מתכות
גבישי סידן במיקרוסקופ אלקטרוני
עריכה: בלה וקסלר
מודל מבנה של חומר מתכתי
מבנה ענק תלת מימדי של יונים חיוביים (קטיונים, גלעיני מתכת) �ב"ים" של אלקטרונים חופשיים לא מאותרים שחופשיים לנוע בין הקטיונים.
"ים" האלקטרונים נוצר ע"י כך שכל אטום תרם את אלקטרוני הערכיות שלו (האלקטרונים ברמה האחרונה).
עריכה: בלה וקסלר
תנועה אקראית של אלקטרונים �ב"ים" האלקטרונים"
הקטיונים מסודרים בשכבות, והם כמו "איים" בתוך "ים" של אלקטרונים. אלקטרוני הערכיות אינם מאותרים, כלומר לא ברור איזה אלקטרון היה שייך לאיזה גרעין.
עריכה: בלה וקסלר
הקשר המתכתי
משיכה חשמלית בין היונים החיוביים (קטיונים) של מתכת לאלקטרונים השליליים שב"ים" האלקטרונים.
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
עריכה: בלה וקסלר
מתכות
אל מתכות
המתכות נמצאות באזור השמאלי והתחתון בטבלה המחזורית.
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(2) מוליכות חשמלית גבוהה במוצק ובנוזל.
(3) הולכת חום גבוהה במוצק ונוזל
(4) ניתנות לריקוע
(5) בעלות ברק מתכתי
(6) לרוב בעלות צבע אפור, מבהיר-כסוף עד כהה.
(7) לא מסיסות במים, אך חלקן מגיבות עם המים.
(1) רוב המתכות הן מוצקות בתנאי החדר, בעלות טמפ' התכה � בינוניות עד גבוהות, וטמפ' רתיחה גבוהות.
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(1) רוב המתכות הן מוצקות בתנאי החדר, � בעלות טמפ' התכה בינוניות עד גבוהות, � וטמפ' רתיחה גבוהות. מדוע?
� ניסוח תהליך ההתכה של מתכת:
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
ברזל מותך
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(2) מוליכות חשמלית גבוהה במוצק ובנוזל.
זרם חשמלי – תנועה מכוונת של חלקיקים טעונים. �מסקנה: לשם הולכת חשמל, על החלקיקים הטעונים להיות ניידים!
מוליכות חשמלית – יכולת להעביר זרם חשמלי.�
חלקיקים טעונים לא נעים בקו ישר ולא רצים מרתון מקוטב אחד לשני!
תנועתם מורכבת מאוד אך עם זאת הם נמשכים לקוטב המנוגד, מתנגשים עם החלקיקים הסמוכים וכך מעבירים אנרגיה זה לזה בכיוון מסוים – נוצר זרם.
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות
(2) מוליכות חשמלית גבוהה במוצק ובנוזל.
הסיבה למוליכות חשמלית טובה של מתכות הם האלקטרונים �הלא מאותרים שנעים חופשי ב"ים" האלקטרונים.�
(נתכים ותמיסות של חומרים יוניים מוליכים חשמל אודות היונים הניידים.)
(3) גם הולכת חום טובה של מתכות �נובעת מסיבה דומה:�האלקטרונים הניידים מעבירים �אנרגית חום זה לזה, מאזור חם יותר�לאזור פחות חם.
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(4) ניתנות לריקוע
בהפעלת כוח השכבות מחליקות זו על זו כי לכל הגלעינים גודל ומטען חיובי זהה. ה"ים" האלקטרוני נייד, לכן החלפת מיקום הגלעינים לא יוצרת כמעט התנגדות.
עריכה: בלה וקסלר
אפשר להכות על גוש מתכת עד שנעשה לדף דקיק...
תכונות של מתכות:
עריכה: בלה וקסלר
...במיוחד אם להכות על גוש מתכת המחומם היטב. מדוע?
