МЕТАЛЛЫ

простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные волны (блеск и непрозрачность), пластичностью. М. в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение. В парообразном состоянии М. одноатомны.

Перечисленные выше характерные свойства М. обусловлены их электронным строением. Атомы М. легко отдают внешние (валентные) электроны. В кристаллической решётке М. не все электроны связаны со своими атомами. Некоторая их часть (Металлы 1 на атом) подвижна. Эти электроны могут более или менее свободно перемещаться по М. Существование свободных электронов (электронов проводимости) в М. объясняется зонной теорией (см. Твёрдое тело). М. можно представить себе в виде остова из положительных ионов, погруженного в «электронный газ». Последний компенсирует силы электростатического отталкивания между положительными ионами и тем самым связывает их в твёрдое тело (металлическая связь).

Из известных (1974) 105 химических элементов 83 — М. и лишь 22 — Неметаллы. Если в длинном или «полудлинном» варианте периодической системы элементов (См. Периодическая система элементов) Менделеева провести прямую линию от бора до астата (табл. 1), то можно считать, что неметаллы расположены на этой линии и справа от неё, а М. — слева.

Не следует, однако, абсолютизировать ни свойства, характерные для М., ни их отличия от неметаллов. Металлический блеск присущ только компактным металлическим образцам. Тончайшие листки Ag и Au (толщиной 10^-4 мм) просвечивают голубовато-зелёным цветом. Мельчайшие порошки М. часто имеют чёрный или черно-серый цвет.Некоторые металлы (Zn, Sb, Bi) при комнатной температуре хрупки и становятся пластичными только при нагревании.

Вся совокупность перечисленных выше свойств присуща типичным М. (например, Cu, Au, Ag, Fe) при обычных условиях (атмосферном давлении, комнатной температуре). При очень высоких давлениях (Металлы 10⁵—10⁶ ам) свойства М. могут существенно измениться, а неметаллы приобрести металлические свойства.

Многие простые вещества по одним свойствам можно отнести к М., по др. — к неметаллам. Особенно много такого рода «нарушений» имеет место вблизи границы, проведённой в табл. 1. Так, Ge по внешнему виду — М., в химическом отношении проявляет себя скорее как М. (легче отдаёт электроны, чем принимает), а по величине и характеру электропроводности Ge — полупроводник. Сурьма Sb имеет электросопротивление слишком большое для М., однако температурный коэффициент сопротивления у Sb положительный и большой, как у М.; по способности отдавать электроны Sb также относится к М. As, Sb и Bi иногда называют полуметаллами (См. Полуметаллы). Po по внешнему виду — М., в химическом отношении ему присущи свойства и М., и неметалла — наряду с положительной валентностью (точнее окислительным числом) проявляется и отрицательная (— 2).

Металлические сплавы по свойствам имеют много общего с М., поэтому в физической, технической и экономической литературе нередко к М. относят также и Сплавы.

Историческая справка. Термин «металл» произошёл от греческого слова métallon (от metalléuo — выкапываю, добываю из земли), которое означало первоначально копи, рудники (в этом смысле оно встречается у Геродота, 5 в. до н. э.). То, что добывалось в рудниках, Платон называл metalléia. В древности и в средние века считалось, что существует только 7 М.: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть (см. Знаки химические). По алхимическим представлениям, М. зарождались в земных недрах под влиянием лучей планет и постепенно крайне медленно совершенствовались, превращаясь в серебро и золото (см. Алхимия). Алхимики полагали, что М. — вещества сложные, состоящие из «начала металличности» (ртути) и «начала горючести» (серы). В начале 18 в. получила распространение гипотеза, согласно которой М. состоят из земли и «начала горючести» — флогистона. М. В. Ломоносов насчитывал 6 М. (Au, Ag, Cu, Sn, Fe, Pb) и определял М. как «светлое тело, которое ковать можно». В конце 18 в. А. Л. Лавуазье опроверг гипотезу флогистона и показал, что М. — простые вещества. В 1789 Лавуазье в руководстве по химии дал список простых веществ, в который включил все известные тогда 17 М. (Sb, Ag, As, Bi, Со, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn). По мере развития методов химического исследования число известных М. возрастало. В 1-й половине 19 в. были открыты спутники Pt, получены путём электролиза некоторые щелочные и щёлочноземельные М., положено начало разделению редкоземельных металлов, открыты неизвестные М. при химическом анализе минералов. В 1860—63 методом спектрального анализа были открыты Cs, Rb, Tl, In. Блестяще подтвердилось существование М., предсказанных Д. И. Менделеевым на основе его периодического закона. Открытие радиоактивности (См. Радиоактивность) в конце 19 в. повлекло за собой поиски природных радиоактивных М., увенчавшиеся полным успехом. Наконец, методом ядерных превращений начиная с середины 20 в. были искусственно получены радиоактивные М., в частности Трансурановые элементы.

В конце 19 — начале 20 вв. получила физико-химическую основу металлургия — наука о производстве М. из природного сырья. Тогда же началось исследование свойств М. и их сплавов в зависимости от состава и строения (см. Металловедение, Металлофизика).

Химические свойства. В соответствии с местом, занимаемым в периодической системе элементов (табл. 1), различают М. главных и побочных подгрупп. М. главных подгрупп (подгруппы а) называют также непереходными. Эти М. характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение s- и р-электронных оболочек. В атомах М. побочных подгрупп (подгруппы б), называют переходными, происходит достраивание d- и f-оболочек, в соответствии с чем их делят на d-группу и две f-группы — Лантаноиды и Актиноиды. В подгруппы а входят 22 М.: Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (I a); Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (II a); Al, Ga, In, Tl (III a); Ge, Sn, Pb (IV a); Sb, Bi (V a); Po (VI а). В подгруппы б входят: 1) 33 переходных металла d-группы [Cu, Ag, Au (I б), Zn, Cd, Hg (II б); Sc, Y, La, Ac (III б); Ti, Zr, Hf, Ku (IV б); V, Nb, Ta, элемент с Z = 105 (V б), Cr, Mo, W (VI б), Mn, Te, Re (VII б), Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, 0s, lr, Pt (VIII б)]; 2) 28 М. f-группы (14лантаноидов и 14 актиноидов).

Электронная структура атомов некоторых d-элементов имеет ту особенность, что один из электронов внешнего уровня переходит на d-подуровень. Это происходит при достройке этого подуровня до 5 или 10 электронов. Поэтому электронная структура валентных подуровней атомов d-элементов, находящихся в одной подгруппе, не всегда одинакова. Например, Cr и Mo (подгруппа VI б) имеют внешнюю электронную структуру соответственно 3d⁵4s¹ и 4d⁵5s¹, тогда как у W она 5d⁴6s². В атоме Pd (подгруппа VIII б) два внешних электрона «перешли» на соседний валентный подуровень, и для атома Pd наблюдается d¹⁰ вместо ожидаемого d⁸s².

М. присущи многие общие химические свойства, обусловленные слабой связью валентных электронов с ядром атома: образование положительно заряженных ионов (катионов), проявление положительной валентности (окислительного числа), образование основных окислов и гидроокисей, замещение водорода в кислотах и т.д. Металлические свойства элементов можно сравнить, сопоставляя их электроотрицательность [способность атомов в молекулах (в ковалентной связи) притягивать электроны, выражена в условных единицах]; элементу присущи свойства М. тем больше, чем ниже его электроотрицательность (чем сильнее выражен электроположительный характер).

В периодической системе элементов (См. Периодическая система элементов) Менделеева (табл. 1) в пределах каждого периода, начиная со 2-го, с увеличением атомного номера электроотрицательность возрастает от 2 до 7, начиная со щелочного металла и кончая галогеном (переход от М. к неметаллам). В пределах подгрупп (а и б) с увеличением атомного номера электроотрицательность в общем уменьшается, хотя и не всегда последовательно. В семействах лантаноидов и актиноидов она сохраняется примерно на одном уровне.

Если расположить М. в последовательности увеличения их нормальных потенциалов (См. Нормальный потенциал), получим т. н. ряд напряжений или Ряд активностей (табл. 2 и 3). Рассмотрение этого ряда показывает, что по мере приближения к его концу — от щелочных и щёлочноземельных М. к Pt и Au — электроположительный характер членов ряда уменьшается. М. от Li по Na вытесняют H₂ из H₂O на холоду, а от Mg по Tl — при нагревании. Все М., стоящие в ряду выше H₂, вытесняют его из разбавленных кислот (на холоду или при нагревании). М., стоящие ниже H₂, растворяются только в кислородных кислотах (таких, как концентрированная H₂SO₄ при нагревании или HNO₃), а Pt, Au — только в царской водке (Ir нерастворим и в ней).

М. от Li по Na легко реагируют с O₂ на холоду; последующие члены ряда соединяются с O₂ только при нагревании, а lr, Pt, Au в прямое взаимодействие с O₂ не вступают.

Окислы М. от Li по Al (табл. 2) и от La по Zn (табл. 3) трудно восстановимы; по мере продвижения к концу ряда восстановимость окислов увеличивается, а окислы последних его членов разлагаются на М. и O₂ уже при слабом нагревании. О прочности соединений М. с кислородом (и др. неметаллами) можно судить и по разности их электроотрицательностей (табл. 1): чем она больше, тем прочнее соединение.

