Metais são um tipo de material que tem sido usado pelo homem desde os tempos antigos. Este grupo de substâncias é muito numeroso, mas todas possuem características físicas comuns, que são comumente chamadas de propriedades metálicas.
A dureza entre eles é comum, mas não decisiva. Mais específicos são outros que o metal mais macio possui. Essas propriedades são determinadas pelas peculiaridades de sua estrutura em nível molecular.
Propriedades dos metais
Ferro e suas ligas (aço, ferro fundido), cobre, alumínio… O uso desses materiais marcou avanços no progresso científico e tecnológico em diferentes fases do desenvolvimento da civilização. Cada um destes metais tem características que lhe conferem um valor prático único. As características comuns para eles são alta condutividade térmica e elétrica, plasticidade - a capacidade de manter a integridade durante a deformação, brilho metálico.
A lâmina de damasco que corta a armadura de ferro e o metal mais macio, sobre o qual permanecem vestígios do menor impacto, têm uma estrutura interna semelhante. É baseado em uma rede cristalina, em cujos nós estão átomos comcarga positiva e neutra, entre as quais existe um "gás de elétrons" - partículas que deixaram as camadas externas dos átomos devido ao enfraquecimento da ligação com o núcleo. Uma ligação metálica especial entre íons positivos localizados nos nós da rede cristalina é realizada devido às forças atrativas que surgem no "gás de elétrons". A dureza, densidade, ponto de fusão do metal dependem da concentração deste "gás".
Critérios de avaliação
A resposta para a questão de qual metal é o mais macio sempre será objeto de discussão, a menos que os critérios de avaliação sejam acordados e o próprio conceito de maciez seja definido. A opinião sobre essa característica do material será diferente para especialistas em diferentes indústrias. Um metalúrgico pode entender a maciez como maior maleabilidade, uma tendência a aceitar a deformação de materiais abrasivos, etc.
Para os cientistas de materiais, é importante poder comparar objetivamente as diferentes características das substâncias. A suavidade também deve ter critérios de avaliação geralmente aceitos. O metal mais macio do mundo deve ter indicadores geralmente reconhecidos que comprovem suas características de "recorde". Existem vários métodos que visam medir a maciez de diferentes materiais.
Métodos de medição
A maioria dos métodos certificados para medição de dureza são baseados na ação de contato sobre o material sob teste, medido com instrumentos de precisão, a partir de um corpo mais duro chamado penetrador. Dependendo do tipo de penetrador e dos métodos de medição, existem váriosmétodos:
- Método Brinell. O diâmetro da impressão deixada por uma bola de metal quando pressionada na superfície da substância de teste é determinado.
- Método Rockwell. A profundidade da indentação na superfície de uma esfera ou cone de diamante é medida.
- Método Vickers. A área da impressão deixada por uma pirâmide tetraédrica de diamante é determinada.
- Dureza Shore. Existem escalas para materiais muito duros e muito macios - a profundidade de imersão de uma agulha especial ou a altura de rebote da superfície de um atacante especial é medida.
Escala de dureza de Mohs
Esta escala para determinar a dureza relativa de minerais e metais foi proposta no início do século XIX pelo alemão Friedrich Moos. Baseia-se no método de raspagem, onde uma amostra mais dura deixa uma marca em uma mais macia, e é muito conveniente para descobrir qual metal é o mais macio. Em relação a 10 minerais de referência, aos quais é atribuído um índice de dureza condicional, é determinado um lugar na escala e um índice digital para a substância testada. O mineral de referência mais macio é o talco. Tem uma dureza Mohs de 1, e a mais dura, diamante, é 10.
A avaliação da dureza na escala de Mohs é baseada no princípio "mais macio - mais duro". É possível determinar exatamente quantas vezes, por exemplo, o alumínio, que tem índice na escala de Mohs de 2,75, é mais macio que o tungstênio (6,0), apenas com resultados de medição baseados em outros métodos. Mas para determinar o metal mais macio da tabela periódica, esta tabela é suficiente.
Os mais macios são os metais alcalinos
A partir da escala mineralógica de Mohs, observa-se que as mais moles são as substâncias relacionadas aos metais alcalinos. Mesmo o mercúrio, familiar para muitos do líquido de um termômetro, tem um índice de dureza de 1,5. Mais macio do que várias substâncias com propriedades físicas, mecânicas e químicas semelhantes: lítio (0,6 na escala Mohs), sódio (0,5), potássio (0, 4), rubídio (0, 3). O metal mais macio é o césio, que tem uma escala de dureza Mohs de 0,2.
As propriedades físicas e químicas dos metais alcalinos são determinadas por sua configuração eletrônica. Difere apenas ligeiramente da estrutura dos gases inertes. Um elétron localizado em um nível de energia externo tem mobilidade, o que determina alta atividade química. Os metais mais macios são caracterizados por uma volatilidade especial, são difíceis de minerar e preservar in alterados. Eles têm interações químicas violentas com ar, água, oxigênio.
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O nome "césio" vem do latim caesius - "céu azul": no espectro emitido por uma substância muito quente, duas listras azuis brilhantes são visíveis na faixa do infravermelho. Em sua forma pura, reflete bem a luz, parece ouro claro e tem uma cor amarelo-prateada. O césio é o metal mais macio do mundo, com um índice de dureza Brinell de 0,15 MN/m2 (0,015 kgf/cm2). Ponto de fusão: +28,5°C, portanto, em condições normais, à temperatura ambiente, o césio está em estado semilíquido.
É rarometal caro e extremamente reativo. Na eletrônica, engenharia de rádio e indústria química de alta tecnologia, o césio e as ligas à base dele são cada vez mais usados e a necessidade dele está em constante crescimento. Sua atividade química, a capacidade de formar compostos com a mais alta condutividade elétrica estão em demanda. O césio é um componente importante na produção de dispositivos ópticos especiais, lâmpadas com propriedades únicas e outros produtos de alta tecnologia. Ao mesmo tempo, suavidade não é sua qualidade mais procurada.
