различные соединения; соли их даже со слабыми к-тами б. ч. нацело диссоциируют и почти все растворимы в воде. Поэтому в природе они б. или м. легко выщелачиваются из горных пород и находятся преимущественно в растворенном виде в те – кучей и морской воде. Этим определяется их роль в химии земной коры и биосферы как подвижных катионов и как носителей анионов, участвующих в обмене веществ. Солей натр и я в природе гораздо больше, чем калия. В наст, время щелочные М. готовятся электролизом концентрированных растворов хлористых солей при ртутном катоде, с к-рым они образуют амальгаму. Литий принадлежит к числу немногих элементов, способных соединяться непосредственно с газообразным азотом, образуя нитрид, Li3N. Реагируя энергично с водой, щелочные М. образуют гидроокиси, выделяя водород. С галогенами щелочные М. энергично реагируют, образуя галоидные соли. Гидроокиси щелочных М. имеют свойства сильных оснований—едких щелочей—и применяются как таковые, напр. NaOH, т. н. «каустик». Соли щелочных М. со слабыми кислотами обладают буферными свойствами.—В медицине щелочные М. играют роль в качестве катионов в соединении с различными анионами (например салициловокислый натрий, йодистый калий, марганцовокислый калий, бертолетова соль). Щелочноземельные!!. Сюда относятся бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Только бериллий и магний могут иметь значение как свободные М.; магний уже приобрел техническое значение в сплавах (напр. М1гналит—сплав магния с алюминием); бериллий в последнее время также обращает на себя внимание в металлургии как очень легкий М. Все щелочноземельные М. характеризуются своей способностью при взаимодействии с водой переходить в двухвалентные основания. Наиболее сильно эта способность выражена у тяжелых представителей группы бария и радия, наименее сильно—у бериллия. Та же градация наблюдается для степени диссоциации гидроокисей, т. е. для относительной силы их как оснований. Соответствующие соли не все растворимы в воде, а именно—труднорастворимы фосфорнокислые (2- и 3-ме
таль-ные), средние углекислые, кремнекислые, фтористые, а для Ba, Ra, Sr и отчасти Са также сернокислые. В этом заключается важная роль этих солей в солевом круговороте минеральной природы и биосферы. Соли щелочноземельных М. сравнительно трудно выщелачиваются из горных пород, гл. обр. в виде растворимых двууглекислых солей [напр. Са(НС03)2]. Содержание этих солей обусловливает т. н. жесткость воды. При переходе двууглекислых солей в углекислые или обмене с другими солями образуются и осаждаются нерастворимые соли щелочноземельных М. Таков процесс образования мощных пластов осадочных пород из морской воды, сталактитов в пещерах, накипи в паровых котлах, процесс отложения известковых и магнезиальных солей в организме при нормальных и пат. условиях (см. Известковые отлоэюеиия). О биол. значении щелочноземельных М. см. Ионы, Кальций, Магний, Обмен веществ, минеральный. Благородные металл ы. К числу благородных металлов надо отнести золото, | платину и ее аналоги и серебро. Все они туго-! плавки, трудно вступают в соединения (трудно | образуют катионы), с трудом растворяются в к-тах и то лишь при условии одновременного действия окислителя, сохраняют на воздухе свой естественный блеск, их окислы имеют елабоосновные свойства, а высший окисел зо – лота в виде гидроокиси Аи(ОН)3 имеет амфотер-яый, т. е. и слабоосповной и слабокислый, характер. Характерна легкость, с которой соли благородных М. восстанавливаются до свободного М.; при этом при осторожном действии восстановителей часто образуются коллоидные растворы. Коллоидные растворы серебра (ко-ляргол) применяются в медицине. Восстановление галоидного серебра па свету лежит в основе фотографических процессов. Золото и серебро в виду их мягкости применяются для поделок исключительно в сплавах с т. н. лигатурой, б. ч. с медью. Платина применяется для технических целей в чистом виде в виду ее стойкости по отношению к хим. воздействиям