Metaller

Metaller

Metallatomer sitter ordnade i en kristallstruktur.

Kemi

Nyckelord

metall, metallgitter, Metallbindning, järn, aluminium, zink, koppar, silver, guld, Natrium, kalcium, fe, al, zn, cu, ag, AU, na, ca, metallatom kärna, flyttat elektroner, kristallgittret, Kroppscentrerat kubiskt gitter, sexkantigt metallgitter, Ytcentrerat kubiskt metallgitter, elektrisk ledning, lättmetall, tungmetall, malm, konduktion, korrosion, ferromagnet, stål, amfotera, termit, järnmalm, bauxit, sfalerit, bleckblås, legering, kuprit, smycken, ädelmetall, kungsvatten, karat, elektrolys av smälta föreningar, kemi

Relaterade objekt

Scener

Järn (Fe)

Järn (Fe)

Information

Molmassa: 55,85 g/mol

Smältpunkt: 1538 °C

Kokpunkt: 2861 °C

Densitet: 7,86 g/cm³

Egenskaper

Järn är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 8 i det periodiska systemet. I sin rena form är det en glansig, silvergrå, relativt mjuk metall. Det har en rymdcentrerad kubisk kristallstruktur. Rent järn är lätt att bearbeta vid höga temperaturer. Det har ferromagnetiska egenskaper och är en bra ledare av värme och el. Det är en metall med negativ standardpotential. Fuktig luft gör att järn rostar. Pulveriserat järn gnistrar när det kommer i kontakt med eld. Järn reagerar med utspädda syror medan det producerar vätgas. Koncentrerade syror däremot passiverar ytan.

Förekomst och framställning

Järn är ett av de vanligaste grundämnena på jorden men förutom i meteoriter förekommer det sällan i ren form. Det återfinns vanligtvis i form av malm, såsom magnetit, hematit eller limonit och framställs ur dessa (detta kallas järnmetallurgi).

Användning

Järn används i olika branscher och är en av råvarorna inom stålproduktionen. Det har också en viktig roll i levande organismer, inklusive människor. Det är till exempel en av komponenterna i hemoglobin, som står för transport av syre i blodet hos ryggradsdjur. Järnbrist leder till anemi.

Aluminium (Al)

Aluminium (Al)

Information

Molmassa: 26,98 g/mol

Smältpunkt: 660 °C

Kokpunkt: 2519 °C

Densitet: 2,7 g/cm³

Egenskaper

Aluminium är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 13 (borgruppen) i det periodiska systemet. Det är en silvervit, formbar lättmetall. Aluminium korroderar inte när det utsätts för luft på grund av det aluminiumoxidskikt som bildas på dess yta och skyddar det mot ytterligare oxidation. Det reagerar med både utspädda syror och baser. Det är alltså amfotert. Vid en termitreaktion reducerar det järnoxid till järn vid en temperatur av 2000 °C.

Förekomst och framställning

Aluminium förekommer inte i naturen i sin rena form. Dess föreningar, såsom mineralen korund, av vilken transparenta former är kända som ädelstenarna rubin eller safir, är däremot vanliga.

Aluminium framställs ur malm, bauxit, i aluminiumsmältverk.

Användning

Aluminium och dess legeringar används i stor omfattning i olika branscher. Det används vid tillverkning av elektriska ledningar, plåtar, folier, fordon och byggmaterial. Lösliga aluminiumföreningar kan vara giftiga för människan, köksredskap av aluminium bör därför undvikas.

Zink (Zn)

Zink (Zn)

Information

Molmassa: 65,3 g/mol

Smältpunkt: 419,5 °C

Kokpunkt: 907 °C

Densitet: 7,14 g/cm³

Egenskaper

Zink är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 12 (zinkgruppen) i det periodiska systemet. Den är en blåvit tungmetall som smälter lätt och har en hexagonal kristallstruktur. Dess kristaller kan lätt observeras på ytan. På grund av oxidskiktet som bildas på ytan och skyddar från ytterligare oxidation korroderar inte zink när den utsätts för luft . Den löser sig både i syror och baser, samtidigt som den producerar vätgas. En blandning av pulveriserad zink och svavelpulver exploderar när den upphettas.

Förekomst och framställning

Zink förekommer inte i naturen i sin rena form utan endast i malmer. De viktigaste malmerna inkluderar zinkblände (ZnS) och zinkit (ZnO). Zink utvinns från sulfidmalm genom rostning. Den resulterande oxiden reduceras sedan med kol.

Användning

Zink används ofta som antikorrosionsmedel. Galvaniserat stål tillverkas genom att stålplåtar beläggs med ett zinklager.

Zink används också i batterier och vid produktion av mässing, som är en av dess legeringar.