Табл. 2. — Нормальные электродные потенциалы непереходных металлов

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| | 25 °С, в | | 25 °C, в | | 25 °С, в |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Li ⇔ Li⁺ + е | -3,0245 | Mg ⇔ Mg²⁺ + 2е | -2,375 | Sn ⇔ Sn²⁺ + 2e | -0,140 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Cs ⇔ Cs⁺ + e | -3,020 | Be ⇔ Be²⁺ + 2e | -1,69 | Pb ⇔ Pb²⁺ + 2e | -0,126 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Rb ⇔ Rb⁺ + e | -2,990 | Al ⇔ Al³⁺ + 3e | -1,67 | Ha ⇔ 2H⁺ + 2e | 0 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| К ⇔ K⁺ + e | -2,925 | Ga ⇔ Ga³⁺ + 3e | -0,52 | Sb ⇔ Sb³⁺ + 3e | +0,20 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ra ⇔ Ra²⁺ + 2е | -2,92 | Ga ⇔ Ga²⁺ + 2e | -0,45 | Bi ⇔ Bi³⁺ + 3e | +0,23 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ba ⇔ Ba²⁺ + 2e | -2,90 | In ⇔ ln³⁺+ 3e | -0,34 | Po ⇔ Po³⁺ + 3e | +0,56 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Sr ⇔ Sr²⁺ + 2e | -2,89 | Tl ⇔ Tl⁺+ е | -0,338 | Po ⇔ Po²⁺ + 2е | +0,65 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ca ⇔ Ca²⁺ + 2e | -2,87 | In ⇔ ln²⁺ + 2e | -0,25 | Tl ⇔ Tl³⁺ + 3e | +0,71 |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Na ⇔ Na⁺ + е | -2,714 | | | Pb ⇔ Pb⁴⁺ + 4е | +0,80 |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Табл. 3. — Нормальные электродные потенциалы переходных металлов

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ac ⇔ Ac³⁺ + 3e | -2,60 | Cr ⇔ Cr³⁺ + 3е | -0,74 | Ru ⇔ Ru²⁺ + 2e | +0,45 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| La ⇔ La³⁺ + 3e | -2,52 | Fe ⇔ Fe²⁺ + 2e | -0,44 | Mn ⇔ Mn³⁺ + 3e | +0,47 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Y ⇔ Y³⁺ + 3e | -2,37 | Cd ⇔ Cd²⁺ + 2e | -0,402 | Cu ⇔ Cu⁺+ e | +0,522 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Sc ⇔ Sc³⁺ + 3e | -2,08 | Re ⇔ Re³⁺ + 3e | -0,3 | Rh ⇔ Rh²⁺ + 2e | +0,60 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Hf ⇔ Hf⁴⁺ + 4е | -1,70 | Co ⇔ Co²⁺+ 2e | -0,277 | W ⇔ W⁶⁺ + 6e | +0,68 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ti ⇔ Ti³⁺ + 3е | -1,63 | Ni ⇔ Ni²⁺ + 2е | -0,25 | Rh ⇔ Rh³⁺ + 3e | +0,70 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Zr ⇔ Zr⁴⁺ + 4е | -1,56 | Те ⇔ Te²⁺ + 2e | -0,24 | 0s ⇔ Os²⁺ + 2e | +0,70 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| V ⇔ V²⁺ + 2e | -1,18 | Mo ⇔ Mo³⁺ + 3е | -0,20 | Ag ⇔ Ag⁺++с | +0,779 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Mn ⇔ Mn²⁺+ 2e | -1,18 | H2 ⇔ 2H⁺ + 2e | 0,000 | Pd ⇔ Pd²⁺ + 2e | +0,83 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Nb ⇔ Nb³⁺ + 3e | -1,10 | Fe ⇔ Fe³⁺ + 3e | +0,036 | Hg ⇔ Hg²⁺ + 2e | +0,854 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| V ⇔ V³⁺+3e | -0,87 | W ⇔ W³⁺ + 3e | +0,11 | lr ⇔ lr³⁺ + 3e | +1,0 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Cr ⇔ Cr²⁺ + 2e | -0,86 | Cu ⇔ Cu²⁺ + 2e | +0,346 | Pt ⇔ Pt²⁺ + 2e | +1,2 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Zn ⇔ Zi³⁺ + 2e | -0,761 | Co ⇔ Co³⁺ + 3e | +0,40 | Au ⇔ Au³⁺ + 3e | +1,5 |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | | | | Au ⇔ Au⁺ + e | +1,7 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Валентности (точнее, окислительные числа) непереходных М. равны: +1 для подгруппы I а; +2 для II a; +1 и +3 для III a; +2 и +4 для IV a; +2, +3 и +5 для V a; — 2, +2, +4, +6 для VI a. У переходных М. наблюдается ещё большее разнообразие окислительных чисел: +1, +2, +3 для подгруппы I б, +2 для II б; +3 для III б; +2, +3, +4 для IV б; +2, +3, +4, +5 для V б; +2, +3, +4, +5, +6 для VI б, +2, +3, +4, +5, +6, +7 для VII б, от +2 до +8 в VIII б. В семействе лантаноидов наблюдаются окислительные числа +2, +3 и +4, в семействе актиноидов — от +3 до +6. Низшие окислы М. обладают основными свойствами, высшие являются ангидридами кислот (см. Кислоты и основания). М., имеющие переменную валентность (например, Cr, Mn, Fe), в соединениях, отвечающих низшим степеням окисления [Cr (+2), Mn (+2), Fe (+2)], проявляют восстановительные свойства; в высших степенях окисления те же М. [Cr (+6), Mn (+7), Fe (+3)] обнаруживают окислительные свойства. О химических соединениях М. друг с другом см. в ст. Металлиды, о соединениях М. с неметаллами см. в статьях Бориды, Гидриды, Карбиды, Нитриды, Окислы и др.

Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, 2 изд., т. 1—3, М., 1969—70; Дей М. К., Селбин Дж., Теоретическая неорганическая химия, пер. с англ., 2 изд., М., 1971; Барнард А., Теоретические основы неорганической химии, пер. с англ., М., 1968; Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т. 1—2, Химия металлов, пер. с рум., М., 1971—72. См. также лит. при ст. Неорганическая химия.

С. А. Погодин.

Физические свойства. Большинство М. кристаллизуется в относительно простых структурах — кубических (кубические объёмноцентрированная ОЦК и гранецентрированная ГЦК решётки) и гексагональных ПГУ, соответствующих наиболее плотной упаковке атомов. Лишь небольшое число М. имеет более сложные типы кристаллических решёток. Многие М. в зависимости от внешних условий (температуры, давления) могут существовать в виде двух или более кристаллических модификаций (см. Полиморфизм). Полиморфные превращения иногда связаны с потерей металлических свойств, например превращение белого олова (β-Sn) в серое (α-Sn).

Электрические свойства. Удельная электропроводность М. при комнатной температуре σ Металлы 10^-6—10^-4 ом^-1см^-1 (табл. 1), тогда как у диэлектриков (См. Диэлектрики), например у серы, σ Металлы 10^-17 ом^-1см^-1. Промежуточные значения σ соответствуют полупроводникам (См. Полупроводники). Характерным свойством М. как проводников электрического тока является линейная зависимость между плотностью тока и напряжённостью приложенного электрического поля (Ома закон). Носителями тока в М. являются электроны проводимости, обладающие высокой подвижностью. Согласно квантово-механическим представлениям, в идеальном кристалле (См. Идеальный кристалл) электроны проводимости (при полном отсутствии тепловых колебаний кристаллической решётки (См. Колебания кристаллической решётки)) вообще не встречают сопротивления на своём пути. Существование у реальных М. электросопротивления является результатом нарушения периодичности кристаллической решётки. Эти нарушения могут быть связаны как с тепловым движением атомов, так и с наличием примесных атомов, вакансий (См. Вакансия), дислокаций (См. Дислокации) и др. дефектов в кристаллах (См. Дефекты в кристаллах). На тепловых колебаниях и дефектах (а также друг на друге) происходит рассеяние электронов. Мерой рассеяния служит длина свободного пробега — среднее расстояние l между двумя последовательными столкновениями электронов. Величина удельной электропроводности σ связана с длиной свободного пробега l соотношением:

σ = nel/p_F, (1)

где n — концентрация электронов проводимости (Металлы10²²—10²³ см^-3), е — заряд электрона, p_F = 2πh (3n/8π)^1/3 — граничный фермиевский импульс (см. Ферми поверхность), h — Планка постоянная. Зависимость а или удельного электросопротивления р от температуры Т связана с зависимостью l от Т. При комнатных температурах в М. l Металлы 10^-6 см.

При температурах, значительно превышающих Дебая температуру (См. Дебая температура), сопротивление ρ обусловлено главным образом тепловыми колебаниями кристаллической решётки и возрастает с температурой линейно:

ρ = ρ_ост(1 + αТ). (2)

Постоянная α называется температурным коэффициентом электропроводности и имеет при температуре Т = 0 °C типичное значение α = 4․10^-5 град^--1. При более низких температурах, когда влиянием тепловых колебаний атомов на рассеяние электронов можно пренебречь, сопротивление практически перестаёт зависеть от температуры. Это предельное значение сопротивления называется остаточным. Величина ρ_ост характеризует концентрацию дефектов в решётке М. Удаётся получить столь чистые (сверхчистые) и свободные от дефектов М., что их остаточное сопротивление в 10⁴—10⁵ раз превышает сопротивление этих М. в обычных условиях. Длина свободного пробега электронов в сверхчистых М. l Металлы 10^-2 см. Теоретическое рассмотрение показывает, что при низких температурах формула для удельного электросопротивления имеет вид:

ρ=ρ_ост+АТ²+ВТ⁵ (3)

где А и В — величины, не зависящие от Т. Член BT⁵ связан с рассеянием электронов на тепловых колебаниях атомов, а член AT² — со столкновениями электронов друг с другом и даёт заметный вклад в сопротивление лишь у некоторых М., например у Pt. Однако закономерность (3) выполняется лишь приближённо.

У некоторых М. и металлидов (См. Металлиды) при определённой температуре, называемой критической, наблюдается полное исчезновение сопротивления — переход в сверхпроводящее состояние (см. Сверхпроводимость). Критические температуры чистых металлов лежат в интервале от сотых долей К до 9 К (табл. 1).

