Пуэ металлосвязь: ⚡ Проверка металлосвязи в электроустановках

⚡ Проверка металлосвязи в электроустановках

В этой статье расскажем, что такое проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленных установок, зачем нужно измерять переходные сопротивления в цепях защитного заземления и какие нормативные требования предъявляются к этим величинам

Проверка металлосвязи

В этой статье расскажем, что такое проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленных установок, зачем нужно измерять переходные сопротивления в цепях защитного заземления и какие нормативные требования предъявляются к этим величинам

Вызвать лабораторию!

Автор: Максим Шаин

Генеральный директор электроизмерительной лаборатории «ЭлектроЗамер»

Проверка металлосвязи — это проверка наличия цепи заземления между защитными PE-проводниками и нетоковедущими проводящими частями заземляемого устройства и измерение переходного сопротивления в точках контакта.

Чтобы пояснить, что является нетоковедущей частью, обратимся за определением к государственному стандарту:

“

Нетоковедущая часть — часть (элемент, деталь и т.д.) оборудования (установки, прибора и т.д.), не предназначенная для пропускания тока при нормальной эксплуатации. Может являться проводящей частью как в аварийном, так и в нормальном режимах работы.

ГОСТ Р 12.1.009-2009

Проверка металлосвязи, ОСУП и ДСУП

Металлические предметы, которые способны, но не должны проводить электрический ток, должны быть заземлены. Электрический потенциал на таких предметах должен быть уравнен с потенциалом земли, то есть равняться нулю.
Решить эту задачу призвана система уравнивания потенциалов (СУП). Различают основную систему уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительную систему уравнивания потенциалов (ДСУП).

В соответствии с ПУЭ, п. 1.7.82 ОСУП соединяет приходящие магистральные заземляющие проводники, заземлители заземляющего устройства и системы молниезащиты, главную заземляющую шину, естественные заземлители, такие как металлоконструкции здания и трубопроводы газо- и водоснабжения, канализации и отопления, металлические части системы вентиляции и кондиционирования.

В соответствии с ПУЭ, п. 1.7.83 ДСУП соединяет между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах TT _{и IT , включая защитные проводники штепсельных розеток.}

ДСУП включает в себя дверцы и корпуса металлических электрощитов, корпуса светильников, электродвигателей и другого электрооборудования, заземляющие контакты розеток и т.д. Все эти предметы подключаются защитными проводниками к PE-шине электрощита. Как правило, металлические предметы соединяются с PE-шинами коробок уравнивания потенциала, а те уже, в свою очередь, с PE-шиной щита.

Измерение переходных сопротивлений контактных соединений

Итак, поговорим про измерение сопротивления металлосвязи. Все нетоковедущие части должны быть соединены в одну цепь и иметь электрический потенциал, равный потенциалу земли. Наличие и непрерывность этой цепи необходимо регулярно проверять качественно и количественно, измеряя переходные сопротивления контактных соединений. Это и есть проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленных установок.

Для краткости специалисты называют наличие цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки металлосвязью, а проверку наличия цепи, соответственно, проверкой металлосвязи. Смысл проверки заключается в измерении переходных сопротивлений в местах соединения заземляемых элементов электроустановки с заземляющими проводниками.

В ходе измерения металлосвязи значение переходного сопротивления сравнивается с максимально допустимым. В соответствии с ПТЭЭП полученное значение не должно превышать 0,05 Ом:

“

Проверка наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки: Не должно быть обрывов и неудовлетворительных контактов. Переходное сопротивление контактов должно быть не выше 0,05 Ом.

ПТЭЭП, прил. 3, табл. 28, п. 28.5

Проверка металлосвязи при помощи многофункционального измерителя Metrel MI 3102H CL

Для проведения проверки подойдет микроомметр или омметр, обладающий достаточной чувствительностью, чтобы измерять значения с разрешением 0.01 Ом.

Контактное соединение — это две сцепленные металлические поверхности. Даже если они тщательно обработаны, отшлифованы и отполированы, между ними есть микроскопические шероховатости. Площадь соприкосновения поверхностей определяется множеством точек, а их количество зависит от силы прижатия контактов, температуры, наличия загрязнений, геометрической формы контактов и т.д. Также встречаются случаи небрежного, неквалифицированного монтажа — отсутствия наконечников или опайки многожильных проводов, гроверных шайб, подсоединения нескольких проводников на один контакт, присоединение алюминиевых проводников к медной шине и т.п.

Со временем, под влиянием вибраций, температурных колебаний, коррозии, текучести металла (в большей степени алюминия) и других механических воздействий затяжка болтовых соединений ослабевает, что приводит к снижению площади соприкосновения и росту переходного сопротивления. Время от времени такие соединения необходимо проверять и подтягивать.

Помимо этого, переходные сопротивления увеличиваются по мере окисления контактов. Это объясняется тем, что окисные пленки имеют очень высокое удельное электрическое сопротивление. При прочих равных условиях, на поверхности алюминиевых проводников окисные пленки образуются быстрее, чем на медных. Нарушение непрерывности цепи заземления, а также рост переходных сопротивлений могут привести к поражению людей электрическим током, выводу оборудования из строя, увеличению риска возгораний, а также значительных энергетических потерь, за счет появления токов утечки, недостаточных для срабатывания защитной аппаратуры.

Результаты проверки металлосвязи

По результатам измерений составляется протокол проверки наличия цепи между заземленными установками и элементами заземленной установки. Результаты проведенных измерений заносятся в данный протокол: в таблице результатов отображается местоположение и наименование проверяемого электрооборудования, количество проверенных элементов и максимальное значение переходного сопротивления. В случае, если обнаружено не заземленное оборудование или измеренное значение сопротивления превышает максимально допустимое, данные факты должны быть отражены в заключении протокола и дефектной ведомости.

Выводы о необходимости регулярной периодической проверке металлосвязи

Как часто проводить проверку металлосвязи? Периодичность проведения измерений определяет ответственный за электрохозяйство, руководствуясь требованиями ПТЭЭП, правил охраны труда и других нормативных документов. Как правило, эксплуатационные испытания проводят 1 раз в 3 года. Более подробную информацию вы найдете в нашей таблице периодичности электроизмерений, ссылку на которую найдёте чуть ниже.

Итак, если нулевой и заземляющий проводники разделены, то все металлические нетоковедущие части обязательно должны быть заземлены! Групповые кабельные линии, кроме осветительных, должны быть защищены не только от перегрузки и КЗ, но и от утечки на землю.

Проверку контактных соединений нетоковедущих частей с заземляющими проводниками необходимо проводить регулярно. Это обязательная составляющая приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний электроустановки. В ходе проверки определяется не только сам факт наличия цепи, но и измеряется величина переходного сопротивления. В соответствии с ПТЭЭП переходное сопротивление не должно превышать 0,05 Ом.