Zink är ett spårämne för levande organismer. Den är nödvändig i små kvantiteter, men giftigt i stora mängder.

Koppar (Cu)

Koppar (Cu)

Information

Molmassa: 63,5 g/mol

Smältpunkt: 1084,5 °C

Kokpunkt: 2562 °C

Densitet: 8,96 g/cm³

Egenskaper

Koppar är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 11 (koppargruppen) i det periodiska systemet. Den har en ytcentrerad kubisk kristallstruktur. Koppar är en rödaktig, mjuk tungmetall. Den är flexibel och formbar och kan därför enkelt sträckas till en tunn tråd. När den utsätts för fuktig luft bildas ett grönaktigt skikt på dess yta. Detta lager kallas patina eller ärg. Koppar reagerar varken med vatten, utspädda syror eller baser. Den reagerar endast med oxiderande syror. Den bildar lätt legeringar med andra metaller. Dess mest kända legeringar inkluderar mässing, brons och nickelsilver.

Förekomst och framställning

Koppar kan hittas i naturen såväl i ren form som i mineraler. Viktiga malmer inkluderar azurit och kuprit. Koppar framställs genom reduktion.

Användning

Koppar är ett viktigt material vid tillverkning av elektriska ledningar och kablar, plåt och olika tillbehör. Även dess legeringar spelar en viktig roll i industrin.

Metallisk koppar är inte giftig men dess joniska föreningar är det. Därför används dessa ofta som fungicider och bekämpningsmedel.

Silver (Ag)

Silver (Ag)

Information

Molmassa: 107,8 g/mol

Smältpunkt: 962 °C

Kokpunkt: 2162 °C

Densitet: 10,5 g/cm³

Egenskaper

Silver är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 11 (koppargruppen) i det periodiska systemet. Det har en ytcentrerad kubisk kristallstruktur. Silver är en vit, mycket glansig metall som är mjukare än koppar men hårdare än guld. Pulveriserat silver är svart.

Silver har den högsta reflektionsförmågan och den bästa elektriska och termiska ledningsförmågan av alla metaller. Det är också en av de mest formbara metallerna.

Silver är mycket stabilt men oxiderar när det utsätts för luft, eller vatten innehållande vätesulfid. Det är olösligt i utspädda syror, men löses lätt i varm koncentrerad salpetersyra eller svavelsyra. Det bildar lätt legeringar med andra metaller.

Förekomst och framställning

Silver förekommer i naturen i sin rena form samt i malmer innehållande svavel, arsenik, antimon eller klor, såsom argentit (Ag2S) och klorargyrit (AgCl). Silver framställs främst ur silverhaltiga malmer av andra metaller (bly, koppar och zink), genom olika processer.

Användning

Metalliskt silver har fungicida och antibakteriella egenskaper. Det har en mängd olika användningsområden men silver används främst för att tillverka smycken och mynt, samt inom tandvård, fotografi och elektronik.

Flera av dess föreningar används inom medicin. Silvernitrat exempelvis används framförallt som ett kauteriserings- och desinfektionsmedel och ljuskänsliga silversalter användes inom fotografin förr i tiden.

Guld (Au)

Guld (Au)

Information

Molmassa: 196,9 g/mol

Smältpunkt: 1064,2 °C

Kokpunkt: 2856 °C

Densitet: 19,3 g/cm³

Egenskaper

Guld är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 11 (koppargruppen) i det periodiska systemet. Det har en ytcentrerad kubisk kristallstruktur. Guld är en gul, glansig och mjuk metall och kan lätt repas. Guld är den mest formbara metallen och har god elektrisk och termisk ledningsförmåga. Det är en väldigt stabil ädelmetall, guld missfärgas inte när det utsätts för luft eller vatten och reagerar inte med de flesta ämnen. Det reagerar inte heller med de flesta syror, men är däremot lösligt i kungsvatten, en blandning av salpetersyra och saltsyra med ett volymförhållande på 1:3.

Förekomst och framställning

Guld förekommer i naturen i sin rena form men på grund av sin mjukhet måste den legeras med andra metaller.

Viktförhållandet mellan guld och andra metaller i en legering anges i karat. Rent guld är 24 karat.

Användning

Guld används framförallt inom smyckesindustrin, men också inom elektronik-, läkemedels- och livsmedelsbranschen. Många länder har en guldreserv, stora mängder guld som bevaras i syfte att skydda ländernas valuta.

Natrium (Na)

Natrium (Na)

Information

Molmassa: 23 g/mol

Smältpunkt: 97,72 °C

Kokpunkt: 883 °C

Densitet: 0,97 g/cm³

Egenskaper

Natrium är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 1 (alkalimetaller) i det periodiska systemet. Det har en rymdcentrerad kubisk kristallstruktur. Natrium är en silvervit lättmetall med en blåaktig lyster. Det är mycket mjukt och kan enkelt skäras med kniv. Det har god elektrisk ledningsförmåga.