תכונות של מתכות:
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(5) בעלות ברק מתכתי
(6) לרוב בעלות צבע אפור, מבהיר-כסוף עד כהה, חלקן צהובות.
אבל...
עריכה: בלה וקסלר
קוביית 1 סמ"ק ביסמות Bi טהור
לצד גבישי ביסמות
תכונות של מתכות:
עריכה: בלה וקסלר
תכונות של מתכות:
(7) לא מסיסות במים, אך חלקן מגיבות עם המים.
גבישי ביסמות חייבים את היופי והרב-גוניות שלהם לשכבה דקיקה של תחמוצות שנוצרות במגע עם חמצן על פני הגביש.
לא כל המתכות פעילות באותה מידה.
קיימות מתכות פעילות מאוד כגון אלקאליות (טור 1) ואלקאלות-עפרוריות (טור 2) שמגיבות בקלות רבה עם חמצן באוויר, עם המים ועם מגוון רחב של חומרים נוספים. לכן נהוג לשמור אותן בכלי סגור היטב תחת שכבת שמן המונעת חדירת אוויר ולחות.
יש מתכות יציבות, שלא נוטות להגיב. פלטינה וזהב, למשל.
כל יתר המתכות תמצאנה מבחינת פעילות במגוון בין שתי הקבוצות הנ”ל.
אונם, יש מספר מתכות יחסית פעילות שבמהרה מתכסות באוויר בשכבת תחמוצת דקיקה אך צפופה מאוד וצמודה מאוד לפני המתכת. שכבה זו מגנה על המתכת בפני תגובות עם הסביבה, כמו אבץ, אלומיניום וביסמות.
וכל זה תלוי במבנה אטומים של מתכות שונות: �פעילות כימית של מתכות מתבטא בנטיית האטומים שלהן למסור אלקטרונים ערכיים.
עריכה: בלה וקסלר
סגסוגת (מסג) – סריג שעשוי תערובת של מספר מתכות, או תערובת של מתכת נתונה עם אל מתכת כמו פחמן.
סגסוגות חזקות וקשות יותר מאשר מתכות טהורות (פלדה חזקה מברזל).
רוב הכלים העשויים ממתכת הם סגסוגות.
הסיבה לכך שסגסוגת בנויה מחלקיקים בגדלים שונים. הם פועלים כמו זיזים אשר אינם מאפשרים החלקת השכבות.
אם נוספים מעט אטומי אל-מתכת כמו פחמן, הם מקטינים את ניידות ענן האלקטרונים.
כוח
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
סגסוגת
קשה להחליק את שכבות הגלעינים במסג
עריכה: בלה וקסלר
מודל המתאר סגסוגת של ברזל (סגול) עם פחמן (שחור) ומתכת כספית (כחול).
עריכה: בלה וקסלר
מבנה של פלדה
מודל פס ההולכה
עריכה : ירדן קדמי
העשרה,
לא בתוכנית
מודל פס ההולכה- המשך
ההולכה יורדת עם הטמפ' כי הסדר בגביש יורד עם העלייה בטמפ', ובכך משפיע על תנוטעת האלקטרונים.
עריכה : ירדן קדמי
העשרה,
לא בתוכנית
פסק זמן לחשיבה: מיומנות השוואה
א.ראשית מבררים מה משווים ומה מטרת ההשוואה (לפעמים המטרה להעמיק את ההבנה, לפעמים המטרה היא לקבל החלטה)
ב.עושים רשימת קריטריונים להשוואה בין שני המושווים.
ג.לרשום את הדומה והשונה בין המושווים.
ד.לבחור ייצוג מתאים להצגת ההשוואה, למשל ע"י טבלה, או בייצוג גרפי.
ה. לנסח מה התובנה שלנו מהתהליך: מהן המסקנות? מה למדנו מהתהליך?
עריכה : ירדן קדמי
השוואה בין מודל "קטיונים בים אלקטרונים" למודל פס הערכיות
עריכה : ירדן קדמי
העשרה,
לא בתוכנית