Не заземленные элементы нужно подключить к системе уравнивания потенциалов при помощи неразрывных защитных проводников. В зависимости от ситуации их можно соединить с ближайшим КУПом, PE-шиной в электрощите или полосой заземления. В случае обнаружения переходных сопротивлений, превышающих максимально допустимое значение, необходимо выяснить причину дефекта, провести очистку контактного соединения, подтянуть болтовые соединения и принять необходимые меры для предотвращения повторения подобной ситуации.

Остались вопросы?

Проконсультируем вас по вопросам проведения проверки металлосвязи!

Файлы для скачивания

ПУЭ, глава 1. 8

Нормы приемо-сдаточных испытаний

ПТЭЭП, прил. 3, табл. 28

Электроустановки, аппараты, вторичные цепи, нормы испытаний которых не определены в разделах 2–27, и электропроводки напряжением до 1000 В

Пример протокола

проверки наличия цепи между заземлёнными установками и элементами заземлённой установки

Таблица периодичности

проведения эксплуатационных испытаний электроустановок

Рекомендуем следующие статьи

⚡ Приемо-сдаточные испытания электроустановок и электрооборудования

⚡ Эксплуатационные испытания электроустановок и электрооборудования

⚡ Измерение сопротивления заземляющего устройства

⚡ Измерение металлосвязи, переходные сопротивления в цепях заземления

⚡ Классификация автоматических выключателей

Отзывы клиентов и рекомендательные письма

Ознакомьтесь с перечнем выполненных работ, отзывами, рекомендательными и благодарственными письмами наших клиентов

Цены на услуги электролаборатории

Ознакомьтесь c нашим прайс-листом, единичными расценками, узнайте больше про ценообразование услуг электроизмерительной лаборатории

Приглашаем другие лаборатории присоединиться к сообществу

Мы создали чат, в котором уже общаются несколько десятков электролабораторий. Если вы занимаетесь испытаниями электроустановок, узнайте, чем этот чат может быть вам полезен

Что такое металлосвязь и как ее замеряют?

Оглавление

Соблюдение требований электробезопасности предусматривает наличие эффективно работающего защитного заземления. Определение его надежности проводится в рамках проверки металлосвязи. Реализация мероприятия осуществляется в обязательном порядке и с определенной периодичностью. К работам привлекаются квалифицированные и опытные эксперты, укомплектованные специализированным оборудованием.

Компания «Технадзор77» оказывает комплексные услуги в области измерения сопротивления металлосвязи. Проверка проводится в точном соответствии с действующими техническими регламентами и другими нормативными документами, включая ПУЭ. Заказчику выдается техническое заключение, которое принимается контролирующими органами. Бонусом обращения в нашу специализированную организацию выступает разумный уровень расценок, который дополняется оперативностью определения сопротивления металлосвязи.

Проверка металлосвязи, ОСУП и ДСУП

Под металлосвязью понимается электрическая цепь, которая образуется электроустановкой и соединенным с ней заземлителем. Базовым требованием к ней выступает непрерывность сформированной цепи. Невыполнение данного условия оборачивается высокой разностью потенциалов и, как следствие, созданием угрозы для жизни находящихся рядом людей и поломкой оборудования.

Другими словами, заземление необходимо для того, чтобы исключить проведение электрического тока металлическими предметами, способными на это, но не предназначенными для подобных целей. Другое их название – нетоковедущая часть электроустановки. Решение задачи достигается за счет создания СУП или системы уравнения потенциалов. Она делится на две подсистемы – ОСУП (основную) и ДСУП (дополнительную).

Требования к ОСУП и ДСУП регламентируются положениями ПУЭ. Первая из систем соединяет следующие элементы электроустановки:

• магистральные проводники-заземлители;
• устройства заземления и молниезащиты;
• главная заземляющая шина;
• естественные заземлители, в качестве которых выступают различные металлические конструкции зданий и сооружений, а также трубопроводы инженерных систем.

В состав ДСУП входят такие элементы электроустановки, соединенные между собой:

• открытые и сторонние проводящие детали, в том числе – доступные для непосредственного контакта;
• защитные проводники – нулевые и заземляющие;
• другие части установки, не входящие в ОСУП.

Зачем проводить измерение металлосвязи?

Приведенная выше информация наглядно демонстрирует важность эффективной работы систем заземления, входящих в состав электроустановок, которые находятся на объекте. Необходимость замера металлосвязи обычно возникает по следующим причинам:

• с целью контроля непрерывности электрической цепи;
• для определения уровня сопротивления переходных контактов;
• для измерения разности потенциалов, которая формируется между заземлителем и корпусом электроустановки.

Главной задачей проверки металлосвязи в электроустановках становится определение основных технико-эксплуатационных параметров и последующее их сравнение с нормами, установленными ПУЭ. В зависимости от полученных результатов, делает вывод о возможности дальнейшей безопасной эксплуатации оборудования.

Цели тестирования металлосвязей – безопасность человека и сбережение энергии

Проблемы в работе систем заземления возникают по двум причинам. Первая – ошибки, допущенные при проектировании или монтаже электроустановки. Вторая – отсутствие регулярных проверок норм металлосвязи, результатом которого становится постепенный рост переходного сопротивления. Обычно он вызывается окислением, а затем и разрушением контактов.

В обоих случаях создаются условия, которые исключают безопасную работу оборудования. Результатом выступает и высокий риск удара током для обслуживающего персонала, и низкая эффективность эксплуатации электроустановки. Аналогичным образом возрастает риск поломки или другой неисправности, следствием которого становится необходимость затратного ремонта или даже полной замены оборудования.

Чем вызван рост переходного сопротивления?

Переходное сопротивление возникает из-за плохого соединения контактов. Оно выражается в малой площади соприкосновения, которая дополнительно уменьшается из-за различных негативных факторов. В числе последних: окисление металла, температурные воздействия, снижение силы прижатия, ослабление крепежа.

Наличие хотя бы одной из перечисленных причин нередко приводит к нарушению металлосвязи. Еще больший негативный эффект оказывает комплексное воздействие нескольких факторов. В результате безопасная эксплуатация электроустановки становится попросту невозможной.

Методика измерения металлосвязи

Процедура и методология проверки металлосвязи в электроустановках регламентируется ПУЭ. Основные и наиболее значимые нюансы реализации мероприятия состоят в следующем:

• проверке подлежит металлосвязь между главной заземляющей шиной и конкретным элементом оборудования;
• суммарное значение сопротивления для систем из нескольких переходов не должно превышать 0,05 Ом;
• при получении результатов, которые выше нормативных, обязательно выполняется зачистка контактов, повторная фиксация и еще одна проверка.

Алгоритм действий во время измерения металлосвязи выглядит следующим образом:

• осмотр контактов проводников – сначала визуальный, затем с применением тепловизоров и другого специализированного инструмента;
• проверка сварочных соединений на прочностные характеристики с использованием механической нагрузки;
• тестирование каждого заземленного элемента электроустановки на предмет эффективности металлосвязи;
• отражение полученных результатов в протоколе проверки.

Последовательное выполнение перечисленных операций – это отработанная годами схема проведения измерений металлосвязи. Она доказала эффективность на практике, а потому применяется до настоящего времени.

