Kovy: vlastnosti, dělení, slitiny a využití
Přehled kovů: fyzikální a chemické vlastnosti, dělení na skupiny, příklady běžných kovů a slitin, těžba a zpracování, hlavní oblasti využití v průmyslu, energetice, dopravě a šperkařství.
Některé chemické prvky se nazývají kovy. Tvoří většinu prvků v periodické tabulce a vyznačují se typickou sadou fyzikálních a chemických vlastností, díky nimž mají široké praktické využití.
Galerie obrázků
10 ObrázkyZákladní fyzikální a chemické vlastnosti
- Vodivost: kovy dobře vedou teplo i elektrický proud díky volným elektronům v kovové mřížce.
- Tvárnost a tažnost: lze je tvarovat (kováním, válcováním) a roztažení do drátu; to souvisí s posuvem vrstev atomů v mřížce.
- Lesk: kovový lesk je způsoben odrazem světla od volných elektronů na povrchu.
- Bod tání a hustota: mnoho kovů má relativně vysoké body tání a větší hustotu než nekovové prvky, avšak existují výjimky.
- Výjimky ve skupenství: většina kovů je při pokojové teplotě pevná, ale například rtuť je kapalná.
Elektronová struktura a kovová vazba
Charakteristickým rysem kovů je delokalizovaná elektronová hustota, která vytváří tzv. kovové vazby. Elektrony nejsou vázány pevně na jednotlivé atomy, ale pohybují se volně v krystalové mřížce (elektronový plyn). Tento stav vysvětluje elektrickou vodivost, tepelnou vodivost a tvárnost kovů.
Rozdělení kovů a příklady
Kovy se dělí podle chemických a fyzikálních vlastností; základní skupiny zahrnují alkalické kovy, kovy alkalických zemin, přechodné kovy a vnitřně přechodné (lantanoidy a aktinoidy). Mezi běžně známé kovové prvky patří:
Slitiny a jejich význam
Slitiny jsou směsi dvou nebo více prvků, z nichž alespoň jeden je kov; jejich obecný pojem je slitiny. Cílem legování je upravit mechanické, chemické nebo fyzikální vlastnosti materiálu.
- Bronz — tradiční slitina mědi s cínem, odolná proti opotřebení a korozi.
- Ocel — slitina železa s uhlíkem (a dalšími prvky); základní materiál v konstrukcích, strojírenství a dopravě.
Těžba, zpracování a studium kovů
Kovy se v přírodě vyskytují v různých minerálech a rudách. Procesy těžby a rafinace zahrnují drcení, flotaci, tavení a elektrolytické metody. Studium zpracování a vlastností kovů je obor, který se někdy popisuje jako studium kovů a technologií; praktická disciplína zpracování a výroby kovů se nazývá metalurgie.
Hlavní oblasti použití
- Stavebnictví a infrastruktura (ocel, hliník).
- Elektrické vodiče a elektronika (měď, stříbro).
- Šperkařství a investice (zlato, stříbro).
- Dopravní a letecký průmysl (titan, speciální slitiny).
- Energie a jaderné palivo (uran).
- Baterie a akumulátory (olověné akumulátory, další kovové složky).
Bezpečnost a dopad na životní prostředí
Některé kovy a jejich sloučeniny jsou toxické nebo radioaktivní; mezi příklady patří rtuť, olovo a uran. Nevhodná likvidace nebo uvolňování kovů do prostředí může vést k znečištění půdy a vody a mít zdravotní důsledky. Z toho důvodu jsou důležitá pravidla pro těžbu, zpracování, používání a recyklaci kovů.
Shrnutí
Kovy jsou skupinou prvků s vyhraněnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, které jim dávají klíčovou roli v průmyslu, technologii i každodenním životě. Jejich rozmanitost — od lehkých a korozivzdorných slitin až po těžké a radioaktivní prvky — vyžaduje odborné znalosti v oblasti zpracování, bezpečnosti a udržitelnosti.
