Els metalls són un tipus de materials que han estat utilitzats per l'home des de l'antiguitat. Aquest grup de substàncies és molt nombrós, però totes tenen característiques físiques comunes, que comunament s'anomenen propietats metàl·liques.
La duresa entre ells és habitual, però no decisiva. Més concrets són altres que posseeix el metall més tou. Aquestes propietats estan determinades per les peculiaritats de la seva estructura a nivell molecular.
Propietats dels metalls
El ferro i els seus aliatges (acer, ferro colat), coure, alumini… L'ús d'aquests materials va marcar avenços en el progrés científic i tecnològic en les diferents etapes del desenvolupament de la civilització. Cadascun d'aquests metalls té unes característiques que li donen un valor pràctic únic. Les característiques habituals d'ells són l' alta conductivitat tèrmica i elèctrica, la plasticitat, la capacitat de mantenir la integritat durant la deformació, la brillantor metàl·lica.
La fulla de damasc que talla l'armadura de ferro i el metall més tou, sobre el qual queden restes del més mínim impacte, tenen una estructura interna semblant. Es basa en una xarxa cristal·lina, als nodes de la qual hi ha àtoms ambcàrrega positiva i neutra, entre les quals hi ha un "gas d'electrons", partícules que han abandonat les capes exteriors dels àtoms a causa d'un debilitament de l'enllaç amb el nucli. Es realitza un enllaç metàl·lic especial entre ions positius situats als nodes de la xarxa cristal·lina a causa de les forces atractives que sorgeixen en el "gas d'electrons". La duresa, la densitat i el punt de fusió del metall depenen de la concentració d'aquest "gas".
Criteris d'avaluació
La resposta a la pregunta de quin metall és el més tou serà sempre objecte de discussió, tret que s'acordin els criteris d'avaluació i es defineixi el mateix concepte de suavitat. L'opinió sobre aquesta característica del material serà diferent per als especialistes de diferents indústries. Un metal·lúrgic pot entendre la suavitat com una major mal·leabilitat, una tendència a acceptar la deformació dels materials abrasius, etc.
Per als científics de materials, és important poder comparar objectivament les diferents característiques de les substàncies. La suavitat també hauria de tenir criteris d'avaluació generalment acceptats. El metall més tou del món hauria de tenir indicadors generalment reconeguts que demostrin les seves característiques "rècord". Hi ha diversos mètodes que tenen com a objectiu mesurar la suavitat de diferents materials.
Mètodes de mesura
La majoria dels mètodes certificats per mesurar la duresa es basen en l'acció de contacte sobre el material a prova, mesurat amb instruments de precisió, a partir d'un cos més dur anomenat penetrador. Depenent del tipus de sagnador i dels mètodes de mesura, hi ha diversos principalsmètodes:
- Mètode Brinell. Es determina el diàmetre de l'empremta que deixa una bola metàl·lica quan es pressiona a la superfície de la substància d'assaig.
: mètode Rockwell. Es mesura la profunditat de sagnat a la superfície d'una bola o d'un con de diamant.
: mètode Vickers. Es determina l'àrea de l'empremta deixada per una piràmide tetraèdrica de diamant.
- Duresa Shore. Hi ha escales per a materials molt durs i molt tous: es mesura la profunditat d'immersió d'una agulla especial o l'alçada de rebot de la superfície d'un percutor especial.
Escala de duresa de Mohs
Aquesta escala per determinar la duresa relativa de minerals i metalls va ser proposada a principis del segle XIX per l'alemany Friedrich Moos. Es basa en el mètode de rascat, on una mostra més dura deixa una marca en una de més suau, i és molt convenient per esbrinar quin metall és el més tou. En relació amb 10 minerals de referència, als quals se'ls assigna un índex de duresa condicional, es determina un lloc a l'escala i un índex digital per a la substància provada. El mineral de referència més tou és el talc. Té una duresa Mohs d'1 i la més dura, el diamant, és de 10.
L'avaluació de la duresa a l'escala de Mohs es basa en el principi "més suau - més dur". És possible determinar exactament quantes vegades, per exemple, l'alumini, que té un índex a l'escala de Mohs de 2,75, és més tou que el tungstè (6,0), només amb resultats de mesura basats en altres mètodes. Però per determinar el metall més tou de la taula periòdica, n'hi ha prou amb aquesta taula.
Els més tous són els metalls alcalins
A partir de l'escala mineralògica de Mohs, es pot observar que les més toves són les substàncies relacionades amb els metalls alcalins. Fins i tot el mercuri, conegut per a molts pel líquid d'un termòmetre, té un índex de duresa d'1,5. Més suau que ell són diverses substàncies amb propietats físiques, mecàniques i químiques similars: liti (0,6 a l'escala de Mohs), sodi (0,5), potassi. (0, 4), rubidi (0, 3). El metall més tou és el cesi, que té una escala de duresa de Mohs de 0,2.
Les propietats físiques i químiques dels metalls alcalins estan determinades per la seva configuració electrònica. Només difereix lleugerament de l'estructura dels gasos inerts. Un electró situat a un nivell d'energia extern té mobilitat, la qual cosa determina una alta activitat química. Els metalls més tous es caracteritzen per una volatilitat especial, són difícils d'extraure i conservar sense canvis. Tenen interaccions químiques violentes amb l'aire, l'aigua, l'oxigen.
Article 55
El nom "cesi" prové del llatí caesius - "blau cel": en l'espectre emès per una substància molt calenta, dues ratlles blaves brillants són visibles a la gamma infraroja. En la seva forma pura, reflecteix bé la llum, sembla or clar i té un color groc platejat. El cesi és el metall més tou del món, amb un índex de duresa Brinell de 0,15 MN/m2 (0,015 kgf/cm2). Punt de fusió: +28,5 °C, de manera que en condicions normals, a temperatura ambient, el cesi es troba en estat semi-líquid.
És rarmetall car i extremadament reactiu. En l'electrònica, l'enginyeria de ràdio i la indústria química d' alta tecnologia, el cesi i els aliatges basats en ell s'utilitzen cada cop més i la necessitat d'aquest és en constant creixement. Es demana la seva activitat química, la capacitat de formar compostos amb la major conductivitat elèctrica. El cesi és un component important en la producció de dispositius òptics especials, làmpades amb propietats úniques i altres productes d' alta tecnologia. Al mateix temps, la suavitat no és la seva qualitat més buscada.