Особенности измерения

Замер металлосвязи и сопутствующие мероприятия по проверке выполняются с учетом нескольких основополагающих моментов. Некоторые из них – самые критически важные – требуют отдельного рассмотрения.

Нормы и правила

Требования к электроустановкам содержатся в двух видах нормативной документации. Первая – это нормы ПУЭ, в том числе – непосредственно касающиеся металлосвязи. Вторая – технический паспорт и другие сопроводительные документы на конкретное электрооборудование. Особо пристальное внимание уделяется документации, которая поставляется вместе с техустройством и заполняется в процессе эксплуатации.

Периодичность испытаний

Обязательным условием безопасного использования электрооборудования становится регулярное проведение измерение сопротивлений в системе заземления. Периодичность проверки металлосвязи устанавливается графиком, который разрабатывается техническими службами объекта или эксплуатирующей организации.

При этом необходимо учитывать требования, установленные действующими сегодня нормативными актами. В соответствии с их положениями проверка проводится со следующей периодичностью:

• ежегодно – для помещений и объектов, которые относятся к категории повышенной опасности;
• каждые три года – для остальных помещений и объектов;
• ежегодно – для электроустановок грузоподъемного и лифтового оборудования;
• ежегодно – для стационарных электрических плит.

Помимо регулярных проверок, требуется осуществление внепланового тестирования. Основанием для назначения мероприятий по измерению металлосвязи становится любое из следующих событий:

• выполнение ремонта, реконструкции или переоснащения оборудования;
• монтаж новых электроустановок;
• ввод объекта в эксплуатацию после капитального ремонта вследствие аварийной или другой нештатной ситуации.

В большинстве случаев проводится комплексная проверка электроустановок. Она включает и измерение сопротивления металлосвязи, и определение целостности проводки, и замер сопротивления изоляции, и другие подобные мероприятия. В штате нашей организации собраны все необходимые специалисты, укомплектованные современным и высокоточным инструментом для быстрого и профессионального выполнения работ.

Приборы для измерения

Измерение металлосвязи справедливо считается специализированной работой, которая требует высокой точности – вплоть до сотых частей Ома. Поэтому обычный инструментарий электрика попросту не подходит. Необходимо использовать самые современные и высокоточные приборы, обладающие соответствующей чувствительностью.

Важным дополнительным требованием к подобному оборудованию становится наличие разнообразных дополнительных опций и многостороннего функционала. Это упрощает работу специалистов и делает ее не только быстрее, но и точнее.

Фиксация результатов в протоколе измерения

Полученные в процессе проверки металлосвязи данные заносятся в специальный протокол. Результаты испытаний отражаются в отдельной таблице, в одном из столбцов которой перечисляются все рабочие узлы и соединения электроустановки. Важными и обязательном включаемыми в документ сведениями также выступают:

• местоположение каждого объекта исследований;
• количество протестированных узлов;
• полученные результаты измерений в формате значения сопротивления соединения.

В случае обнаружения недостатков или отклонений фактических значений показателей системы заземления от нормативных, составляется дефектная ведомость. В ней также указываются наиболее важные сведения о результатах испытаний, включая перечень дефектов, место положение проблемных участков, при необходимости – рекомендации по исправлению ситуации.

Необходимость проведения профилактических мероприятий

Измерение сопротивления в системах заземления – обязательная мера, которая регулярно проводится в рамках обеспечения безопасной эксплуатации электроустановок. Но ее осуществление не означает ненужность профилактики возможных проблем.

Наиболее эффективными и грамотными действиями в этом направлении со стороны персонала эксплуатирующей организации становятся такие:

• периодический осмотр состояния контактных соединений;
• регулярная очистка контактов от грязи, пыли и следов окисления;
• проверка плотности контактов, а при необходимости – подтягивание крепежных элементов.

Перечисленные операции выполняются в соответствии с должностными инструкциями обслуживающих оборудование работников. Периодичность мероприятий определяется в зависимости от условий эксплуатации и интенсивности использования электроустановок.

Выводы о необходимости регулярной периодической проверке металлосвязи

Необходимость испытания контактных соединений не вызывает сомнений. Грамотная реализация мероприятия позволяет минимизировать или полностью исключить риски для обслуживающего персонала, а также заметно повысить энергоэффективность практического использования электроустановок.

Периодичность тестирования зависит от специфики конкретного вида деятельности. При составлении графика проверок металлосвязи учитываются требования нормативной документации, правила охраны труда и другие регламентирующие акты.

Эффективно работающее заземление предусматривает не только наличие электрической цепи в системе. Еще одним обязательным требованием становится определенное значение такого важного показателя, как переходное сопротивление. Указанная величина должна находиться в пределах 0,05 Ом. Отклонение от нормативных характеристик или обнаружение каких-либо дефектов выступает основанием для срочного принятия мер по устранению выявленных недостатков.

Metallic Bonding — химия уровня O и химия IP, заметки автора 10-летней серии

Железный человек сделан из чистого металла или сплава?

Металлы широко используются в нашей повседневной жизни.

Например, серебро и золото обычно используются в качестве украшений из-за их блестящего внешнего вида. Медь широко используется в металлических проводах и кабелях. Титан и цирконий также широко используются для изготовления деталей самолетов и космических кораблей.

Чистые металлы

Обычно металлы обладают следующими физическими свойствами:

• Обычно имеют высокую плотность
• Ковкий и пластичный
• Обычно имеют высокие температуры плавления и кипения, т.е. существуют в твердом состоянии при комнатной температуре
• Хорошие проводники электричества (и тепла)

Эти физические свойства можно легко объяснить глядя на конструкции из металла.

Физические свойства металлов

1) Обычно имеют высокую плотность

Атомы в металле плотно упакованы в слои и удерживаются вместе сильными металлическими связями. Таким образом, существует большое количество атомов в единице объема, то есть высокая плотность.

2) Ковкий и пластичный

Ковкость относится к способности выбиваться или выбиваться молотком в формы без разрушения. Под пластичностью понимается способность растягиваться или втягиваться в провода без разрыва. В чистых металлах атомы одинакового размера плотно упакованы, образуя регулярную структуру. Когда к металлу прикладывается сила, слои атомов металла могут скользить друг относительно друга. Как таковые, чистые металлы, как известно, мягкие, ковкие и пластичные.

В чистых металлах атомы одинакового размера упакованы вместе в регулярном порядке.

3) Обычно имеют высокие температуры плавления и кипения

В металлической решетке атомы теряют свои валентные (самые внешние оболочки) электроны и становятся положительно заряженными ионами металлов. Говорят, что валентные электроны делокализованы в пустых пространствах («море»). Между положительно заряженными ионами металла и отрицательно заряженными электронами существуют сильные электростатические силы притяжения. Для преодоления этих сил требуется большое количество энергии.