и тугоплавкости (t° пл. 1 764°). Платиновые М. в очень мелком раздроблении (так нал. губчатые металлы) служат прекрасными катализаторами. Переходные М. имеют значение и как свободные М. и в виде соединений. В природе, хотя они могут встречаться и самородками (напр. медь), б. ч. находятся в виде соединений, особенно часто в виде окислов, к-рые восстанавливаются обычно при высокой t° действием угля, иногда в. очень крупном масштабе, как например железо в доменных печах. Свободные М. применяются для технических целей, гл. обр. в виде сплавов, к-рые представляют или твердые растворы или стсхиометрические соединения; свойства сплавов чрезвычайно сильно зависят от их состава и этим широко пользуются в металлургии. Иногда благодаря примеси постороннего металла сплав приобретает необычные и очень ценные свойства: напр. «инвар», сплав железа с 36% Ni, 0,5% С и 0,5% Мп, не расширяется при нагревании; вольфрамовая сталь но отпускается даже при высоких температурах, стали с содержанием хрома и никеля чрезвычайно стойки по отношению к хим. агентам. Очень ценны сплавы моди с оловом (различного рода бронзы) и с цинком (латуни). Не менее важны сплавы алюминия как несомненного М. будущего, т. к. запасы алюминия в виде глины «в природе неисчерпаемы. Т. к. переходные М. способны к окислению, то их приходится предохранять от коррозии; для этого их покрывают лаком или лучше слоем более благородного М. (лужение, никелирование, цинкование и пр.). Иек-рые М. способны покрываться пленкой окисла, предохраняющей всю толщу от дальнейшего окисления; это т. н. пассивность металла; она характерна напр. для алюминия. Что касается соединений этой группы М., то они находят себе применение в электрохимии, аналитической и других отраслях химии; в медицине они имеют значение гл. обр. в области дезинфекционной практики; в этом отношении особенно важны соли ртути, серебра и висмута. Многие М. в своих соединениях имеют специфическое действие на человеческий организм. О биол. значении отдельных представителей этой группы М. и о действии их на организм—см. Висмут, Железо, Марганец, Pmyvib, Свинец и др. Соли переходных М. (так же впрочем, как и соли благородных М.) способны к образованию комплексных соединений. В высших окислах некоторые из М. образуют к-т-ы. Они входят в состав анионов; таковы к-ты марганца (Н2Мп04 и НМп04), хромовая к-та (Н2СЮ4); даже железо способно образовать к-ту (H2Fe04), аналогичную по составу серной к-те.—М. стали известны человеку сначала вероятно в самородном состоянии и обрабатыва – лись на холоду или путем ковки. Выплавка М – из руд, т. е. начатки металлургии, должна быть отнесена пример
но за 5 000 лет до хр. э. Первые М. представляли сплавы меди с различными другими М., т. н. доисторическая бронза, давшая название эре, продолжавшейся около 1 000 лет. Около 4 000 лет до хр. э. стала известна выплавка железа из руд. О фар-макол. действии М – см. соответствующие статьи; о значении в гистологии см. Импрегнация и др. методы. За, последние годы методом испепеления срезов удалось подойти к вопросу о гисто-топографии М. в тканях, о споктрофотометри-ческом определении их в последних, н. шилов.

Изучайте:

  • КАПИЛЯРОСКОПИЯ
    КАПИЛЯРОСКОПИЯ, методика исследования капиляров и капилярного кровообращения в коже живого человека. Впервые Гю-тер (Hi...
  • ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ
    ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ, аппараты для превращения твердого топлива в газообразное или в т. н. генераторный газ. В отличие от про...
  • ДЕЦЕРЕБРАЦИЯ
    ДЕЦЕРЕБРАЦИЯ, ДЕЦЕРБВРАЦИОННАЯ РИГИДНОСТЬ капли посредством аэратора из металлических сит А и заставляют падать по возд...
  • АФАКИЯ
    АФАКИЯ (от греч. а—отриц. част, и phakos—хрусталик), отсутствие хрусталика на его обычном месте в области зрачка. Объек...
  • НЕУСТОЙЧИВОСТЬ
    НЕУСТОЙЧИВОСТЬ психическая, термин в характерологии и симптоматологии психопатий (см.), обладающий большой неопределенн...