Если металлический образец, по которому течёт ток, поместить в постоянное магнитное поле, то в М. возникают явления, обусловленные искривлением траекторий электронов в магнитном поле в промежутке между столкновениями (Гальваномагнитные явления). Среди них важное место занимают Холла эффект и изменение электросопротивления М. в магнитном поле (Магнетосопротивление). Влияние магнитного поля тем больше, чем больше длина свободного пробега l, т. е. чем ниже температура и чем меньше примесей в М. При комнатной температуре магнитное поле 10⁷—10⁵ э изменяет сопротивление М. лишь на доли %. При T ≤ 4 К в сверхчистых М. сопротивление может измениться во много раз. Зависимость электросопротивления М. от внешнего магнитного поля существенно зависит от характера энергетического спектра электронов, в частности от формы поверхности ферми. У многих металлических Монокристаллов (Au, Cu, Ag и др.) наблюдается сложная Анизотропия сопротивления в магнитном поле.

В магнитных полях Металлы 10⁴—10⁵ э и при низких температурах у всех металлических монокристаллов наблюдается осциллирующая зависимость электросопротивления от магнитного поля (Шубникова — де Хааза эффект). Это явление — следствие квантования движения электронов в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Как правило, квантовая осциллирующая зависимость в виде небольшой «ряби» наложена на обычную зависимость сопротивления от магнитного поля.

При нагревании М. до высоких температур наблюдается «испарение» электронов с поверхности М. (Термоэлектронная эмиссия). Число электронов, вылетающих в единицу времени, определяется законом: nМеталлыexp (—φ/kT), где k — Больцмана постоянная, φ — Работа выхода электронов из М. (см. Ричардсона формула). Величина φ различна у разных М. и зависит также от состояния поверхности. Эмиссия электронов с поверхности М. происходит также под действием сильных электрических полей Металлы10⁷ в/см в результате туннельного просачивания электронов через сниженный полем потенциальный барьер (см. Туннельная эмиссия). В М. наблюдаются явления фотоэлектронной эмиссии (См. Фотоэлектронная эмиссия), вторичной электронной эмиссии (См. Вторичная электронная эмиссия) и ионно-электронной эмиссии (См. Ионно-электронная эмиссия). Перепад температуры вызывает в М. появление электрического тока или разности потенциалов (см. Термоэлектрические явления).

Тепловые свойства. Теплоёмкость М. (табл. 1) обусловлена как ионным остовом (решёточная теплоёмкость С_р), так и электронным газом (электронная теплоёмкость С_э). Хотя концентрация электронов проводимости в М. очень велика (см. выше) и не зависит от температуры, электронная теплоёмкость мала и у большинства М. наблюдается только при температурах Металлы нескольких К. Возможность измерения С_э связана с тем, что при уменьшении температуры С_р убывает пропорционально T³, а С_э Металлы Т. Для Cu: С_э = 0,9․10^-4RT, для Pd: С_э = 1,6․10^-3RT (R — газовая постоянная). Теплопроводность М. осуществляется главным образом электронами проводимости. Поэтому между удельными коэффициентами электропроводности и теплопроводности существует простое соотношение, называемое Видемана - Франца законом.

Взаимодействие М. с электромагнитными полями. Переменный электрический ток при достаточно высокой частоте течёт по поверхности М., не проникая в его толщу (см. Скин-эффект). Электромагнитное поле частоты ω проникает в М. лишь на глубину скин-слоя толщиной δ.

Например, для Cu при (ω = 10⁸ гц δ = 6․10^-4 см. В таком слое поглощается незначительная часть электромагнитной энергии. Основная часть энергии переизлучается электронами проводимости и отражается (см. Металлооптика). В чистых М. при низких температурах длина свободного пробега электронов l часто превышает глубину δ. При этом напряжённость поля существенно изменяется на длине свободного пробега, что проявляется в характере отражения электромагнитных волн от поверхности М. (аномальный скин-эффект).

Сильное постоянное магнитное поле существенно влияет на электродинамические свойства М. В М., помещенных в такое поле, при условии, если частота электромагнитного поля кратна частоте прецессии электронов проводимости вокруг силовых линий постоянного магнитного поля, наблюдаются резонансные явления (см. Циклотронный резонанс). При определённых условиях в толще М., находящегося в постоянном магнитном поле, могут распространяться слабо затухающие электромагнитные волны, т. е. исчезает скин-эффект. Электродинамические свойства М., помещенного в магнитное поле, сходны со свойствами плазмы (См. Плазма) в магнитном поле и являются одним из основных источников информации об электронах проводимости.

Для электромагнитных волн оптического диапазона М., как правило, практически непрозрачны и обладают характерным блеском (см. Отражение света, Зеркало). В поглощении света в видимом и ультрафиолетовом диапазонах некоторую роль играет внутренний Фотоэффект. Отражение от поверхности М. плоскополяризованного света, падающего под произвольным углом, сопровождается поворотом плоскости поляризации и появлением эллиптической поляризации (см. Вращение плоскости поляризации). Это явление используется для определения оптических констант М.

Общая структура характеристических рентгеновских спектров М. и диэлектриков одинакова. Тонкая же структура линий, соответствующая квантовым переходам электронов из зоны проводимости на глубокие уровни, отражает распределение электронов проводимости по уровням энергии.

Магнитные свойства. Переходные металлы с недостроенными f- и d-электронными оболочками являются Парамагнетиками. Некоторые из них при определённых температурах переходят в магнитоупорядоченное состояние (см. Магнетизм, Ферромагнетизм, Антиферромагнетизм, Кюри точка). Магнитное упорядочение существенно влияет на все свойства М., в частности на электрические свойства: в электросопротивление вносит вклад рассеяние электронов на колебаниях магнитных моментов. Гальваномагнитные явления при этом также приобретают специфические черты.

Магнитные свойства остальных М. определяются электронами проводимости, которые вносят вклад в диамагнитную и парамагнитную восприимчивости М., и диамагнитной восприимчивостью ионного состава (см. Диамагнетизм, Парамагнетизм). Магнитная восприимчивость χ большинства М. относительно мала (χ Металлы 10^-6) и слабо зависит от температуры.

При низких температурах Т и в больших магнитных полях Н ≥ 10⁴ kT у всех металлических монокристаллов наблюдается сложная осциллирующая зависимость суммарного магнитного момента от поля Н (см. Де Хааза - ван Альфена эффект), природа которого та же, что и у эффекта Шубникова — де Хааза. Исследование осцилляционных эффектов позволяет определить форму поверхности Ферми.

Механические свойства. Многие М. обладают комплексом механических свойств, обеспечивающим их широкое применение в технике, в частности в качестве конструкционных материалов (См. Конструкционные материалы). Это, в первую очередь, сочетание высокой пластичности (См. Пластичность) со значительной Прочностью и сопротивлением деформации, причём соотношение этих свойств может регулироваться в большом диапазоне с помощью механической и термической обработки М., а также получением сплавов различного состава.

Исходной характеристикой механических свойств М. является модуль упругости (См. Модули упругости) G, определяющий сопротивление кристаллической решётки упругому деформированию и непосредственно отражающий величину сил связи в кристалле. В монокристаллах эта величина, как и остальные механические характеристики, анизотропна и коррелирует с температурой плавления М. (например, средний модуль сдвига G изменяется от 0,18․10¹¹ эрг/см³для легкоплавкого Na до 27․10¹¹ эрг/см³для тугоплавкого Re).

Сопротивление разрушению или пластической деформации идеального кристалла Металлы 10^-1 G. Но в реальных кристаллах эти характеристики, как и все механические свойства, определяются наличием дефектов, в первую очередь дислокаций. Перемещение дислокаций по плотноупакованным плоскостям приводит к элементарному акту скольжения — основному механизму пластической деформации М. Др. механизмы Двойникование и сбросообразование) существенны только при пониженных температурах. Важнейшая особенность М. — малое сопротивление скольжению дислокации в бездефектном кристалле. Это сопротивление особенно мало в кристаллах с чисто металлической связью, которые обычно имеют плотноупакованные структуры (гранецентрированную кубическую или гексагональную). В М. с ковалентной компонентой межатомной связью, имеющих объёмноцентрированную решётку, сопротивление скольжению несколько больше, однако всё же мало по сравнению с чисто ковалентными кристаллами. Сопротивление пластической деформации, по крайней мере в М. с гранецентрированной кубической и гексагональной решётками, связано с взаимодействием движущихся дислокаций с др. дефектами в кристаллах, с др. дислокациями, примесными атомами, внутренними поверхностями раздела. Взаимодействие дефектов определяется искажениями решётки вблизи них и пропорционально G. Для отожжённых монокристаллов начальное сопротивление пластической деформации (предел текучести) обычно Металлы 10^-3—10^-4 G. В процессе деформации число дислокаций в кристаллической решётке (плотность дислокаций β) увеличивается от 10⁶—10⁸ до 10¹² см^-2. Соответственно растет сопротивление пластической деформации МЕТАЛЛЫ фото №1

d — межатомное расстояние). Это называют деформационным упрочнением или наклёпом. Для монокристаллов М. характерно наличие трёх стадий деформационного упрочнения. На 1-й стадии значительная часть дислокаций выходит на поверхность и коэффициент упрочнения Θ (коэффициент пропорциональности между напряжением и деформацией) мал; на 2-й стадии дислокации накапливаются в кристалле, их распределение становится существенно неоднородным: ΘМеталлыG/300. На 3-й стадии β, G и Θ уменьшаются вследствие аннигилляции дислокаций, выдавливаемых из их плоскостей скольжения. Значение этой стадии больше для М. с объёмноцентрированной решёткой.

Степень «привязанности» дислокации к плоскости скольжения определяется шириной дислокации в этой плоскости, которая, в свою очередь, зависит от энергии γ дефекта упаковки (величина γ/Gd в М. с гранецентрированной решёткой изменяется от 10^-2 для Al, имеющего узкие дислокации, до 10^-4 для сплавов Cu с широкими дислокациями). Процесс разрядки дислокационной плотности ускоряется при повышении температуры и может привести к релаксации и значительному восстановлению свойств кристаллов. Чем выше температура и меньше скорость деформирования, тем больше успевают развиться процессы релаксации и тем меньше деформационное упрочнение.