«Море» делокализованных электронов, окружающих положительно заряженные ионы металлов в гигантской металлической решетке

4) Хорошие проводники электричества (и тепла)

Электроны валентной (внешней оболочки) делокализованы в пустых пространствах («море») и могут свободно перемещаться внутри металлической решетки. Эти «море» делокализованных электронов подвижны
(свободно движутся) и действуют как носители заряда, которые помогают проводить электричество и тепло.

Чистые металлы обладают многими полезными свойствами, но они не получили широкого распространения по двум основным причинам:

• Чистые металлы слишком мягкие и ковкие
• Чистые металлы могут реагировать с воздухом и водой, т. е. легко подвергаться коррозии

Поэтому мы часто используем сплавы вместо чистых металлов.

Сплавы

Сплав определяется как смесь металла по крайней мере с одним другим элементом. Добавляемый элемент (элементы) может быть металлом или неметаллом.

4 Основные причины, по которым металлы используются в качестве сплавов:

• Чтобы сделать металлы более прочными и твердыми
• Чтобы сделать металлы более устойчивыми к коррозии
• Улучшить внешний вид металлов
• Понизить температуру плавления металлов

1) Сделать металлы прочнее и тверже

Наиболее распространенный вопрос, который студенты задают на контрольных и экзаменах по химии, заключается в том, как увеличивается легирование прочность и твердость чистого металла.

Во-первых, в сплаве атомы основного металла и добавленного(ых) элемента(ов) имеют разные размеры. Это нарушает правильное расположение атомов в чистом металле. Атомы разных размеров не могут легко скользить друг мимо друга при приложении силы. Таким образом, сплав прочнее, тверже и менее пластичен, чем сам чистый металл.

Атомы разных размеров нарушают правильное расположение в чистых металлах

Для сдачи экзаменов GCE O-Level Pure Chemistry и IP Chemistry учащиеся должны знать следующие примеры сплавов:

• Латунь = Медь + Цинк
• Бронза = Медь + Олово
• Сталь = Железо + Углерод
• Нержавеющая сталь = Железо + Углерод + Никель + Хром

Давайте рассмотрим потенциальный вопрос, который вы можете проверить на экзамене по химии. Это модифицированный вопрос из документа 2 (письменный документ) экзамена GCE O-Level Pure Chemistry за ноябрь 2011 года в Сингапуре.

Вопрос:

Уран — это химический элемент с символом U и атомным номером 92. Это металл серебристо-серого цвета в ряду актиноидов периодической таблицы.

(i) Опишите связь в уране. [2]

Ответ: Сильные электростатические силы притяжения между положительно ионами урана и «морем» делокализованных электронов в гигантской металлической решетке.

(ii) Объясните, что происходит, когда электрический ток проходит через уран. [1]

Ответ: «Море» делокализованных валентных электронов в уране свободно движется, они действуют как носители заряда и перемещаются по металлической структуре.

Источник: Документ 2, ноябрь 2011 г. Экзамен по чистой химии GCE O-Level

2) Чтобы сделать металлы более устойчивыми к коррозии

Монеты, которые мы используем в повседневной жизни, сделаны из мельхиора, который представляет собой сплав меди и никель. Он не подвергается коррозии легко.

3) Для улучшения внешнего вида металлов

Олово представляет собой сплав олова, сурьмы и меди. Он обычно используется для изготовления украшений, таких как цепочки для ключей и декоративные дисплеи, потому что он выглядит красивее, чем само чистое олово.

4) Для снижения температуры плавления металлов

Основным методом, используемым в промышленности для соединения двух металлических деталей, является пайка. Материал припоя обычно представляет собой сплав олова и свинца, и он имеет более низкую температуру плавления, чем большинство металлов.

Можете ли вы нарисовать простые диаграммы, показывающие разницу в расположении атомов между медью и бронзой?

Видеоруководство YouTube по физическим свойствам чистых металлов и сплавов

Вы можете посмотреть видео на YouTube ниже, чтобы получить еще более четкое представление о свойствах чистых металлов и причинах, по которым металлы часто используются в виде сплавов.

Нажмите на следующую ссылку, чтобы посмотреть видео о химии O-Level . IP Chemistry: Physical Properties of Pure Metals and Alloys

Продолжительность видео: 12,32 минуты

Прежде чем мы закончим эту запись в блоге, давайте вам ответим на вопрос для размышления, основанный на экзамене:

В) Можете ли вы нарисовать простые диаграммы, чтобы показать разницу в расположении атомов между медью и бронзой?

Источник: Возможный вопрос экзамена по чистой химии O-Level и IP Chemistry

Я надеюсь, что вы найдете содержание легким для вашего понимания, и если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте мне комментарий ниже. Не стесняйтесь поделиться этой записью в блоге с друзьями.

Подпишитесь на мой блог, чтобы получать 2 обновления в месяц на вашу электронную почту!

PS: В следующем сообщении в блоге я поделюсь с вами серией реактивных металлов . Следите за этим. Кроме того, в связанных статьях  ниже есть несколько обсуждений в блогах и вопросы, связанные с металлами. Вы также можете выполнить поиск по ключевым словам, используя окно поиска в правом верхнем углу.

PPS: Если вам нужна помощь с изучением чистой химии O-Level и IP Chemistry, присоединяйтесь к нам на еженедельном курсе O-Level Pure Chemistry & IP Chemistry Tuition Class. Сделать это правильно с первого раза!

Химическая связь — одна из самых важных тем в химии. На мой взгляд, студенты должны хорошо разбираться в этой теме, чтобы хорошо сдать экзамены. Это потому, что почти все другие темы в химии будут взаимосвязаны с этой фундаментальной темой.

Причины, по которым учащиеся не получают хороших результатов по данной теме, обычно следующие:

• они запутались в различных типах связи, а также задействованных частицах и силах притяжения
• они понимают концепции, но не дали правильные ключевые слова на экзамене
• они не могут применить базовые понятия для решения прикладных вопросов

Сегодня я поделюсь с вами видео о 3 типах химической связи, а именно:

1. Ионная связь , которая возникает, когда электроны переходят от одного атома к другому, образуя положительные и отрицательные ионы.
2. Ковалентная связь , которая возникает, когда атомы соединяются вместе за счет общих электронов, образуя молекулы.
3. Metallic Bonding , встречается только в металлах.

Благодаря видео вы узнаете разницу между 3 типами соединения и ключевыми словами, связанными с ним. Вы также изучите типов структур , образованных их соответствующими связями, и физических свойств этих структур.

Загрузить сводку по химическому связыванию здесь.

Подпишитесь на мой блог, чтобы получать 2 обновления в месяц на вашу электронную почту!

Прямая ссылка: https://www.youtube.com/watch?v=RX3bR4_d3EE

Надеюсь, вы найдете содержание простым для вашего понимания, и если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте мне комментарий ниже.

Не стесняйтесь поделиться этим видео с друзьями, которым нужна помощь в освоении химии.

PS: В разделе связанных статей ниже есть несколько обсуждений в блогах и вопросы, связанные с химической связью. Вы также можете выполнить поиск по ключевым словам, используя боковую панель в правом верхнем углу.