Natrium reagerar lätt med de flesta ämnen. Det oxiderar snabbt och reagerar exotermt med vatten. Av dessa skäl måste det förvaras i flytande vattenfri paraffin.

Förekomst och framställning

Natrium förekommer inte i naturen i sin rena form utan endast i föreningar. Den viktigaste och vanligaste av dessa är natriumklorid, det vill säga vanligt salt. Natrium framställs genom elektrolys av smält natriumklorid.

Användning

Natrium används vanligtvis vid tvåltillverkning och rening av smälta metaller. Natrium är ett oumbärligt näringsämne för djur, inklusive människor, på grund av sin roll i alstrandet av nervimpulser och upprätthållandet av elektrolytbalans och vätskebalansen.

Kalcium (Ca)

Kalcium (Ca)

Information

Molmassa: 40,08 g/mol

Smältpunkt: 842 °C

Kokpunkt: 1484 °C

Densitet: 1,55 g/cm³

Egenskaper

Kalcium är ett metalliskt grundämne som ingår i grupp 1 (alkalimetaller) i det periodiska systemet. Det har en ytcentrerad kubisk kristallstruktur. Kalcium är en gråaktig, mjuk lättmetall. När det utsätts för luft, förlorar det sin lyster och förvandlas snabbt till kalciumoxid. När det tänds brinner det med en bländande orange låga och ett vitt pulver (CaO) bildas. Kalcium reagerar både med vatten och utspädda syror. Under processen produceras vätgas.

Förekomst och framställning

På grund av sin höga reaktivitet förekommer kalcium endast naturligt i föreningar. Det är det femte vanligaste grundämnet i jordskorpan. Dess viktigaste mineraler är kalkspat, dolomit och gips.

Kalcium är viktigt för levande organismer eftersom det är en komponent i skelettets ben och i skalet på blötdjur och koraller i form av kalciumfosfat.

Kalcium framställs genom elektrolys av smält kalciumklorid.

Användning

Kalcium är en av de vitala komponenterna i levande organismer eftersom dess salter ger skelettet dess hårdhet och styvhet. Det spelar också en viktig roll för att upprätthålla kroppens elektrolytbalans och korrekt muskelfunktion. Inom industrin används kalcium som reducerande metall och i legeringar. Flera av dess mineraler, gips och kalksten till exempel, är viktiga produkter inom byggindustrin, medicin och jordbruk.

Berättarröst

Relaterade objekt

Hexagonalt metallgitter

Metaller som bildar hexagonala metallgitter är stela och svåra att bearbeta.

Rymdcentrerat kubiskt gitter

Den minst tätpackade gitterstrukturen.

Ytcentrerat kubiskt metallgitter

Det ytcentrerade kubiska metallgittret tillåter den tätaste sammanfogningen av metallatomer.

Aluminiumsmältverk

I aluminiumsmältverk framställs aluminium av aluminiumoxid genom smältelektrolys.

Guldgrävning (1800-talet)

Guldrushen i Kalifornien började 1848, nära San Francisco.

Järnmetallurgi (gymnasienivå)

Råjärn framställs av järnmalm i järnsmältverk.

Järnmetallurgi (grundskolenivå)

Råjärn framställs av järnmalm i järnsmältverk.

Trumpet

Trumpeten är det bleckblåsinstrument som har det högsta registret.

Utformning av köksmöbler - tredimensionellt koordinatsystem

Lär dig använda det kartesiska koordinatsystemet med hjälp av en digitalt utformad köksmodell.

Värmeutvidgning i brostrukturer

Längden på stålramverket i broar förändras när temperaturen ändras.

Eiffeltornet (Paris, 1889)

Detta höga järntorn, som uppfördes inför världsutställningen 1889, blev symbolen för Frankrikes huvudstad.

Från stenåldern till järnåldern

Denna animation visar yxans utveckling genom arkeologiska perioder.

Framställning av ammoniak från kvävgas och vätgas (Haber-Bosch-processen)

Industriell framställning av ammoniak kräver hög temperatur och högt tryck i närvaro av en järnkatalysator.

Silverbromid (AgBr)

En blekgul, kristallin förening som bryts ned i solljus.

Silverklorid (AgCl)

En vit, kristallin förening som bryts ned i solljus.

Silvernitrat (AgNO)

En av råvarorna inom analog fotografering.

Tredimensionellt kartesiskt koordinatsystem

Ett tredimensionellt kartesiskt koordinatsystem med illustrationer samt övningsuppgifter som utvecklar rumsuppfattningen.

Added to your cart.