При Т > 0,5 Т_пл в пластической деформации начинают играть существенную роль точечные дефекты, в первую очередь вакансии, которые, оседая на дислокациях, приводят к их выходу из плоскостей скольжения. Если этот процесс достаточно интенсивен, то деформация не сопровождается упрочнением: М. течёт с постоянной скоростью при неизменной нагрузке (Ползучесть). Протекание процессов релаксации напряжений и постоянная разрядка дислокационной структуры обеспечивают высокую пластичность М. при их горячей обработке, что позволяет придавать изделиям из М. разнообразную форму. Отжиг сильно деформированных монокристаллов М. нередко приводит к образованию Поликристаллов с малой плотностью дислокаций внутри зёрен (рекристаллизация).

Достижимые степени деформации М. ограничены процессом разрушения. По мере роста плотности дислокаций при холодной деформации растёт неравномерность их распределения, приводящая к концентрации напряжений в местах сгущения дислокаций и зарождению здесь очагов разрушения — трещин. В реальных кристаллах такие концентрации напряжений имеются и в исходном недеформированном состоянии (скопление примесей, частицы др. фаз и т.п.). Но вследствие пластичности М. деформация вблизи опасных мест снимает напряжения и предотвращает разрушение. Однако, если сопротивление движению дислокаций растет, то релаксационная способность материала падает, что под нагрузкой приводит к развитию трещин (хрупкое разрушение). Это особенно проявляется в М. с объёмноцентрированной решёткой, в которых подвижность дислокаций резко уменьшается при понижении температуры (из-за взаимодействия с примесями и уменьшения числа кристаллографич. возможных плоскостей скольжения). Предотвращение хладноломкости (См. Хладноломкость) — одна из важнейших технических проблем разработки конструкционных металлических материалов. Др. актуальная проблема — увеличение прочности и сопротивления деформации при высоких температурах. Зародышами разрушения в этих условиях служат микропоры, образующиеся в результате скопления вакансий. Эффективный способ повышения высокотемпературной прочности — уменьшение диффузионной подвижности точечных дефектов, в частности Легированием.

Применяемые в технике конструкционные металлические материалы являются поликристаллическими. Их механические свойства практически изотропны и могут существенно отличаться от свойств монокристаллов М. Межфазные границы вносят дополнительный вклад в упрочнение. С др. стороны, они могут быть местами предпочтительного разрушения (межзёренное разрушение) или деформации. Изменяя число и строение межфазных границ, форму и пространственное расположение отдельных структурных составляющих многофазных систем (поликристаллов, гетерофазных агрегатов, возникающих вследствие фазовых превращений, или искусственно полученных композиций), а также регулируя состав и дефектную структуру отдельных кристаллов, можно получить огромное разнообразие механических свойств, необходимых для практического использования металлических материалов.

А. Л. Ройтбурд.

Лит.: Френкель Я. И., Введение в теорию металлов, 2 изд., М. — Л., 1950; Бете Г., Зоммерфельд А., Электронная теория металлов, пер. с нем., М. — Л., 1938; Лифшиц И. М., Азбель М. Я., Каганов М. И., Электронная теория металлов, М., 1971; Абрикосов А. А., Введение в теорию нормальных металлов, М., 1972; Слэтер Дж., Диэлектрики, полупроводники, металлы, пер. с англ., М., 1969; Шульце Г., Металлофизика, пер. с нем., М., 1971.

Металлы в технике. Благодаря таким свойствам, как прочность, твёрдость, пластичность, коррозионная стойкость, жаропрочность, высокая электрическая проводимость и многое др., М. играют громадную роль в современной технике, причём число М., находящих применение, постоянно растет. Характерно, что до начала 20 в. многие важнейшие М. — Al, V, W, Mo, Ti, U, Zr и др. — либо не производились вообще, либо выпускались в очень ограниченных масштабах; такие М., как Be, Nb, Ta, начали сравнительно широко использоваться лишь накануне 2-й мировой войны 1939—45. В 70-х гг. 20 в. в промышленности применяются практически все М., встречающиеся в природе.

Все М. и образованные из них сплавы делят на чёрные (к ним относят железо и сплавы на его основе; на их долю приходится около 95% производимой в мире металлопродукции) и цветные, или, точнее, нежелезные (все остальные М. и сплавы). Большое число нежелезных М. и широкий диапазон их свойств не позволяют классифицировать их по какому-либо единому признаку. В технике принята условная классификация, по которой эти М. разделены на несколько групп по различным признакам (физическим и химическим свойствам, характеру залегания в земной коре), специфичным для той или иной группы: Лёгкие металлы (например, Al, Mg), тяжёлые М. (Cu, Pb и др.), Тугоплавкие металлы (W, Mo и др.), Благородные металлы (Au, Pt и др.), рассеянные металлы (Ga, In, TI), редкоземельные М. (Sc, Y, La и Лантаноиды, см. Редкоземельные элементы), радиоактивные металлы (Ra, U и др.). М., которые производят и используют в ограниченных масштабах, называются редкими металлами (См. Редкие металлы). К ним относят все рассеянные, редкоземельные и радиоактивные М., большую часть тугоплавких и некоторые лёгкие М.

Большая способность М. к образованию многочисленных соединений разного типа, к различным фазовым превращениям создаёт благоприятные условия для получения разнообразных сплавов (См. Сплавы), характеризующихся требуемым сочетанием полезных свойств. Число используемых в технике сплавов превысило уже 10 тыс. Значение сплавов как конструкционных материалов (См. Конструкционные материалы), электротехнических материалов, материалов с особыми физическими свойствами (см. Прецизионные сплавы) непрерывно возрастает. В то же время в связи с развитием полупроводниковой и ядерной техники расширяется производство ряда особо чистых металлов (См. Чистые металлы) (чистотой например, 99,9999% и выше).

Применение того или иного М. (или сплава) в значительной мере определяется практической ценностью его свойств; однако существенное значение имеют и др. обстоятельства, в первую очередь природные запасы М., доступность и рентабельность его добычи. Из наиболее ценных и важных для современной техники М. лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: Al (8,8%), Fe (4,65%) Mg (2,1%), Ti (0,63%). Природные ресурсы ряда весьма важных М. измеряются сотыми долями процента (например, Cu, Mn, Cr, V, Zr) и даже тысячными долями (например, Zn, Sn, Pb, Ni, Co, Nb). Некоторые ценные М. присутствуют в земной коре в ещё меньших количествах. Так, содержание урана — важнейшего источника ядерной энергии — оценивается в 0,0003%, вольфрама, являющегося основой твёрдых сплавов, — 0,0001% и т.д. Особенно бедна природа благородными и т. н. редкими М.

Многообразие М. предопределяет большое число способов их получения и обработки (см. Металлургия). Взаимосвязь состава, строения и свойств металлов и сплавов, а также закономерности их изменения в результате теплового, химического или механического воздействия изучает Металловедение. О свойствах, способах получения, масштабах производства и применении отдельных М. см. в статьях, посвященных соответствующим химическим элементам и сплавам на их основе (например, Алюминий, Алюминиевые сплавы, Бериллий, Бериллиевые сплавы и т.д.).

О применении М. и их сплавов в искусстве см. в статьях Бронза, Железо, Золото, Медь, Олово, Серебро, Сталь, Чугун, Гравирование, Гравюра, Зернь, Ковка, Насечка, Тиснение, Филигрань, Чеканка, Ювелирное искусство.

И. И. Новиков.

Периодическая система Д. И. Менделеева. Свойства металлов.

Смотреть больше слов в «Большой Советской энциклопедии»

МЕТАЛОГИКА →← МЕТАЛЛУРГИЯ

Смотреть что такое МЕТАЛЛЫ в других словарях:

МЕТАЛЛЫ

I(и металлоиды)(хим.) — М. называется группа простых тел (см.), обладающих известными характерными свойствами, которые в типических представителях резк... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ, простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным темп... смотреть

МЕТАЛЛЫ

(от греч. metallon, первоначально — шахта, руда, копи), простые в-ва, обладающие в обычных условиях характерными св-вами: высокими электропрово... смотреть

МЕТАЛЛЫ

(от греч. metallon-первоначально, шахта, копи), в-ва, обладающие в обычных условиях характерными, металлическими, свойствами-высокими электрич. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫв качестве элемента мифопоэтической системы М. могут функционировать в нескольких аспектах. Иногда (обычно в более поздних традициях) они образу... смотреть

МЕТАЛЛЫ

[metals] — простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электро и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные волны, пластичностью. М. В. Ломоносов определял металлы как «светлые тела, которые ковать можно». Металлы в твердом состоянии имеют кристаллическую решетку. В парообразном состоянии металлы одноатомны, характерные свойства металлjd обусловлены их электронным строением. Атомы металлов легко отдают внешние (валентные) электроны. В кристаллической решетке металлов не все электроны связаны со своими атомами. Некоторая часть (~1 электрон на атом) подвижна и может более или менее свободно перемещаться. Таким образом, металлы можно представить в виде остова (каркаса) из положительн ионов, погруженного в «электронный газ». Последний компенсирует силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и тем самым связывает их в твердое тело, обеспечивая так называемую металлическую связь. Из известных 105 химических элементов 83 — металлы и лишь 22 — неметаллы. Если в Периодической системе элементов провести прямую от В до At, то можно считать, что неметаллы расположены на этой линии и справа от нее, а металлы — слева. По строению электронных оболочек металлы принято разделять на непереходные (или нормальные) и переходные. Непереходные металлы характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение s- и р- электронных оболочек. В атомах переходных металлов происходит достраивание d- и f-оболочек. К непереходным металлам относят 22 металла, занимающих подгруппы а в Периодической системе элементов: Li, Na, К, Be, Mg, Ca, Ba, Sb, Bi и др. Переходные металлы занимают подгруппы б в Периодической системе элементов. Наиболее типичные переходные металлы: Cu, Ag, Au, Zn, V, Mb, Та, Cr, Mo, W, Fe, Ni, Co и др. К переходным металлам относят также лантаноиды (14) и актиноиды (14). Металлам присущи многие общие химические свойства, обусловленные слабой связью валентных электронов с ядром атома: образование положительно заряженных ионов (катионов), проявление положительной валентности (окислительного числа), образование основных оксидов и гидрооксидов, замещение водорода в кислотах и т. д. Большинство металлов кристаллизуются с образованием относительно простых ОЦК, ГЦК и ПГУ кристаллических решеток, соответствующих наиболее плотной упаковке атомов. Лишь немногие металлы имеют более сложные типы кристаллических решеток. Металлы в зависимости от внешних условий (температуры, давления) могут существовать в двух или более кристаллических модификациях (Смотри Полиморфизм). Полиморфные превращения иногда, например, превращение белого олова (β-Sn) в серое (α-Sn), сопровождается потерей металлических свойств. В силу таких свойств, как прочность, Al, V, Mo, W, Ti, Zr и др.-до XX в. либо не велось, либо было очень ограниченно. С 1970-х гг. в промышленности применяются практически все металлы, встречающиеся в природе. Все металлы и их сплавы подразделяются на черные (к ним относят железо и РЗМ) — легкоплавкие металлы — щелочноземельные металлы — черновые металлы ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