Jak jsou si kovy podobné (vlastnosti kovů)
Většina kovů je tvrdá, lesklá, na omak těžká a taví se pouze při zahřátí na velmi vysokou teplotu . Kusy kovu vydávají zvuk podobný zvonění, když do nich udeříte něčím těžkým (jsou zvučné). Teplo a elektřina mohou kovem snadno procházet (je vodivý). Hroudu kovu lze roztlouct do tenkého plechu (je kujná) nebo ji lze stáhnout do tenkých drátků (je tvárná). Kov lze těžko roztrhnout (má vysokou pevnost v tahu) nebo rozbít (má vysokou pevnost v tlaku). Pokud zatlačíte na dlouhý tenký kus kovu, ohne se, nikoliv zlomí (je pružný). S výjimkou cesia, mědi a zlata mají kovy neutrální, stříbřitou barvu.
Ne všechny kovy mají tyto vlastnosti. Například rtuť je při pokojové teplotě tekutá, olovo je velmi měkké a teplo a elektřina neprochází železem tak dobře jako mědí.
Použití kovů
Kovy jsou pro lidi velmi užitečné. Používají se k výrobě nástrojů, protože jsou pevné a snadno se tvarují. Ze železa a oceli se vyrábějí mosty, budovy nebo lodě.
Některé kovy se používají k výrobě předmětů, jako jsou mince, protože jsou tvrdé a rychle se neopotřebovávají. Například měď (která je lesklá a má červenou barvu), hliník (který je lesklý a bílý), zlato (které je žluté a lesklé) a stříbro a nikl (rovněž bílé a lesklé).
Některé kovy, jako například ocel, se dají nabrousit a zůstanou ostré, takže se z nich dají vyrobit nože, sekery nebo břitvy.
Vzácné kovy s vysokou hodnotou, jako je zlato, stříbro a platina, se často používají k výrobě šperků. Z kovů se také vyrábí spojovací materiál a šrouby. Hrnce používané k vaření mohou být vyrobeny z mědi, hliníku, oceli nebo železa. Olovo je velmi těžké a husté a může se používat jako zátěž v lodích, aby se nepřevrátily, nebo jako ochrana lidí před ionizujícím zářením.
Slitiny kovů
Mnoho věcí, které jsou vyrobeny z kovů, může být ve skutečnosti vyrobeno ze směsí alespoň jednoho kovu s jinými kovy nebo s nekovy. Tyto směsi se nazývají slitiny. Mezi běžné slitiny patří:
- Ocel (železo a uhlík) (uhlík je nekov)
- Mosaz (měď a zinek)
- Bronz (měď a cín)
- Dural (hliník a měď)
- Gunmetal (měď, cín a zinek)
Lidé začali poprvé vyrábět věci z kovu před více než 9000 lety, když objevili, jak získat měď z její []rudy. Poté se naučili vyrábět tvrdší slitinu, bronz, přidáním cínu do mědi. Asi před 3000 lety objevili železo. Přidáním malého množství uhlíku k železu zjistili, že mohou vyrobit obzvláště užitečnou slitinu - ocel.
Kovy v chemii
V chemii se kovem označuje skupina chemických prvků, které mají určité vlastnosti. Atomy kovu snadno ztrácejí elektron a stávají se kladnými ionty neboli kationty. Tímto způsobem se kovy nepodobají dalším dvěma druhům prvků - nekovům a metaloidům. Většina prvků v periodické tabulce jsou kovy.
V periodické tabulce prvků můžeme nakreslit klikatou čáru od prvku bór (symbol B) k prvku polonium (symbol Po). Prvky, kterými tato přímka prochází, jsou metaloidy. Prvky, které se nacházejí nad touto přímkou a napravo od ní, jsou nekovy. Zbytek prvků jsou kovy.
Většina vlastností kovů je dána tím, že atomy kovu nedrží své elektrony příliš pevně. Každý atom je od ostatních oddělen tenkou vrstvou valenčních elektronů.
Některé kovy se však liší. Příkladem je kovový sodík. Je měkký, taje při nízké teplotě a je tak lehký, že plave na vodě. Lidé by to však neměli zkoušet, protože další vlastností sodíku je, že při dotyku s vodou exploduje.