В последнем сообщении блога мы рассмотрели распространенный экзаменационный вопрос по Химические соединения и кратко пересмотрели:

• Типы соединений
• Типы структур и их свойства

Сегодня мы рассмотрим еще несколько экзаменационных вопросов MCQ по химии по этой теме:

Вопрос 1:

Что из следующего, скорее всего, будет точкой плавления ионного твердого вещества?

А. -182 ^или С

Б. 0 ^или С

С. 114 ^или С

D. 943 ^o C

Предлагаемые решения:

Ионные соединения обычно имеют высокие температуры плавления и кипения. Они имеют тенденцию существовать в виде твердых веществ при комнатной температуре и давлении.

Сильные электростатические силы притяжения удерживают положительные и отрицательные ионы вместе в гигантской ионно-кристаллической решетке.

Таким образом, для преодоления этих сильных сил требуется большое количество энергии.

Таким образом, ответьте в ( Опция D ).

Вопрос 2:

Какое из следующих веществ;

(i) является элементом?

(ii) также образует кристаллы, состоящие из небольших молекул?

А. Медь

Б. Графит

С. Углекислый газ

D. Йод

Предлагаемые решения:

Вариант A: Медь является элементом, НО она существует в виде положительных ионов металла, окруженных «морем делокализованных валентных электронов».

Вариант Б: Графит — это элемент, НО он существует в виде гигантской молекулярной структуры из атомов углерода, удерживаемых вместе сильными ковалентными связями.

Вариант C: Углекислый газ имеет простую молекулярную структуру (т. е. небольшие молекулы), НО это соединение.

Вариант D: Йод является элементом и существует в виде двухатомной молекулы (т.е. имеет простую молекулярную структуру). При комнатной температуре йод представляет собой твердое вещество, так что двухатомные молекулы очень плотно упакованы, образуя «кристаллы». НЕ обманывайте себя, думая, что йод является ионным соединением из-за слова «кристаллы», которое обычно ассоциируется с ионным соединением. Это также может означать, что простые молекулярные структуры плотно упакованы по регулярной схеме, когда они находятся в твердом состоянии. Вы можете обратиться к кинетической теории частиц, чтобы узнать больше о 3 состояниях материи.

Таким образом, ответ ( Опция D ).

PS: Хм, только что понял, что это довольно сложный вопрос. Я собираюсь протестировать своих учеников на наших занятиях по чистой химии O-Level по тому же вопросу и посмотреть, как они справятся с этим 🙂

Я уверен, что сегодня вы узнали что-то полезное.

Не стесняйтесь поделиться им с друзьями, которым нужна помощь в изучении основ химии.

Ура!

Многие студенты не осознают важность этой фундаментальной темы, известной как Химическая связь , которая включает:

3 типа связи:

• Ионная связь
• Ковалентная связь
• Металлическое соединение

И из ключевых концепций трех типов связи, указанных выше, учащиеся будут дополнительно спрошены о типах структур, которые включают:

• Гигантская ионно-кристаллическая решетчатая структура (из-за ионной связи)
• Простая молекулярная структура (благодаря ковалентной связи)
• Гигантская молекулярная структура (из-за ковалентной связи)
• Гигантская металлическая решетчатая структура (из-за металлической связи)

Вы можете выполнить поиск «Химические соединения» в правом верхнем углу, чтобы просмотреть многочисленные обсуждения по этой теме.

Сегодня я хотел бы поделиться с вами экзаменационными вопросами, которые вам могут задать на экзамене Сингапур GCE O-Level Pure Chemistry Examination .

Вопрос 1:

Какое из перечисленных веществ проводит электричество за счет движения свободных ионов?

А. Медь

B. Расплавленный оксид алюминия

C. Твердый хлорид калия

D. Графит

Предлагаемые решения:

Вариант A: Медь — это металл, проводящий электричество благодаря наличию «моря делокализованных валентных электронов», которые подвижны. Студентам необходимо знать о гигантской металлической решетчатой ​​структуре, чтобы понять ее структурные свойства.

Вариант B: Оксид алюминия состоит из ионов алюминия и ионов оксида, которые подвижны в расплавленном состоянии. Студенты должны знать о гигантской структуре ионной / кристаллической решетки, чтобы понять ее структурные свойства.

Вариант C: Хлорид калия состоит из ионов калия и ионов хлора, НО эти ионы не подвижны в твердом состоянии, потому что они зафиксированы на своих позициях в структуре гигантской ионной/кристаллической решетки.

Вариант D: Графит действительно проводит электричество, но это происходит из-за несвязанных делокализованных валентных электронов в гексагональных слоях атомов углерода. Это не из-за подвижных ионов! Студенты должны знать о гигантских молекулярных структурах, чтобы понять их структурные свойства.

Таким образом, ответ ( Опция B ).

Для изучения химической связи важно, чтобы учащиеся понимали ключевые понятия каждого типа связи, их структурные свойства и использовали правильные ключевые слова. Экзаменаторы будут смотреть на ключевые слова, необходимые для того, чтобы увидеть, понимаете ли вы свои концепции. Я всегда напоминаю об этом студентам на своих курсах O-Level Pure Chemistry в Сингапуре.

Уверен, сегодня вы узнали что-то полезное.

Не стесняйтесь поделиться им с друзьями, которым нужна помощь в изучении основ химии.

Ура!

Структура и свойства чистого металла. непрозрачный, блестящий, обладает хорошей электро- и теплопроводностью.

Металлы, как правило, податливы, то есть их можно ковкой или прессованием навсегда изменить форму без разрушения или растрескивания, а также легкоплавки (способны плавиться или расплавляться) и пластичны (могут быть вытянуты в тонкую проволоку). Около 91 из 118 элементов периодической таблицы — металлы (некоторые элементы встречаются как в металлических, так и в неметаллических формах).

Значение слова «металл» различается в разных сообществах. Например, астрономы используют общий термин «металл» для удобства коллективного описания всех элементов, кроме водорода и гелия (основных компонентов звезд, которые, в свою очередь, составляют большую часть видимой материи во Вселенной). Таким образом, в астрономии и физической космологии металличность объекта — это доля его материи, состоящая из химических элементов, отличных от водорода и гелия. Кроме того, многие элементы и соединения, которые обычно не классифицируются как металлы, становятся металлическими при высоких давлениях; они образуются как металлические аллотропы неметаллов.

Содержание

• 1 Структура и соединение
• 2 свойства
  • 2.1 Химическая
  • 2.2 Физический
  • 2.3 Электрика
  • 2.4 Механический
• 3 сплава
• 4 Категории
  • 4.1 Основной металл
  • 4.2 Черный металл
  • 4.3 Благородный металл
  • 4.4 Драгоценный металл
• 5 Извлечение
• 6 Переработка металлов
• 7 Металлургия
• 8 приложений
• 9 Торговля
• 10 История

Структура и связь

ГПУ и ГЦК плотная упаковка сфер

Атомы металлических веществ расположены близко к соседним атомам в одном из двух распространенных расположений. Первая компоновка известна как объемно-центрированная кубическая. В этом расположении каждый атом расположен в центре восьми других. Другой известен как гранецентрированный куб. В этом расположении каждый атом расположен в центре шести других. Продолжающееся расположение атомов в этих структурах образует кристалл. Некоторые металлы принимают обе структуры в зависимости от температуры.