(нем. Metall; первоисточник: греч. metallon - шахта, руда, металл) - простые вещества, обладающие высокими теплопроводностью и электрич. проводимостью,... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ, химические элементы, обладающие высокой тепло- и электропроводностью, атомы которых связаны в кристаллические решетки единственным в своем род... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ (греч.) - вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры) и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском и др. свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества (1022-1023 в 1 см&sup3) слабо связанных с атомными ядрами подвижных электронов. Металлы можно представить в виде ионного кристаллического остова, погруженного в электронный газ, который, компенсируя электростатическое отталкивание ионов, связывает их в твердое тело (металлическая связь). Металлическими свойствами обладают более 80 химических элементов и множество сплавов. Химические свойства металлов обусловлены слабой связью валентных электронов с ядрами атомов: они легко образуют положительные ионы, проявляют положительную степень окисления, образуют основные оксиды и гидрооксиды, большинство металлов замещает водород в кислотах и т. д. Металлы принято делить на черные (Fe и сплавы на его основе) и цветные (все остальные). Металлы играют огромную роль главным образом как конструкционные и электротехнические материалы. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ (греч .), вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры) и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском и др. свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества (1022-1023 в 1 см3) слабо связанных с атомными ядрами подвижных электронов. Металлы можно представить в виде ионного кристаллического остова, погруженного в электронный газ, который, компенсируя электростатическое отталкивание ионов, связывает их в твердое тело (металлическая связь). Металлическими свойствами обладают более 80 химических элементов и множество сплавов. Химические свойства металлов обусловлены слабой связью валентных электронов с ядрами атомов: они легко образуют положительные ионы, проявляют положительную степень окисления, образуют основные оксиды и гидрооксиды, большинство металлов замещает водород в кислотах и т. д. Металлы принято делить на черные (Fe и сплавы на его основе) и цветные (все остальные). Металлы играют огромную роль главным образом как конструкционные и электротехнические материалы. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

- (греч.) - вещества, обладающие в обычных условиях высокимиэлектропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры)и теплопроводностью, ковкостью, ""металлическим"" блеском и др. свойствами,обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества(1022-1023 в 1 см3) слабо связанных с атомными ядрами подвижныхэлектронов. Металлы можно представить в виде ионного кристаллическогоостова, погруженного в электронный газ, который, компенсируяэлектростатическое отталкивание ионов, связывает их в твердое тело(металлическая связь). Металлическими свойствами обладают более 80химических элементов и множество сплавов. Химические свойства металловобусловлены слабой связью валентных электронов с ядрами атомов: они легкообразуют положительные ионы, проявляют положительную степень окисления,образуют основные оксиды и гидрооксиды, большинство металлов замещаетводород в кислотах и т. д. Металлы принято делить на черные (Fe и сплавына его основе) и цветные (все остальные). Металлы играют огромную рольглавным образом как конструкционные и электротехнические материалы.... смотреть

МЕТАЛЛЫ

вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (10б-108См/м, уменьшается с ростом темп-ры) и теплопроводностью, ковкостью, "метал... смотреть

МЕТАЛЛЫ

, простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами - высокой электропроводностью (106-104 Ом-1´см-1), уменьшающейся с ростом тем... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ, простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами - высокой электропроводностью (106-104 Ом-1?см-1), уменьшающейся с ростом температуры, высокой теплопроводностью, блеском, пластичностью, ковкостью и др. Свойства металлов обусловлены наличием в их кристаллической решетке "электронного газа" - большого количества подвижных, слабо связанных с атомным ядром электронов. В периодической системе из 109 элементов 85 - металлы. В технике железо и его сплавы относят к черным металлам, остальные - к цветным, металлы с плотностью менее 5000 кг/м3 называются легкими, прочие - тяжелыми. В свободном виде в природе встречаются только благородные металлы. Металлы используются главным образом как конструкционные и электротехнические материалы. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

м. мн. ч. metalli m pl ( см. тж металл) металлы переходной группы, переходные металлы — metalli di transizione {intermedi} - благородные металлы- драг... смотреть

МЕТАЛЛЫ

(или ЭЛЕМЕНТЫ) РАССЕЯННЫЕ — встречающиеся в ничтожных количествах в г. п. и рудах, образуя очень редко самостоятельные м-лы; обычно это изоморфные прим... смотреть

МЕТАЛЛЫ

Металлы – вещества, обладающие в обычных условиях электропроводностью, теплопроводностью, ковкостью, «металлическим – блеском и др. свойствами, обу... смотреть

МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫхимически-простые тела, отличающиеся особым специфическим блеском, непрозрачностью, способностью проводить теплоту и электричество, плавкостью и... смотреть

МЕТАЛЛЫ

Металлы ассоциируются: золото с Солнцем, серебро - с Луной, свинец - с Сатурном, олово - с Юпитером, железо - с Марсом, ртуть - с Меркурием, медь или латунь - с Венерой. Металлы неблагородные олицетворяют чувственный мир человека невозрожденного, а золото символизирует достижение просветления и духовности. В алхимии неблагородным металлом считается свинец, над которым следует работать, чтобы получить наилучший металл - золото, просветление. Металлы - это как бы зародыши в земном чреве. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

корень - МЕТАЛЛ; окончание - Ы; Основа слова: МЕТАЛЛВычисленный способ образования слова: Бессуфиксальный или другой∩ - МЕТАЛЛ; ⏰ - Ы; Слово Металлы со... смотреть

МЕТАЛЛЫ

. В свящ. Писании нередко упоминаются из металлов: <, <, <, <, цинк, <, <. см. о каждом в своем месте.

МЕТАЛЛЫ

Металлы. В ·свящ. Писании нередко упоминаются из металлов: железо, медь, олово, свинец, цинк, серебро, золото. см. о каждом в своем месте.

МЕТАЛЛЫ

METALS См. АЛЮМИНИЙ; ЗОЛОТО В СЛИТКАХ; ЗОЛОТОДОБЫЧА; ЛОМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ; МЕДЬ; ОЛОВО; СЕРЕБРО; СПЛАВЫ СТАЛЬНЫЕ; СТАЛЬ; ЦИНК

МЕТАЛЛЫ БЛАГОРОДНЫЕ

cēlmetāli

МЕТАЛЛЫ БЛАГОРОДНЫЕ

— син. термина металлы драгоценные.Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра.Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др..1978.

МЕТАЛЛЫ БЛАГОРОДНЫЕ

МЕТАЛЛЫ БЛАГОРОДНЫЕзолото, серебро и платина; не ржавъчот на воздухе.Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Павленков Ф.,1907.

МЕТАЛЛЫ ВТОРИЧНЫЕ

екіншілік металдар

МЕТАЛЛЫ ВТОРОГО РОДА

(химические элементы, занимающие по своим свойствам промежуточное положение между металлами и неметаллами) Halbmetalle

МЕТАЛЛЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ПАРЫ

coupled metals

МЕТАЛЛЫ (ГРЕЧ .)

МЕТАЛЛЫ (ГРЕЧ.)

МЕТАЛЛЫ (греч.), вещества, обладающие в обычных условиях высокими электропроводностью (106-107 Ом-1 см-1, уменьшается с ростом температуры) и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском и др. свойствами, обусловленными наличием в их кристаллической решетке большого количества (1022-1023 в 1 см3) слабо связанных с атомными ядрами подвижных электронов. Металлы можно представить в виде ионного кристаллического остова, погруженного в электронный газ, который, компенсируя электростатическое отталкивание ионов, связывает их в твердое тело (металлическая связь). Металлическими свойствами обладают более 80 химических элементов и множество сплавов. Химические свойства металлов обусловлены слабой связью валентных электронов с ядрами атомов: они легко образуют положительные ионы, проявляют положительную степень окисления, образуют основные оксиды и гидрооксиды, большинство металлов замещает водород в кислотах и т. д. Металлы принято делить на черные (Fe и сплавы на его основе) и цветные (все остальные). Металлы играют огромную роль главным образом как конструкционные и электротехнические материалы.... смотреть

МЕТАЛЛЫ (ДОПОЛНЕНИЕ К СТАТЬЕ)

Металлы (дополнение к статье) благородные — см. Металлы и металлоиды (к упомянутым в этой ст. благородным М., известным во времена алхимиков, надо д... смотреть

МЕТАЛЛЫ (ДОПОЛНЕНИЕ К СТАТЬЕ)

благородные — см. Металлы и металлоиды (к упомянутым в этой ст. благородным М., известным во времена алхимиков, надо добавить позднее открытые платин... смотреть

МЕТАЛЛЫ ДРАГОЦЕННЫЕ

dārgmetāli

МЕТАЛЛЫ ДРАГОЦЕННЫЕ

- (см. ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ).