Většina kovů je chemicky stabilní a nereaguje snadno, ale některé reagují. Reaktivní jsou alkalické kovy, například sodík (symbol Na), a kovy alkalických zemin, například vápník (symbol Ca). Když kovy reagují, často reagují s kyslíkem. Oxidy kovů jsou zásadité. Oxidy nekovů jsou kyselé.
Sloučeniny, v nichž se atomy kovů spojují s dalšími atomy do molekul, jsou pravděpodobně nejběžnějšími látkami na Zemi. Například kuchyňská sůl je sloučenina sodíku.
Kovy v historii
Používání kovů je prý to, čím se lidé liší od zvířat. Před používáním kovů si lidé vyráběli nástroje z kamenů, dřeva a zvířecích kostí. Tomuto období se dnes říká doba kamenná.
Nikdo neví, kdy byl nalezen a použit první kov. Pravděpodobně se jednalo o tzv. nativní měď, která se někdy nachází ve velkých hrudách na zemi. Lidé se z ní naučili vyrábět měděné nástroje a další věci, i když je na kov poměrně měkká. Naučili se tavit, aby získali měď z běžných rud. Když se měď roztavila nad ohněm, naučili se lidé vyrábět slitinu zvanou bronz, která je mnohem tvrdší a pevnější než měď. Lidé z bronzu vyráběli nože a zbraně. Toto období v lidských dějinách, přibližně po roce 3300 př. n. l., se často nazývá dobou bronzovou, tedy dobou bronzových nástrojů a zbraní.
Kolem roku 1200 př. n. l. se někteří lidé naučili vyrábět železné nástroje a zbraně. Ty byly ještě tvrdší a pevnější než bronz, což představovalo výhodu ve válce. Doba železných nástrojů a zbraní se dnes nazývá doba železná . Kovy byly v lidských dějinách a civilizaci velmi důležité. Železo a ocel byly důležité při výrobě strojů. Zlato a stříbro se používalo jako peníze, aby lidé mohli obchodovat, tedy vyměňovat si zboží a služby na velké vzdálenosti.
Kovy v astronomii
V astronomii je kov jakýkoli prvek jiný než vodík nebo helium. Je to proto, že tyto dva prvky (a někdy i lithium) jsou jediné, které se tvoří mimo hvězdy. Na obloze lze pomocí spektrometru pozorovat znaky kovů a ukázat astronomovi, jaké kovy se ve hvězdě nacházejí.
Související stránky
| · v · t · e | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otázky a odpovědi
Otázka: Jaké vlastnosti mají prvky, které se řadí mezi kovy?
Odpověď: Mezi vlastnosti prvků, které jsou klasifikovány jako kovy, patří jejich schopnost vést elektřinu a teplo, snadná tvarovatelnost, lesklý vzhled, vysoký bod tání a mužnost.
Otázka: Kolik prvků v periodické tabulce je klasifikováno jako kovy?
Odpověď: Většina prvků v periodické tabulce je klasifikována jako kovy.
Otázka: Jsou všechny kovy při pokojové teplotě pevné?
Odpověď: Ne, ne všechny kovy jsou při pokojové teplotě pevné. Například rtuť je kapalná.
Otázka: Co jsou slitiny?
Odpověď: Slitiny jsou směsi, kde alespoň jedna část směsi je kov.
Otázka: Můžete uvést nějaké příklady kovů?
Odpověď: Mezi příklady kovů patří hliník, měď, železo, cín, zlato, olovo, stříbro, titan, uran a zinek.
Otázka: Co je to metalurgie?
Odpověď: Metalurgie je nauka o kovech.
Otázka: Jaké jsou některé známé slitiny?
Odpověď: Mezi známé slitiny patří bronz a ocel.
Související články
Autor
AlegsaOnline.com Kovy: vlastnosti, dělení, slitiny a využití Leandro Alegsa
URL: https://cs.alegsaonline.com/art/64156