Атомы металлов легко теряют свои электроны на внешней оболочке, что приводит к свободному течению облака электронов внутри их прочного строения. Это обеспечивает способность металлических веществ легко передавать тепло и электричество. В то время как этот поток электронов имеет место, твердость металла создается за счет электростатических взаимодействий между каждым атомом и электронным облаком. Этот тип связи называется металлической связью.

Свойства

Химическая

Металлы обычно склонны образовывать катионы за счет потери электронов, реагируя с кислородом воздуха с образованием оксидов в течение различных временных масштабов (железо ржавеет годами, а калий сгорает за секунды). Примеры:

2
2
2
2
2
3

Переходные металлы (например, железо, медь, цинк и никель) окисляются медленнее, поскольку они образуют пассивирующий слой оксида, который защищает внутреннюю часть. Другие, такие как палладий, платина и золото, вообще не реагируют с атмосферой. Некоторые металлы образуют на своей поверхности барьерный слой оксида, через который не могут проникнуть другие молекулы кислорода, и поэтому они сохраняют свой блестящий вид и хорошую проводимость в течение многих десятилетий (например, алюминий, магний, некоторые стали и титан). Оксиды металлов обычно являются основными, в отличие от оксидов неметаллов, которые являются кислотными. Явным исключением являются в основном оксиды с очень высокими степенями окисления, такие как CrO3, Mn2O7 и OsO4, которые имеют строго кислую реакцию.

Окрашивание, анодирование или гальваническое покрытие металлов являются хорошими способами предотвращения их коррозии. Однако для покрытия следует выбирать более химически активный металл в электрохимическом ряду, особенно когда ожидается скалывание покрытия. Вода и два металла образуют электрохимическую ячейку, и если покрытие менее реакционноспособно, чем покрытие, покрытие на самом деле способствует коррозии .

Физический

Кристаллы галлия

Металлы в целом обладают высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой плотностью. Обычно они податливы и пластичны, деформируются под нагрузкой без расщепления.[6] С точки зрения оптических свойств металлы блестящие и блестящие. Листы металла толщиной более нескольких микрометров кажутся непрозрачными, но сусальное золото пропускает зеленый свет.

Хотя большинство металлов имеют более высокую плотность, чем большинство неметаллов, их плотности сильно различаются: литий является наименее плотным твердым элементом, а осмий — самым плотным. Щелочные и щелочноземельные металлы в группах I A и II A называются легкими металлами, потому что они имеют низкую плотность, низкую твердость и низкую температуру плавления. Высокая плотность большинства металлов обусловлена ​​​​плотно упакованной кристаллической решеткой металла. структура. Прочность металлических связей для различных металлов достигает максимума вокруг центра ряда переходных металлов, поскольку эти элементы имеют большое количество делокализованных электронов в металлических связях типа сильной связи. Однако другие факторы (такие как атомный радиус, ядерный заряд, количество орбиталей связи, перекрытие орбитальных энергий и форма кристалла) также имеют значение.

Электротехника

Наполнение электронным Плотность состояний в различных типах материалов при равновесии. Здесь вертикальная ось — это энергия, а горизонтальная ось — плотность состояний для конкретной полосы в указанном материале. В металлах и полуметаллах уровень Ферми E F лежит внутри хотя бы одной зоны. В изоляторах и полупроводниках уровень Ферми находится внутри запрещенной зоны; однако в полупроводниках зоны расположены достаточно близко к уровню Ферми, чтобы быть термически заселенными электронами или дырками. редактировать

Электрическая и теплопроводность металлов обусловлена ​​тем, что их внешние электроны делокализованы. Эту ситуацию можно визуализировать, рассматривая атомную структуру металла как совокупность атомов, погруженных в море высокоподвижных электронов. Электропроводность, а также вклад электронов в теплоемкость и теплопроводность металлов можно рассчитать по модели свободных электронов, не учитывающей детальную структуру ионной решетки.

При рассмотрении электронной зонной структуры и энергии связи металла необходимо учитывать положительный потенциал, обусловленный особым расположением ионных остовов, который в кристаллах является периодическим. Важнейшим следствием периодического потенциала является образование малой запрещенной зоны на границе зоны Бриллюэна. Математически потенциал ионных остовов можно рассматривать с помощью различных моделей, самой простой из которых является модель почти свободного электрона.

Механические

Механические свойства металлов включают пластичность, т.е. их способность к пластической деформации. Обратимую упругую деформацию в металлах можно описать законом Гука для восстанавливающих сил, где напряжение линейно пропорционально деформации. Силы, превышающие предел упругости, или тепло, могут вызвать постоянную (необратимую) деформацию объекта, известную как пластическая деформация или пластичность. Это необратимое изменение в расположении атомов может произойти в результате:

• Действие приложенной силы (или работа). Приложенная сила может быть растягивающей (тянущей) силой, сжимающей (толкающей) силой, сдвигающей, изгибающей или скручивающей (скручивающей) силой.

• Изменение температуры (тепло). Изменение температуры может повлиять на подвижность структурных дефектов, таких как границы зерен, точечные вакансии, линейные и винтовые дислокации, дефекты упаковки и двойники как в кристаллических, так и в некристаллических твердых телах. Движение или смещение таких подвижных дефектов активируется термически и, таким образом, ограничивается скоростью диффузии атомов.

Кузнечная работа по металлу.

Вязкое течение вблизи границ зерен, например, может вызвать внутреннее скольжение, ползучесть и усталость металлов. Это также может способствовать значительным изменениям в микроструктуре, таким как рост зерен и локальное уплотнение из-за устранения межкристаллитной пористости. Винтовые дислокации могут скользить в направлении любой плоскости решетки, содержащей дислокацию, в то время как основной движущей силой «подъема дислокации» является движение или диффузия вакансий через кристаллическую решетку.

Кроме того, считается, что ненаправленный характер металлической связи вносит значительный вклад в пластичность большинства металлических твердых тел. Когда плоскости ионной связи скользят друг относительно друга, возникающее в результате изменение местоположения смещает ионы с одинаковым зарядом в непосредственной близости, что приводит к расщеплению кристалла; такой сдвиг не наблюдается в ковалентно связанных кристаллах, где происходит разрушение и фрагментация кристалла.

Алло

Основная статья: Сплав

Сплав представляет собой смесь двух или более элементов, в которой основным компонентом является металл. Большинство чистых металлов либо слишком мягкие, либо хрупкие, либо химически активные для практического использования. Сочетание различных соотношений металлов в виде сплавов изменяет свойства чистых металлов для получения желаемых характеристик. Цель изготовления сплавов, как правило, состоит в том, чтобы сделать их менее хрупкими, более твердыми, устойчивыми к коррозии или иметь более желательный цвет и блеск. Из всех используемых в настоящее время металлических сплавов сплавы железа (сталь, нержавеющая сталь, чугун, инструментальная сталь, легированная сталь) составляют наибольшую долю как по количеству, так и по товарной ценности. Железо, легированное различными пропорциями углерода, дает стали с низким, средним и высоким содержанием углерода, при этом повышение уровня углерода снижает пластичность и ударную вязкость. Добавление кремния приводит к получению чугуна, а добавление хрома, никеля и молибдена к углеродистой стали (более 10%) приводит к получению нержавеющей стали.