МЕТАЛЛЫ ДРАГОЦЕННЫЕ

— Au, Ag, Pt и металлы платиновой гр. — наиболее стойкие по отношению к хим. воздействиям (кроме серебра). Син.: металлы благородные.Геологический слов... смотреть

МЕТАЛЛЫ ДРАГОЦЕННЫЕ

золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осьмий) в любом виде и состоянии, за исключением ювелирных и других бытовых изделий из этих материалов и лома таких изделий. Словарь бизнес-терминов.Академик.ру.2001.... смотреть

МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛОИДЫ

Металлы и металлоиды (хим.) — М. называется группа простых тел (см.), обладающих известными характерными свойствами, которые в типических представителях резко отличают М. от других химических элементов. В физическом отношении это по большей части тела твердые при обыкновенной температуре, непрозрачные (в толстом слое), обладающие известным блеском, ковкие, тягучие, хорошие проводники тепла и электричества и проч.; в химическом отношении для них является характерной способность образовать с кислородом основные окислы, которые, соединяясь с кислотами, дают соли. Знакомство человека с М. началось с золота, серебра и меди, т. е. с М., встречающимися в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились М., значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь М. были знакомы человечеству в глубокой древности. Между египетскими редкостями встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от Р. Х. К этим семи М. уже только в средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVIII столетия мышьяк. С середины XVIII столетия число М. быстро возрастает и в настоящее время доходит до 65. Ни одно из химических производств не способствовало столько развитию химических знаний, как процессы, связанные с получением и обработкой М.; с историей их связаны важнейшие моменты истории химии. Свойства М. так характерны, что уже в самую раннюю эпоху золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть составляли одну естественную группу однородных веществ, и понятие о М. относится к древнейшим химическим понятиям. Однако воззрения на их натуру в более или менее определенной форме появляются только в средние века у алхимиков. Правда, идеи Аристотеля о природе, об образовании всего существующего из 4-х элементов (огня, земли, воды и воздуха) уже тем самым указывали на сложность М.; но эти идеи были так туманны, так абстрактны и имели так мало реального в основе! У алхимиков понятие о сложности М. и, как результат этого, вера в возможность превращать одни М. в другие, создавать их искусственно является основным понятием их миросозерцания. Это понятие есть естественный вывод из той массы фактов, относящихся до химических превращений М., которые накопились к тому времени. В самом деле, превращение М. в совершенно непохожую на них окись простым прокаливанием на воздухе и обратное получение М. из окиси, выделение одних М. из других, образование сплавов, обладающих другими свойствами, чем первоначально взятые М., и проч., все это как будто должно было указывать на сложность их натуры. Что касается собственно до превращения М. в золото, то вера в возможность этого была основана на многих видимых фактах. В первое время образование сплавов, цветом похожих на золото, например из меди и цинка, в глазах алхимиков уже было превращение их в золото. Им казалось, что нужно изменить только цвет, и свойства М. будут другие. В особенности много способствовали этой вере плохо поставленные опыты, когда для превращения неблагородного М. в золото брались вещества, содержавшие примесь этого золота. Например, уже в конце XVIII столетия один копенгагенский аптекарь уверял, что химически чистое серебро при сплавлении с мышьяком отчасти превращается в золото. Этот факт был подтвержден известным химиком Гитоном де Морво (Guyton de Morveau) и наделал много шума. В скорости потом было показано, что мышьяк, служивший для опыта, содержал следы серебра с золотом! Так как из семи известных тогда М. одни легче подвергались превращениям, другие труднее, то алхимики делили их на благородные — совершенные, и неблагородные — несовершенные. К первым принадлежали золото и серебро, ко вторым медь, олово, свинец, железо и ртуть. Последняя, обладая свойствами благородных М., но в то же время резко отличаясь от всех металлов своим жидким состоянием и летучестью, чрезвычайно занимала тогдашних ученых, и некоторые выделяли ее в особую группу; внимание, привлекавшееся ей, было так велико, что, как увидим далее, ртуть стали считать в числе элементов, из которых образованы М., и в ней именно видели носителя металлических свойств. Принимая существование в природе перехода одних М. в другие, несовершенных в совершенные, алхимики предполагали, что в обычных условиях это превращение идет чрезвычайно медленно, целыми веками, и, может быть, не без таинственного участия небесных светил, которым в тогдашнее время приписывали такую большую роль и в судьбе человека. По странному совпадению, М. было числом семь, как и известных тогда планет, а это еще более указывало на таинственную связь между ними. У алхимиков М. часто носят название планет; золото называется Солнцем, серебро — Луной, медь — Венерой, олово — Юпитером, свинец — Сатурном, железо — Марсом и ртуть — Меркурием. Когда были открыты цинк, висмут, сурьма и мышьяк, тела, во всех отношениях схожие с М., но у которых одно из характернейших свойств металла, ковкость, развито в слабой степени, то они были выделены в особую группу — полуметаллов. Деление М. на собственно металлы и полуметаллы существовало еще в средине XVIII столетия. Если М. тела сложные, то что же входит в их состав? В первое время алхимики принимали, что они образованы из двух элементов — ртути и серы. Как сложилось это воззрение — сказать трудно, но его мы находим уже в VIII столетия. По Geber‘у доказательством присутствия ртути в М. служит то, что она их растворяет, и в этих растворах индивидуальность их исчезает, поглощается ртутью, чего не случилось бы, если бы в них не было одного общего с ртутью начала. Кроме того, ртуть со свинцом давала нечто похожее на олово. Что касается серы, то, может быть, она взята потому, что были известны сернистые соединения, по внешнему виду схожие с М. В дальнейшем эти простые представления, вероятно, вследствие безуспешных попыток приготовления М. искусственно, крайне усложняются, запутываются. В понятиях алхимиков, например Х—XIII столетий, ртуть и сера, из которых образованы М., не были теми ртутью и серой, которые имели в руках алхимики. Это было только нечто схожее с ними, обладающее особыми свойствами; нечто такое, которое в обыкновенной сере и ртути существовало реально, было выражено в них в большей степени, чем в других телах. Под ртутью, входящей в состав М., представляли нечто, обуславливающее неизменяемость их, металлический блеск, тягучесть, одним словом, носителя металлического вида; под серой подразумевали носителя изменяемости, разлагаемости, горючести М. Эти два элемента находились в М. в различном количестве и, как тогда говорили, различным образом фиксированные; кроме того, они могли быть различной степени чистоты. По Геберу, например, золото состояло из большого количества ртути и небольшого количества серы в высшей степени чистоты и наиболее фиксированных; в олове, напротив, предполагали много серы и мало ртути, которые были не чисты, плохо фиксированы и проч. Всем этим, конечно, хотели выразить различное отношение М. к единственному в тогдашнее время могущественному химическому агенту — огню. При дальнейшем развитии этих воззрений двух элементов — ртути и серы — для объяснения состава М. алхимикам показалось недостаточно; к ним присоединили соль, а некоторые мышьяк. Этим хотели указать, что при всех превращениях М. остается нечто не летучее, постоянное. Если в природе превращение неблагородных М. в благородные совершается веками, то алхимики стремились создать такие условия, в которых этот процесс совершенствования, созревания шел бы скоро и легко. Вследствие тесной связи химии с тогдашней медициной и тогдашней биологией, идея о превращении М. естественным образом отождествлялась с идеей о росте и развитии организованных тел: переход, например, свинца в золото, образование растения из зерна, брошенного в землю и как бы разложившегося, брожение, исцеление больного органа у человека — все это были частные явления одного общего таинственного жизненного процесса, совершенствования, и вызывались одними стимулами. Отсюда само собой понятно, что таинственное начало, дающее возможность получить золото, должно было исцелять болезни, превращать старое человеческое тело в молодое и проч. Так сложилось понятие о чудесном философском камне. Что касается роли философского камня в превращении неблагородных М. в благородные, то больше всего существует указаний относительно перехода их в золото, о получении серебра говорится мало. По одним авторам, один и тот же философский камень превращает М. в серебро и золото; по другим — существуют два рода этого вещества: одно совершенное, другое менее совершенное, и это то последнее и служит для получения серебра. Относительно количества философского камня, требующегося для превращения, указания тоже разные. По одним, 1 часть его способна превратить в золото 10000000 частей М., по другим — 100 частей и даже только 2 части. Для получения золота плавили какой-нибудь неблагородный М. или брали ртуть и бросали туда философский камень; одни уверяли, что превращение происходит мгновенно, другие же — мало-помалу и проч. Эти взгляды на природу М. и на способность их к превращениям держатся в общем в течение многих веков до XVII столетия, когда начинают резко отрицать все это, тем более что эти взгляды вызвали появление многих шарлатанов, эксплуатировавших надежду легковерных получить золото. С идеями алхимиков в особенности боролся Бойль. "Я бы хотел знать, — говорит он в одном месте, — как можно разложить золото на ртуть, серу и соль; я готов уплатить издержки по этому опыту; что касается меня, то я никогда не мог этого достигнуть". После вековых бесплодных попыток искусственного получения М. и при том количестве фактов, которые накопились к XVII столетию, например о роли воздуха при горении, увеличении веса М. при окислении, что, впрочем, знал еще Гебер в VIII столетии, вопрос об элементарности состава М., казалось, был совсем близок к окончанию; но в химии появилось новое течение, результатом которого явилась флогистонная теория, и решение этого вопроса было еще отсрочено на продолжительное время. Тогдашних ученых сильно занимали явления горения. Исходя из основной идеи тогдашней философии, что сходство в свойствах тел должно происходить от одинаковости начал, элементов, входящих в их состав, принимали, что тела горючие заключают общий элемент. Акт горения считался актом разложения, распадения на элементы; при этом элемент горючести выделялся в виде пламени, а другие оставались. Признавая взгляд алхимиков на образование М. из 3-х элементов, ртути, серы и соли, и принимая их реальное существование в М., горючим началом в них нужно было признать серу. Тогда другой составной частью М. нужно было, очевидно, признать остаток от прокаливания М. — их землю, как тогда говорили; следовательно, ртуть тут ни при чем. С другой стороны, сера сгорает в серную кислоту, которую многие, в силу сказанного, считали более простым телом, чем сера, и включили в число элементарных тел. Выходила путаница и противоречие. Бехер, чтобы согласовать старые понятия с новыми, принимал существование в М. земли трех сортов: собственно землю, землю горючую и землю ртутную. В этих-то условиях Сталь предложил свою теорию. По его мнению, началом горючести служит не сера и не какое-либо другое известное вещество, а нечто неизвестное, названное им флогистоном. М. образованы из флогистона и земли; прокаливание М. на воздухе сопровождается выделением флогистона; обратное получение М. из его земли с помощью угля — вещества, богатого флогистоном — есть акт соединения флогистона с землей. Хотя М. было несколько и каждый из них при прокаливании давал свою землю, последняя, как элемент, была одна, так что и эта составная часть М. была такого же гипотетического характера, как и флогистон; впрочем, последователи Сталя иногда принимали столько элементарных земель, сколько было М. Когда Кавендиш при растворении М. в кислотах получил водород и исследовал его свойства (неспособность поддерживать горение, его взрывчатость в смеси с воздухом и проч.), он признал в нем флогистон Сталя; М., по его понятиям, состоят из водорода и земли. Этот взгляд принимался многими последователями флогистонной теории. Несмотря на видимую стройность теории флогистона, существовали крупные факты, которые никак нельзя было связать с ней. Еще Геберу было известно, что М. при обжигании увеличиваются в весе; между тем, по Сталю, они должны терять флогистон: при обратном присоединении флогистона к земле вес полученного М. меньше веса земли. Таким образом выходило, что флогистон должен обладать каким-то особенным свойством — отрицательным тяготением. Несмотря на все остроумные гипотезы, высказанные для объяснения этого явления, оно было непонятно и вызывало недоумение. Когда Лавуазье выяснил роль воздуха при горении и показал, что прибыль в весе М. при обжигании происходит от присоединения к М. кислорода воздуха, и таким образом установил, что акт горения М. есть не распадение на элементы, а, напротив, акт соединения, вопрос о сложности М. был решен отрицательно. М. были отнесены к простым телам, в силу основной идеи Лавуазье, что простые тела суть те, из которых не удалось выделить других тел. Этого взгляда химия держится поныне. Металлоиды. Как мы видели, одна часть простых тел образует группу М.; по предложению Берцелиуса, остальные простые тела тоже объединены в одну группу, и он дал им название металлоидов. Основанием для этого объединения были электрохимические воззрения Берцелиуса. Он представлял атомы тел биполярными и принимал, что количество электричества на обоих полюсах может быть разное, так что атом в общем мог быть заряжен положительно или отрицательно. В разных телах количество электричества в атомах предполагалось разное. При соединении различных атомов происходила или полная нейтрализация их электричеств, или частная, так что частица сложного тела или нейтральна, или заряжена известным образом. Из соединения атом, сильнее заряженный, например, положительно, мог вытеснять другой такого же рода, слабее заряженный, и проч. Подробности см. Электрохимия. При электролизе М. выделяются на отрицательном полюсе, а остальные тела (сами по себе или в соединении с кислородом) — на положительном; следовательно, можно было себе представить, что частицы М. заряжены положительным электричеством, а других тел — отрицательным, это и есть общее в натуре металлоидов, что, по Берцелиусу, и сказывается в их свойствах и дает возможность соединить их в одну группу. Представляя химическое сродство как влияние двух электричеств, становилось понятно, что тела разных групп вообще будут легче соединяться и давать более прочные соединения, чем одной и той же, и т. п. Для характеристики металлоидов указывалось, что если М., соединяясь с кислородом, вообще дают основные окислы электроположительные, то металлоиды дают вообще кислотные — электроотрицательные. Разделяя простые тела на две группы — М. и металлоидов, — еще Берцелиус указывал, что между ними существует крайне постепенный переход, так что на границе этих групп трудно сказать, имеем ли мы дело с М. или металлоидом. Например, мышьяк или даже марганец с удобством могут быть отнесены как в ту, так и в другую группу. После падения электрохимической теории исчезло основание, в силу которого неметаллы были соединены в одну группу. С другой стороны, с открытием новых элементов самое решение вопроса, имеется ли дело с М. или нет, на основании определений М. древних, стало крайне затруднительным, хотя во всяком случае понятие о М., выработанное веками, имеет такой же raison d‘ ê tre, как и понятие о щелочах, кислотах и солях. Если до сих пор делят простые тела на М. и металлоиды, то это делается в силу привычки или для удобства изложения при преподавании химии. С. П. Вуколов. Δ . ... смотреть

МЕТАЛЛЫ И МЕТАЛЛОИДЫ

(хим.) — М. называется группа простых тел (см.), обладающих известными характерными свойствами, которые в типических представителях резко отличают М. от других химических элементов. В физическом отношении это по большей части тела твердые при обыкновенной температуре, непрозрачные (в толстом слое), обладающие известным блеском, ковкие, тягучие, хорошие проводники тепла и электричества и проч.; в химическом отношении для них является характерной способность образовать с кислородом основные окислы, которые, соединяясь с кислотами, дают соли. Знакомство человека с М. началось с золота, серебра и меди, т. е. с М., встречающимися в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились М., значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь М. были знакомы человечеству в глубокой древности. Между египетскими редкостями встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000—4000 лет от Р. Х. К этим семи М. уже только в средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVIII столетия мышьяк. С середины XVIII столетия число М. быстро возрастает и в настоящее время доходит до 65. Ни одно из химических производств не способствовало столько развитию химических знаний, как процессы, связанные с получением и обработкой М.; с историей их связаны важнейшие моменты истории химии. Свойства М. так характерны, что уже в самую раннюю эпоху золото, серебро, медь, свинец, олово, железо и ртуть составляли одну естественную группу однородных веществ, и понятие о М. относится к древнейшим химическим понятиям. Однако воззрения на их натуру в более или менее определенной форме появляются только в средние века у алхимиков. Правда, идеи Аристотеля о природе, об образовании всего существующего из 4-х элементов (огня, земли, воды и воздуха) уже тем самым указывали на сложность М.; но эти идеи были так туманны, так абстрактны и имели так мало реального в основе! У алхимиков понятие о сложности М.и, как результат этого, вера в возможность превращать одни М. в другие, создавать их искусственно является основным понятием их миросозерцания. Это понятие есть естественный вывод из той массы фактов, относящихся до химических превращений М., которые накопились к тому времени. В самом деле, превращение М. в совершенно непохожую на них окись простым прокаливанием на воздухе и обратное получение М. из окиси, выделение одних М. из других, образование сплавов, обладающих другими свойствами, чем первоначально взятые М., и проч., все это как будто должно было указывать на сложность их натуры. Что касается собственно до превращения М. в золото, то вера в возможность этого была основана на многих видимых фактах. В первое время образование сплавов, цветом похожих на золото, например из меди и цинка, в глазах алхимиков уже было превращение их в золото. Им казалось, что нужно изменить только цвет, и свойства М. будут другие. В особенности много способствовали этой вере плохо поставленные опыты, когда для превращения неблагородного М. в золото брались вещества, содержавшие примесь этого золота. Например, уже в конце XVIII столетия один копенгагенский аптекарь уверял, что химически чистое серебро при сплавлении с мышьяком отчасти превращается в золото. Этот факт был подтвержден известным химиком Гитоном де Морво (Guyton de Morveau) и наделал много шума. В скорости потом было показано, что мышьяк, служивший для опыта, содержал следы серебра с золотом! Так как из семи известных тогда М. одни легче подвергались превращениям, другие труднее, то алхимики делили их на благородные — совершенные, и неблагородные — несовершенные. К первым принадлежали золото и серебро, ко вторым медь, олово, свинец, железо и ртуть. Последняя, обладая свойствами благородных М., но в то же время резко отличаясь от всех металлов своим жидким состоянием и летучестью, чрезвычайно занимала тогдашних ученых, и некоторые выделяли ее в особую группу; внимание, привлекавшееся ей, было так велико, что, как увидим далее, ртуть стали считать в числе элементов, из которых образованы М., и в ней именно видели носителя металлических свойств. Принимая существование в природе перехода одних М. в другие, несовершенных в совершенные, алхимики предполагали, что в обычных условиях это превращение идет чрезвычайно медленно, целыми веками, и, может быть, не без таинственного участия небесных светил, которым в тогдашнее время приписывали такую большую роль и в судьбе человека. По странному совпадению, М. было числом семь, как и известных тогда планет, а это еще более указывало на таинственную связь между ними. У алхимиков М. часто носят название планет; золото называется Солнцем, серебро — Луной, медь — Венерой, олово — Юпитером, свинец — Сатурном, железо — Марсом и ртуть — Меркурием. Когда были открыты цинк, висмут, сурьма и мышьяк, тела, во всех отношениях схожие с М., но у которых одно из характернейших свойств металла, ковкость, развито в слабой степени, то они были выделены в особую группу — полуметаллов. Деление М. на собственно металлы и полуметаллы существовало еще в средине XVIII столетия. Если М. тела сложные, то что же входит в их состав? В первое время алхимики принимали, что они образованы из двух элементов — ртути и серы. Как сложилось это воззрение — сказать трудно, но его мы находим уже в VIII столетия. По Geber'у доказательством присутствия ртути в М. служит то, что она их растворяет, и в этих растворах индивидуальность их исчезает, поглощается ртутью, чего не случилось бы, если бы в них не было одного общего с ртутью начала. Кроме того, ртуть со свинцом давала нечто похожее на олово. Что касается серы, то, может быть, она взята потому, что были известны сернистые соединения, по внешнему виду схожие с М. В дальнейшем эти простые представления, вероятно, вследствие безуспешных попыток приготовления М. искусственно, крайне усложняются, запутываются. В понятиях алхимиков, например Х—XIII столетий, ртуть и сера, из которых образованы М., не были теми ртутью и серой, которые имели в руках алхимики. Это было только нечто схожее с ними, обладающее особыми свойствами; нечто такое, которое в обыкновенной сере и ртути существовало реально, было выражено в них в большей степени, чем в других телах. Под ртутью, входящей в состав М., представляли нечто, обуславливающее неизменяемость их, металлический блеск, тягучесть, одним словом, носителя металлического вида; под серой подразумевали носителя изменяемости, разлагаемости, горючести М. Эти два элемента находились в М. в различном количестве и, как тогда говорили, различным образом фиксированные; кроме того, они могли быть различной степени чистоты. По Геберу, например, золото состояло из большого количества ртути и небольшого количества серы в высшей степени чистоты и наиболее фиксированных; в олове, напротив, предполагали много серы и мало ртути, которые были не чисты, плохо фиксированы и проч. Всем этим, конечно, хотели выразить различное отношение М. к единственному в тогдашнее время могущественному химическому агенту — огню. При дальнейшем развитии этих воззрений двух элементов — ртути и серы — для объяснения состава М. алхимикам показалось недостаточно; к ним присоединили соль, а некоторые мышьяк. Этим хотели указать, что при всех превращениях М. остается нечто не летучее, постоянное. Если в природе превращение неблагородных М. в благородные совершается веками, то алхимики стремились создать такие условия, в которых этот процесс совершенствования, созревания шел бы скоро и легко. Вследствие тесной связи химии с тогдашней медициной и тогдашней биологией, идея о превращении М. естественным образом отождествлялась с идеей о росте и развитии организованных тел: переход, например, свинца в золото, образование растения из зерна, брошенного в землю и как бы разложившегося, брожение, исцеление больного органа у человека — все это были частные явления одного общего таинственного жизненного процесса, совершенствования, и вызывались одними стимулами. Отсюда само собой понятно, что таинственное начало, дающее возможность получить золото, должно было исцелять болезни, превращать старое человеческое тело в молодое и проч. Так сложилось понятие о чудесном философском камне. Что касается роли философского камня в превращении неблагородных М. в благородные, то больше всего существует указаний относительно перехода их в золото, о получении серебра говорится мало. По одним авторам, один и тот же философский камень превращает М. в серебро и золото; по другим — существуют два рода этого вещества: одно совершенное, другое менее совершенное, и это то последнее и служит для получения серебра. Относительно количества