Другими значимыми металлическими сплавами являются сплавы алюминия, титана, меди и магния. Медные сплавы были известны с доисторических времен — бронза дала свое название бронзовому веку — и сегодня находят множество применений, прежде всего в электропроводке. Сплавы остальных трех металлов были разработаны сравнительно недавно; из-за их химической активности они требуют процессов электролитической экстракции. Сплавы алюминия, титана и магния ценятся за их высокое отношение прочности к весу; магний также может обеспечивать электромагнитное экранирование[ нужна ссылка ]. Эти материалы идеально подходят для ситуаций, когда высокое отношение прочности к весу важнее стоимости материала, например, в аэрокосмической и некоторых автомобильных областях.

Сплавы, специально разработанные для особо требовательных применений, таких как реактивные двигатели, могут содержать более десяти элементов.

Категории

Неблагородный металл

Основная статья: Неблагородный металл Цинк, неблагородный металл, реагирующий с кислотой

В химии термин неблагородный металл неофициально используется для обозначения металла, который относительно легко окисляется или подвергается коррозии и по-разному реагирует с разбавленной соляной кислотой (HCl) с образованием водорода. Примеры включают железо, никель, свинец и цинк. Медь считается неблагородным металлом, так как она относительно легко окисляется, хотя и не реагирует с HCl. Он обычно используется в противовес благородному металлу.

В алхимии неблагородный металл был распространенным и недорогим металлом, в отличие от драгоценных металлов, в основном золота и серебра. Давней целью алхимиков было превращение неблагородных металлов в драгоценные металлы.

В нумизматике монеты в прошлом определяли свою ценность главным образом из содержания драгоценного металла. Большинство современных валют являются фиатными валютами, что позволяет изготавливать монеты из недрагоценного металла .

Черный металл

Основная статья: Черные и цветные металлы

Термин «черный» происходит от латинского слова, означающего «содержащий железо». Это может быть чистое железо, такое как кованое железо, или сплав, такой как сталь. Черные металлы часто являются магнитными, но не исключительно.

Благородный металл

Основная статья: Благородный металл

Благородные металлы — это металлы, устойчивые к коррозии или окислению, в отличие от большинства неблагородных металлов. Как правило, это драгоценные металлы, часто из-за кажущейся редкости. Примеры включают золото, платину, серебро и родий.

Драгоценный металл

Золотой самородок Основная статья: Драгоценный металл

A Драгоценный металл представляет собой редкий металлический химический элемент высокой экономической ценности.

В химическом отношении драгоценные металлы менее реакционноспособны, чем большинство элементов, имеют сильный блеск и высокую электропроводность. Исторически драгоценные металлы были важны в качестве валюты, но теперь они рассматриваются в основном как инвестиционные и промышленные товары. Золото, серебро, платина и палладий имеют код валюты ISO 4217. Самыми известными драгоценными металлами являются золото и серебро. Хотя оба они используются в промышленности, они более известны своим использованием в искусстве, ювелирных изделиях и чеканке монет. Другие драгоценные металлы включают металлы платиновой группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину, из которых наиболее широко продается платина.

Спрос на драгоценные металлы обусловлен не только их практическим использованием, но и их ролью в качестве инвестиций и средства сбережения. По состоянию на лето 2006 года палладий стоил чуть менее половины цены золота, а платина — примерно в два раза дороже золота. Серебро значительно дешевле, чем эти металлы, но часто традиционно считается драгоценным металлом из-за его роли в чеканке монет и ювелирных изделиях.

Добыча

Основные статьи: Руда, горнодобывающая и добывающая металлургия

Металлы часто извлекаются из земли путем добычи полезных ископаемых, в результате чего получаются руды, являющиеся относительно богатыми источниками необходимых элементов. Местонахождение руд поисковыми методами с последующей разведкой и обследованием месторождений. Источники полезных ископаемых обычно делятся на открытые шахты, которые добываются путем выемки грунта с использованием тяжелой техники, и подземные шахты.

После того, как руда добыта, металлы должны быть извлечены, обычно путем химического или электролитического восстановления. Пирометаллургия использует высокие температуры для превращения руды в сырые металлы, в то время как гидрометаллургия использует водную химию для той же цели. Используемые методы зависят от металла и его загрязнителей.

Когда металлическая руда представляет собой ионное соединение этого металла и неметалла, руду обычно необходимо плавить — нагревать с восстановителем — для извлечения чистого металла. Многие распространенные металлы, такие как железо, выплавляются с использованием углерода в качестве восстановителя. Некоторые металлы, такие как алюминий и натрий, не имеют промышленного восстановителя и вместо этого извлекаются с помощью электролиза.

Сульфидные руды не восстанавливаются непосредственно до металла, а обжигаются на воздухе для преобразования их в оксиды.

Переработка металлов

Спрос на металлы тесно связан с экономическим ростом. В течение 20 века разнообразие использования металлов в обществе быстро росло. Сегодня развитие крупных стран, таких как Китай и Индия, и достижения в области технологий подпитывают все больший спрос. В результате расширяется добыча полезных ископаемых, и все больше и больше мировых запасов металлов находятся в использовании над землей, а не под землей в виде неиспользованных запасов. Примером могут служить используемые запасы меди. Между 1932 и 1999 г. потребление меди в США выросло с 73 г до 238 г на человека.

Металлы по своей природе подлежат вторичной переработке, поэтому, в принципе, их можно использовать снова и снова, сводя к минимуму негативное воздействие на окружающую среду и одновременно экономя энергию. Например, 95% энергии, используемой для производства алюминия из бокситовой руды, экономится за счет использования вторичного сырья. Однако уровень вторичной переработки металлов, как правило, низок. В 2010 году Международная группа по ресурсам, организованная Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), опубликовала отчеты о запасах металлов, существующих в обществе, и степени их переработки.

Авторы отчета заметили, что запасы металлов в обществе могут служить огромными рудниками над землей. Тем не менее, они предупредили, что уровень переработки некоторых редких металлов, используемых в таких приложениях, как мобильные телефоны, аккумуляторные батареи для гибридных автомобилей и топливные элементы, настолько низок, что, если в будущем уровень утилизации по окончании срока службы не будет резко увеличен, эти критические металлы станут меньше. недоступны для использования в современной технике.

Металлургия

Основная статья: Металлургия

Металлургия — область материаловедения, изучающая физические и химические свойства металлических элементов, их интерметаллических соединений и их смесей, называемых сплавами.

Области применения

Некоторые металлы и металлические сплавы обладают высокой конструкционной прочностью на единицу массы, что делает их полезными материалами для переноски больших нагрузок или сопротивления ударным повреждениям. Металлические сплавы могут быть спроектированы таким образом, чтобы они обладали высокой устойчивостью к сдвигу, крутящему моменту и деформации. Однако один и тот же металл также может быть подвержен усталостным повреждениям при многократном использовании или внезапному разрушению под напряжением при превышении несущей способности. Прочность и устойчивость металлов привели к их частому использованию в строительстве высотных зданий и мостов, а также в большинстве транспортных средств, многих бытовых приборов, инструментов, труб, несветовых знаков и железнодорожных путей.

Два наиболее часто используемых конструкционных металла, железо и алюминий, также являются наиболее распространенными металлами в земной коре.

Металлы являются хорошими проводниками, что делает их ценными в электроприборах и для передачи электрического тока на расстояние с небольшими потерями энергии. Электросети используют металлические кабели для распределения электроэнергии. Домашние электрические системы, по большей части, подключаются медным проводом из-за его хороших проводящих свойств.

Теплопроводность металла используется в контейнерах для нагрева материалов над пламенем. Металл также используется для радиаторов для защиты чувствительного оборудования от перегрева.

Высокая отражательная способность некоторых металлов важна для изготовления зеркал, включая точные астрономические инструменты. Это последнее свойство также может сделать металлические украшения эстетически привлекательными.

Некоторые металлы имеют специальное применение; радиоактивные металлы, такие как уран и плутоний, используются на атомных электростанциях для производства энергии путем деления ядер. Ртуть представляет собой жидкость при комнатной температуре и используется в переключателях для замыкания цепи, когда она течет по контактам переключателя. Сплав с памятью формы используется для изготовления труб, крепежных деталей и сосудистых стентов.

Торговля

Импорт металлов и руды в 2005 г.

По данным Всемирного банка, Китай был крупнейшим импортером руд и металлов в 2005 г. , за ним следуют США и Япония.

История

Природа металлов завораживала человечество на протяжении многих веков, ведь эти материалы давали людям орудия с непревзойденными свойствами как на войне, так и при их подготовке и обработке. Стерлинговое золото и серебро были известны человеку с каменного века. Свинец и серебро сплавлялись из их руд еще в четвертом тысячелетии до нашей эры.

Древние латинские и греческие писатели, такие как Теофраст, Плиний Старший в своей книге «Естественная история» или Педаний Диоскорид, не пытались классифицировать металлы. Древние никогда не доходили до понятия «металл» как отдельного элементарного вещества с фиксированными характерными химическими и физическими свойствами. Вслед за Эмпедоклом предполагалось, что все вещества в пределах подлунной сферы различаются по составляющим их классическим элементам земли, воды, воздуха и огня. Вслед за пифагорейцами Платон предполагал, что эти элементы могут быть далее сведены к плоским геометрическим формам (треугольникам и квадратам), ограничивающим пространство и относящимся к правильным многогранникам в последовательности земля:куб, вода:икосаэдр, воздух:октаэдр, огонь:тетраэдр. Однако это философское расширение не стало таким популярным, как простые четыре элемента, после того как оно было отвергнуто Аристотелем. Аристотель также отверг атомистическую теорию Демокрита, поскольку он классифицировал подразумеваемое существование вакуума, необходимого для движения, как противоречие (вакуум подразумевает небытие, следовательно, не может существовать). Однако Аристотель ввел основные антагонистические качества (или силы) сухости и влажности и холода и тепла в состав каждого из четырех элементов. Слово «металл» изначально означало «шахты» и только позже получило общее значение изделий из материалов, добытых в рудниках. В первые века нашей эры отношения между планетами и существующими металлами предполагались как Золото: Солнце, Серебро: Луна, Электрум: Юпитер, Железо: Марс, Медь: Венера, Олово: Меркурий, Свинец: Сатурн. После того, как было установлено, что электрум является комбинацией серебра и золота, отношения Олово:Юпитер и Меркурий:Меркурий были заменены на предыдущую последовательность.

Арабские и средневековые алхимики считали, что все металлы и фактически вся подлунная материя состоят из принципа серы, несущего горючее свойство, и принципа ртути, матери всех металлов и носителя текучести или плавкости и свойства волатильности. Эти принципы не обязательно были обычными веществами серы и ртути, обнаруженными в большинстве лабораторий. Эта теория укрепила веру в то, что всем металлам суждено превратиться в золото в недрах земли благодаря правильному сочетанию тепла, пищеварения, времени и ликвидации загрязняющих веществ, и все это можно было развить и ускорить с помощью знаний и методов алхимия. Парацельс добавил третий принцип соли, обладающий нелетучими и негорючими свойствами, в своих триа прима доктрина. Эти теории сохранили четыре классических элемента как лежащие в основе состава серы, ртути и соли.

Первым систематическим текстом по искусству горного дела и металлургии был De la Pirotechnia Ванноччо Бирингуччио, в котором рассматриваются исследования, сплавление и обработка металлов. Шестнадцать лет спустя Георгиус Агрикола опубликовал De Re Metallica в 1555 году, ясный и полный отчет о профессии горного дела, металлургии, вспомогательных искусств и наук, а также признанный величайшим трактатом о химической промышленности до шестнадцатого века. век. Он дал следующее описание металла в своих De Natura Fossilium (1546).

Металл — это минеральное тело, по своей природе либо жидкое, либо несколько твердое. Последний может расплавиться от жара огня, но когда он снова остынет и потеряет все тепло, он снова станет твердым и обретет свою надлежащую форму. В этом отношении он отличается от камня, плавящегося в огне, ибо хотя последний и восстанавливает свою твердость, но теряет свою первоначальную форму и свойства. Традиционно существует шесть различных видов металлов, а именно золото, серебро, медь, железо, олово и свинец. На самом деле есть и другие, ибо ртуть — это металл, хотя алхимики не согласны с нами в этом вопросе, и висмут — тоже. Древнегреческие писатели, по-видимому, ничего не знали о висмуте, поэтому Аммоний справедливо утверждает, что существует много видов металлов, животных и растений, которые нам неизвестны. Сурбей, переплавленный в тигле и очищенный, имеет такое же право считаться надлежащим металлом, какое авторы приписывают свинцу. Если при выплавке к олову добавить определенную часть, то получится книготорговый сплав, из которого делают шрифт, используемый теми, кто печатает книги на бумаге. Каждый металл имеет свою форму, которую он сохраняет при отделении от тех металлов, которые были с ним смешаны. Поэтому ни электрум, ни олово [не имея в виду наше олово] сами по себе не являются настоящим металлом, а скорее являются сплавом двух металлов. Электрум — это сплав золота и серебра, олово — сплав свинца и серебра. И все же, если серебро отделить от электрума, останется золото, а не электрум; если из олова отнять серебро, то останется свинец, а не олово. Однако нельзя с уверенностью установить, встречается ли латунь как самородный металл или нет.

Пуэ металлосвязь: ⚡ Проверка металлосвязи в электроустановках