философского камня, требующегося для превращения, указания тоже разные. По одним, 1 часть его способна превратить в золото 10000000 частей М., по другим — 100 частей и даже только 2 части. Для получения золота плавили какой-нибудь неблагородный М. или брали ртуть и бросали туда философский камень; одни уверяли, что превращение происходит мгновенно, другие же — мало-помалу и проч. Эти взгляды на природу М. и на способность их к превращениям держатся в общем в течение многих веков до XVII столетия, когда начинают резко отрицать все это, тем более что эти взгляды вызвали появление многих шарлатанов, эксплуатировавших надежду легковерных получить золото. С идеями алхимиков в особенности боролся Бойль. "Я бы хотел знать, — говорит он в одном месте, — как можно разложить золото на ртуть, серу и соль; я готов уплатить издержки по этому опыту; что касается меня, то я никогда не мог этого достигнуть". После вековых бесплодных попыток искусственного получения М. и при том количестве фактов, которые накопились к XVII столетию, например о роли воздуха при горении, увеличении веса М. при окислении, что, впрочем, знал еще Гебер в VIII столетии, вопрос об элементарности состава М., казалось, был совсем близок к окончанию; но в химии появилось новое течение, результатом которого явилась флогистонная теория, и решение этого вопроса было еще отсрочено на продолжительное время. Тогдашних ученых сильно занимали явления горения. Исходя из основной идеи тогдашней философии, что сходство в свойствах тел должно происходить от одинаковости начал, элементов, входящих в их состав, принимали, что тела горючие заключают общий элемент. Акт горения считался актом разложения, распадения на элементы; при этом элемент горючести выделялся в виде пламени, а другие оставались. Признавая взгляд алхимиков на образование М. из 3-х элементов, ртути, серы и соли, и принимая их реальное существование в М., горючим началом в них нужно было признать серу. Тогда другой составной частью М. нужно было, очевидно, признать остаток от прокаливания М. — их землю, как тогда говорили; следовательно, ртуть тут ни при чем. С другой стороны, сера сгорает в серную кислоту, которую многие, в силу сказанного, считали более простым телом, чем сера, и включили в число элементарных тел. Выходила путаница и противоречие. Бехер, чтобы согласовать старые понятия с новыми, принимал существование в М. земли трех сортов: собственно землю, землю горючую и землю ртутную. В этих-то условиях Сталь предложил свою теорию. По его мнению, началом горючести служит не сера и не какое-либо другое известное вещество, а нечто неизвестное, названное им флогистоном. М. образованы из флогистона и земли; прокаливание М. на воздухе сопровождается выделением флогистона; обратное получение М. из его земли с помощью угля — вещества, богатого флогистоном — есть акт соединения флогистона с землей. Хотя М. было несколько и каждый из них при прокаливании давал свою землю, последняя, как элемент, была одна, так что и эта составная часть М. была такого же гипотетического характера, как и флогистон; впрочем, последователи Сталя иногда принимали столько элементарных земель, сколько было М. Когда Кавендиш при растворении М. в кислотах получил водород и исследовал его свойства (неспособность поддерживать горение, его взрывчатость в смеси с воздухом и проч.), он признал в нем флогистон Сталя; М., по его понятиям, состоят из водорода и земли. Этот взгляд принимался многими последователями флогистонной теории. Несмотря на видимую стройность теории флогистона, существовали крупные факты, которые никак нельзя было связать с ней. Еще Геберу было известно, что М. при обжигании увеличиваются в весе; между тем, по Сталю, они должны терять флогистон: при обратном присоединении флогистона к земле вес полученного М. меньше веса земли. Таким образом выходило, что флогистон должен обладать каким-то особенным свойством — отрицательным тяготением. Несмотря на все остроумные гипотезы, высказанные для объяснения этого явления, оно было непонятно и вызывало недоумение. Когда Лавуазье выяснил роль воздуха при горении и показал, что прибыль в весе М. при обжигании происходит от присоединения к М. кислорода воздуха, и таким образом установил, что акт горения М. есть не распадение на элементы, а, напротив, акт соединения, вопрос о сложности М. был решен отрицательно. М. были отнесены к простым телам, в силу основной идеи Лавуазье, что простые тела суть те, из которых не удалось выделить других тел. Этого взгляда химия держится поныне. Металлоиды. Как мы видели, одна часть простых тел образует группу М.; по предложению Берцелиуса, остальные простые тела тоже объединены в одну группу, и он дал им название металлоидов. Основанием для этого объединения были электрохимические воззрения Берцелиуса. Он представлял атомы тел биполярными и принимал, что количество электричества на обоих полюсах может быть разное, так что атом в общем мог быть заряжен положительно или отрицательно. В разных телах количество электричества в атомах предполагалось разное. При соединении различных атомов происходила или полная нейтрализация их электричеств, или частная, так что частица сложного тела или нейтральна, или заряжена известным образом. Из соединения атом, сильнее заряженный, например, положительно, мог вытеснять другой такого же рода, слабее заряженный, и проч. Подробности см. Электрохимия. При электролизе М. выделяются на отрицательном полюсе, а остальные тела (сами по себе или в соединении с кислородом) — на положительном; следовательно, можно было себе представить, что частицы М. заряжены положительным электричеством, а других тел — отрицательным, это и есть общее в натуре металлоидов, что, по Берцелиусу, и сказывается в их свойствах и дает возможность соединить их в одну группу. Представляя химическое сродство как влияние двух электричеств, становилось понятно, что тела разных групп вообще будут легче соединяться и давать более прочные соединения, чем одной и той же, и т. п. Для характеристики металлоидов указывалось, что если М., соединяясь с кислородом, вообще дают основные окислы электроположительные, то металлоиды дают вообще кислотные — электроотрицательные. Разделяя простые тела на две группы — М. и металлоидов, — еще Берцелиус указывал, что между ними существует крайне постепенный переход, так что на границе этих групп трудно сказать, имеем ли мы дело с М. или металлоидом. Например, мышьяк или даже марганец с удобством могут быть отнесены как в ту, так и в другую группу. После падения электрохимической теории исчезло основание, в силу которого неметаллы были соединены в одну группу. С другой стороны, с открытием новых элементов самое решение вопроса, имеется ли дело с М. или нет, на основании определений М. древних, стало крайне затруднительным, хотя во всяком случае понятие о М., выработанное веками, имеет такой же raison d' ê tre, как и понятие о щелочах, кислотах и солях. Если до сих пор делят простые тела на М. и металлоиды, то это делается в силу привычки или для удобства изложения при преподавании химии. С. П. Вуколов. Δ . ... смотреть

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

охватывают следующие необработанные и полуфабрикатные формы: необработанные формы - аноды, шары, полосы (включая отрубленные полосы и проволочные полосы), металлические заготовки, блоки, стальные болванки, брикеты, бруски, катоды, кристаллы, кубы, стаканы, зерна, гранулы, слитки, глыбы, катыши, чушки, порошок, кольца, дробь, слябы, куски металла неправильной формы, губка, прутки; полуфабрикатные формы (независимо от того, облицованы, анодированы, просверлены либо прессованы они или нет): а) определенной формы или обработанные материалы, полученные путем прокатки, волочения, горячей штамповки выдавливанием, ковки, импульсного выдавливания, прессования, дробления, распыления и размалывания, а именно: угольники, швеллеры, кольца, диски, пыль, хлопья, фольга и лист, поковки, плиты, порошок, изделия, обработанные прессованием или штамповкой, ленты, фланцы, прутки (включая сварные брусковые прутки, проволочные прутки и прокатанные проволоки), профили, формы, листы, полоски, трубы и трубки (включая трубные кольца, трубные прямоугольники и полостные трубки), тянутая или экструдированная проволока; б) литейный материал (отливки), полученный литьем в песке, матрице, металле, пластике или других типах материалов, включая литье под высоким давлением, "шлаковые формы" (оплавляемые модели) и формы, полученные с помощью порошковой металлургии. ... смотреть

МЕТАЛЛЫ

Смотреть что такое МЕТАЛЛЫ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: