Cel mai cunoscut solvent polar este apa. Molecula de apă are o structură asimetrică electronic. Oxigenul, element puternic electronegativ, deplasează spre el electronii atomilor de hidrogen aşa încât molecula de apă este o moleculă polară, cu polul sarcinilor negative în vecinătatea atomului de oxigen şi polul sarcinilor negative în vecinătatea atomilor de hidrogen.
Radiaţii
Radiaţii α - nuclee de He;
Radiaţii β - electroni (pozitroni) cu viteze foarte mari;
Radiaţii γ - de natură electromagnetică (v. lumina), cu o lungime de undă mult mai mică decât razele X;
Reţele cristaline
Structura sării geme (NaCl)
model schemă
Cristalografie
În procesul de creştere a unui cristal particulele se aranjează în şiruri şi reţele ordonate şi simetrice. Distanţa cea mai scurtă dintre punctele omoloage dintr-un şir infinit se numeşte translaţia cea mai scurtă sau translaţia fundamentală. În structura cristalului, aceasta este distanţa dintre atomi.
Şirurile, reţelele plane şi reţelele tridimensionale sunt considerate infinite. În majoritatea cristalelor, distanţa dintre atomi este de 3-5Å şi într-un volum de numai 1 mm3 se află atunci aproximativ 1021 particule, ceea ce asigură practic ipoteza infinităţii. Considerând o deplasare liniară a unui punct (sursă) până când proprietăţile observabile şi măsurabile în acel punct devin din nou aceleaşi (destinaţie) obţinem o translaţie elementară. Una din caracteristicile unei translaţii elementare este şi aceea că ea este cea mai mică translaţie care face repetarea proprietăţilor punctuale. Constanta de deplasare se notează de obicei cu a.
O pereche de translaţii elementare neparalele defineşte schema de repetare a punctelor omoloage dintr-un plan. O a 3-a translaţie elementară necoplanară cu primele 2 generează o reţea tridimensională de puncte omoloage. Constantele celor 3 deplasări elementare se notează de obicei cu a1, a2 şi a3. Paralelipipedul translaţiilor elementare (a1, a2, a3) formează celula elementară; (a1, a2, a3) = (a, b, c).
O pereche de translaţii elementare neparalele defineşte schema de repetare a punctelor omoloage dintr-un plan. O a 3-a translaţie elementară necoplanară cu primele 2 generează o reţea tridimensională de puncte omoloage. Constantele celor 3 deplasări elementare se notează de obicei cu a1, a2 şi a3. Paralelipipedul translaţiilor elementare (a1, a2, a3) formează celula elementară; (a1, a2, a3) = (a, b, c).
Lichide - tensiunea superficială
Lichidele tind să adopte forme cu suprafaţă minimă, cu număr maxim de molecule în masa lichidului şi de interacţiuni între vecini. Tensiunea superficială a lichidelor este forţa care tinde să micşoreze suprafaţa unui lichid. În lichide, distanţa între molecule este mică, iar sfera de acţiune a forţelor intermoleculare este de ordinul 10-6 cm. Forţa cu care o unitate din stratul superficial al unui lichid este atrasă spre interiorul lichidului reprezintă presiunea internă sau presiunea moleculară.
Picăturile de lichid tind să fie sferice, forma sferică asigurând raportul suprafaţă/volum minim. De acest lucru ne putem asigura şi matematic, aplicând relaţia de transformare Gauss – Ostogradski integralei pe volumul V al unui corp caracterizat de funcţia de poziţie în integrala pe suprafaţa S a corpului şi punând condiţia de minim suprafaţa ce înconjură corpul de volum minim se caracterizează prin faptul că vectorul de poziţie este coliniar cu normala la suprafaţă în orice punct al suprafeţei S. Acesta este evident (geometric) cazul sferei.
Repartiţia forţelor de atracţie într-un lichid
Repartiţia forţelor de atracţie într-un lichid
Lucrul necesar variaţiei suprafeţei σ cu o cantitate infinitezimală dσ este proporţional cu dσ: dw = γ·dσ
Tensiuni superficiale ale lichidelor la 293 K
Substanţa Benzen Mercur Metanol Apă
γ(10-3·N·m-1) 28.86 472 22.6 72.75
Metoda orbitalilor moleculari
Metoda orbitalilor moleculari este un model matematic care vine să explice natura şi tăria legăturilor care se stabilesc prin punerea în comun de electroni.
În model se porneşte de la existenţa orbitelor electronice atomice, care odată cu apropierea atomilor şi stabilirea interacţiunilor de diferite naturi, îşi modifică forma şi energia pentru a forma orbite electronice moleculare
Regula de bază în formarea orbitelor moleculare este că dacă un număr de N orbite atomice ajung să interacţioneze, ele vor duce la formarea a N orbite moleculare
Completarea cu electroni a orbitelor moleculare - moleculele diatomice homonucleare ale elementelor din perioada a 2-a
Metale neferoase uşoare
Metalele care posedă o densitate mai mică de 5 g·cm-3
Cel mai răspândit metal neferos uşor este aluminiul. Clarck-ul aluminiului are o valoare cuprinsă între 7.45 şi 8.80. Multiplele calităţi deosebite ale aluminiului au determinat ca acest metal să fie, în prezent, cel mai utilizat, după fier. Astfel, industria aerospaţială este de neconceput fără aluminiu şi aliajele sale. Şi în mijloacele de transport terestre (automobile, vagoane de cale ferată) aluminiul îşi aduce o importantă contribuţie. Vastele reţele electrice cu ajutorul cărora electricitatea este transportată la mare distanţă nu s-ar fi putut realiza numai pe bază de cupru, fără aportul aluminiului. Cele mai importante caracteristici ale aluminiului, determinante pentru enorma sa aplicabilitate industrială sunt următoarele:
Cel mai răspândit metal neferos uşor este aluminiul. Clarck-ul aluminiului are o valoare cuprinsă între 7.45 şi 8.80. Multiplele calităţi deosebite ale aluminiului au determinat ca acest metal să fie, în prezent, cel mai utilizat, după fier. Astfel, industria aerospaţială este de neconceput fără aluminiu şi aliajele sale. Şi în mijloacele de transport terestre (automobile, vagoane de cale ferată) aluminiul îşi aduce o importantă contribuţie. Vastele reţele electrice cu ajutorul cărora electricitatea este transportată la mare distanţă nu s-ar fi putut realiza numai pe bază de cupru, fără aportul aluminiului. Cele mai importante caracteristici ale aluminiului, determinante pentru enorma sa aplicabilitate industrială sunt următoarele:
foarte uşor (de 3 ori mai uşor ca oţelul);
caracteristici mecanice superioare; unele aliaje cu aluminiu depăşesc duritatea mecanică a oţelurilor obişnuite;
elasticitate ridicată; nu este casant nici la temperaturi joase;
rezistent la coroziune; se acoperă cu un strat de oxid, aderent şi impermeabil, protejând metalul faţă de agenţii corozivi; oxidul de aluminiu este un foarte bun izolator electric şi este folosit la chip-uri;
conduce bine căldura şi electricitatea (peste 60% din conductibilitatea electrică a cuprului);
capacitate mare de reflexie; reflectă 80% din razele solare şi absoarbe 10% din căldură; în aliaj cu magneziu poate reflecta peste 90% din razele solare;
se prelucrează uşor prin metode de deformare plastică la cald şi la rece; se pot obţine prin laminare folii cu grosimea sub 5μm;
este netoxic şi nemagnetic.
Metale neferoase grele
Metalele care posedă o densitate mai mare de 7 g·cm-3
Cuprul este al doilea metal (după aur) descoperit, în ordine cronologică, având cea mai largă utilizare în lumea antică. Cuprul se găseşte în natură în stare nativă (în cantităţi reduse) şi sub formă de combinaţii chimice (Cu2O – cuprit, CuCO3·Cu(OH)2 – malachit, 2CuCO3·Cu(OH)2 –azurit, Cu2S – calcozina, CuFeS2 – calcopirita, CuS – covelina). Clarckul cuprului este destul de mic (0.1%).
Cuprul este al doilea metal (după aur) descoperit, în ordine cronologică, având cea mai largă utilizare în lumea antică. Cuprul se găseşte în natură în stare nativă (în cantităţi reduse) şi sub formă de combinaţii chimice (Cu2O – cuprit, CuCO3·Cu(OH)2 – malachit, 2CuCO3·Cu(OH)2 –azurit, Cu2S – calcozina, CuFeS2 – calcopirita, CuS – covelina). Clarckul cuprului este destul de mic (0.1%).
Cuprul este un metal cu culoare roşie-gălbuie caracteristică, este maleabil, ductil şi tenace. Dintre impurităţile care influenţează negativ proprietăţile mecanice ale cuprului, fragilizându-l cele mai frecvente sunt: oxigenul, sulful şi fosforul.
Caracteristic cuprului este remarcabila sa conductivitate termică şi electrică. În comparaţie cu argintul, care posedă cele mai mari valori ale acestor caracteristici, cuprul se situează pe locul al doilea, cu o conductivitate termică de 73% din cea a argintului şi cu o rezistivitate mai mare decât a argintului cu 11.8%. Cuprul este preferat argintului, deoarece are un preţ mult mai mic. Din cupru se fabrică conducte, cabluri şi fire electrice. Din tabla de cupru se confecţionează aparate şi instalaţii industriale: cazane pentru încălzire şi distilare, cuve de evaporare, radiatoare. O atenţie deosebită trebuie acordată impurităţilor şi în acest caz. Impurităţi ca Fe, P, Ti înrăutăţesc considerabil conductivitatea termică şi electrică a cuprului.
Din punct de vedere chimic cuprul este un metal puţin reactiv. Datorită tensiunii electrochimice negative (mai puţin activ chimic decât hidrogenul) cuprul nu se dizolvă în acizi diluaţi ci numai în acizi concentraţi (HNO3 şi H2SO4). Reacţionează în prezenţa O2 cu HCl conc. şi cu sărurile apoase ale cianurilor alcaline (MICN, M = Li, Na, K, Rb, Cs). Formează un număr mare de combinaţii chimice unde este fie monovalent (MI → M+ + 1e-) fie bivalent (MII → M2+ + 2e-).
Din punct de vedere chimic cuprul este un metal puţin reactiv. Datorită tensiunii electrochimice negative (mai puţin activ chimic decât hidrogenul) cuprul nu se dizolvă în acizi diluaţi ci numai în acizi concentraţi (HNO3 şi H2SO4). Reacţionează în prezenţa O2 cu HCl conc. şi cu sărurile apoase ale cianurilor alcaline (MICN, M = Li, Na, K, Rb, Cs). Formează un număr mare de combinaţii chimice unde este fie monovalent (MI → M+ + 1e-) fie bivalent (MII → M2+ + 2e-).
Datorită stabilităţii chimice, cuprul este apreciat ca un metal cu bună rezistenţă la coroziune. În aer uscat, umed sau în vapori supraîncălziţi cuprul nu se corodează, dar în aer umed şi bogat în CO2 cuprul se acoperă cu un strat verde de carbonat (CuCO3 – malachit).
În funcţie de puritate, standardele prevăd: cupru de convertizor (97.8-99% Cu) destinat pentru producerea de cupru rafinat termic şi electrolitic. Cuprul rafinat termic conţine 99% Cu, iar cuprul rafinat electrolitic conţine 99.9% Cu. Cuprul fără oxigen se obţine prin procedee speciale de dezoxidare avansată din aceste sortimente, conţine 99.9% Cu şi este destinat îndeosebi industriei electrotehnice.
După industria electrotehnică şi energetică, cea mai mare cantitate de cupru se consumă în metalurgie, la elaborarea diverselor aliaje. Alamele conţin între 40% şi 98% cupru. Cele mai uzuale aliaje sunt alamele (până la 45% Zn), alame speciale (mai conţin şi Pb, Mn, Al) şi bronzurile (până la 15% Sn).
Zincul este utilizat pe scară largă la acoperirea tablei, ţevilor şi sârmelor din oţel. Oxidându-se cu uşurinţă în aer, în prezenţa CO2 şi umidităţii, stratul de oxid format este aderent şi compact la suprafaţa zincului şi împiedică corodarea în continuare a metalului.
Zincul este utilizat pe scară largă la acoperirea tablei, ţevilor şi sârmelor din oţel. Oxidându-se cu uşurinţă în aer, în prezenţa CO2 şi umidităţii, stratul de oxid format este aderent şi compact la suprafaţa zincului şi împiedică corodarea în continuare a metalului.
O importantă cantitate de Zn este folosită în metalurgie, la extragerea Pb Au şi Ag.
Aliajele Zn cu Al (4%Al) şi Cu (4%Al, 1-2.76%Cu) sunt utilizate la obţinerea pieselor turnate sub presiune (capace de ceasornice, aparate de ras, piese pentru maşini de scris) asigurând o bună stabilitate dimensională.
Cantităţi însemnate de zinc sunt folosite la fabricarea oxidului de zinc, cel mai uzual pigment anorganic alb. Tot ZnO mai este folosit în industria ceramică, în medicină şi în industria cauciucului.
Sărurile de zinc introduse în organism pe cale internă sunt toxice iar asupra pielii au o acţiune stringentă şi iritantă. Clarck-ul zincului este mic (0.02%). În ţară extragerea Zn are loc în uzinele de la Copşa Mică.
Staniul face parte din grupul metalelor descoperite încă din antichitate alături de Au, Cu, Ag, Pb, Fe şi Hg, chiar dacă are un clarck de 0.008%. Rezistenţa sa la coroziune, asociată cu faptul că Sn nu formează combinaţii chimice otrăvitoare, l-a făcut indispensabil în industria alimentară, ca material pentru confecţionarea de ambalaje sau a cutiilor de conserve. La acestea se mai adaugă şi calitatea staniului de a nu modifica gustul alimentelor. Sunt binecunoscute foiţele subţiri din staniu numite staniol. Acestea mai conţin pe lângă staniu şi 1.9-3.25% Sb şi 0.5-15% Pb. Este folosit şi în aliajele de antifricţiune (aliajele de tip babbit) pentru cuzineţi (împreună cu Sb şi Cu). Un astfel de aliaj, marca Y-Sn 83 (STAS 202-73) conţine 83% Sn, 11% Sb şi 6% Cu.
Staniul face parte din grupul metalelor descoperite încă din antichitate alături de Au, Cu, Ag, Pb, Fe şi Hg, chiar dacă are un clarck de 0.008%. Rezistenţa sa la coroziune, asociată cu faptul că Sn nu formează combinaţii chimice otrăvitoare, l-a făcut indispensabil în industria alimentară, ca material pentru confecţionarea de ambalaje sau a cutiilor de conserve. La acestea se mai adaugă şi calitatea staniului de a nu modifica gustul alimentelor. Sunt binecunoscute foiţele subţiri din staniu numite staniol. Acestea mai conţin pe lângă staniu şi 1.9-3.25% Sb şi 0.5-15% Pb. Este folosit şi în aliajele de antifricţiune (aliajele de tip babbit) pentru cuzineţi (împreună cu Sb şi Cu). Un astfel de aliaj, marca Y-Sn 83 (STAS 202-73) conţine 83% Sn, 11% Sb şi 6% Cu.
Aliajele de lipit pe bază de staniu conţin între 98% Sn şi 50% Sn. Aliajele cu mult staniu sunt folosite pentru lipirea vaselor de bucătărie şi aparatelor sanitare iar cele cu conţinut mai scăzut în electrotehnică şi radiotehnică. Staniul este din ce în ce mai mult în industria electronică şi în fabricarea semiconductorilor. Staniul pur (99.99% Sn) este destinat fabricării semiconductorilor. Staniul tehnic cu 99.90% Sn este folosit în operaţiile de cositorire iar staniul tehnic cu 99.10%-98% serveşte la fabricarea bronzurilor, foliilor şi altor aliaje.
Metale neferoase supergrele
Metalele care posedă o densitate mai mare de 10 g·cm-3
Plumbul, deşi cunoscut din antichitate (al 3-lea cronologic) a avut o utilizare destul de modestă. Odată cu descoperirea tiparului, aria de utilizare a plumbului s-a lărgit foarte mult, impulsionând creşterea producţiei acestui metal. Cu un clarck de 0.002% plumbul are o răspândire destul de redusă. Astăzi, plumbul constituie unul dintre principalele metale neferoase ale industriei. Producţia de plumb în 1979 era de 4 milioane de tone anual. Plumbul constituie un bun absorbant de raze X şi radiaţii α, β, γ emise de elementele radioactive, fiind folosit la confecţionarea ecranelor de protecţie pentru instalaţiile medicale, centralele nucleare şi instalaţiile de laborator. Pentru exemplificare asupra calităţilor acestuia, o foaie de plumb de 1 cm realizează o protecţie similară unei plăci de oţel de 11.5 cm sau a unui perete de beton de 110 cm. Plumbul este utilizat şi ca material anticoroziv în industria acidului sulfuric. Unul dintre cei mai mari consumatori de plumb este industria electrotehnică, unde este folosit pentru protecţia cablurilor subterane, la fabricarea acumulatorilor (când se cere o puritate de 99.99%-99.96%). Este folosit în industria coloranţilor, pigmenţilor, deşi, el şi combinaţiile sale sunt toxice şi provoacă boala profesională numită saturnism.
Plumbul, deşi cunoscut din antichitate (al 3-lea cronologic) a avut o utilizare destul de modestă. Odată cu descoperirea tiparului, aria de utilizare a plumbului s-a lărgit foarte mult, impulsionând creşterea producţiei acestui metal. Cu un clarck de 0.002% plumbul are o răspândire destul de redusă. Astăzi, plumbul constituie unul dintre principalele metale neferoase ale industriei. Producţia de plumb în 1979 era de 4 milioane de tone anual. Plumbul constituie un bun absorbant de raze X şi radiaţii α, β, γ emise de elementele radioactive, fiind folosit la confecţionarea ecranelor de protecţie pentru instalaţiile medicale, centralele nucleare şi instalaţiile de laborator. Pentru exemplificare asupra calităţilor acestuia, o foaie de plumb de 1 cm realizează o protecţie similară unei plăci de oţel de 11.5 cm sau a unui perete de beton de 110 cm. Plumbul este utilizat şi ca material anticoroziv în industria acidului sulfuric. Unul dintre cei mai mari consumatori de plumb este industria electrotehnică, unde este folosit pentru protecţia cablurilor subterane, la fabricarea acumulatorilor (când se cere o puritate de 99.99%-99.96%). Este folosit în industria coloranţilor, pigmenţilor, deşi, el şi combinaţiile sale sunt toxice şi provoacă boala profesională numită saturnism.
Metale rare uşor fuzibile Ga (29.79°C), In (156.6°C), Tl (303.6°C)
Cu o răspândire apropiată de cea a plumbului (clarckul este 1.9·10-3%), galiul este cel mai uşor fuzibil metal rar. Ceea ce face însă dificilă exploatarea galiului este că acesta este foarte dispersat. El se găseşte în cantităţi de ordinul miimilor de procente în majoritatea zăcămintelor de sulfuri complexe ca substituent izomorf. Galiul formează aliaje cu multe metale. Şi-a găsit o importantă utilizare în tehnologia semiconductorilor, ca element de aliere al Ge şi Si şi în compuşii de aliere GaAs, GaP, GaSb. GaAs este recomandat în fabricarea de diode care transformă energia electrică în radiaţie infraroşie modulată. Pe această direcţie se dezvoltă noua direcţie a electronicii – optica electronică. GaP este o sursă bogată în raze verzi şi galben – verzi. Soluţiile solide de GaP cu GaAs emit radiaţii de la galben la roşu. GaAs şi SbAs emit radiaţii în infraroşu (850-900 nm). Pe baza GaAs şi a altor materiale din această grupă a metalelor uşor fuzibile funcţionează laserele atât în domeniul vizual cât şi în infraroşu. În prezent a început să se utilizeze şi GaSe.
Ca adaos de aliere în Ge şi Si se foloseşte Ga la fabricarea termoelementelor pentru bateriile solare, a detectorilor cristalini şi redresoarelor. În tehnica nucleară, sub formă de aliaje cu Sn şi Zn este folosit ca agent de răcire în reactoarele nucleare. În aliaj cu In formează sursă de radiaţii γ în reactoarele nucleare. Lipirea la rece a conductelor şi dispozitivelor fine, unde nu este permisă încălzirea se realizează cu ajutorul Ga. Astfel, Ga se amestecă cu pulbere de Cu, Ni, Ag sau Au şi pasta obţinută se aplică la locul de îmbinare. După câteva ore, ca urmare a solidificării, are loc lipirea. În tehnica dentară se foloseşte aliat cu Bi (61.5%) şi Sn (37.2%).
Ca adaos de aliere în Ge şi Si se foloseşte Ga la fabricarea termoelementelor pentru bateriile solare, a detectorilor cristalini şi redresoarelor. În tehnica nucleară, sub formă de aliaje cu Sn şi Zn este folosit ca agent de răcire în reactoarele nucleare. În aliaj cu In formează sursă de radiaţii γ în reactoarele nucleare. Lipirea la rece a conductelor şi dispozitivelor fine, unde nu este permisă încălzirea se realizează cu ajutorul Ga. Astfel, Ga se amestecă cu pulbere de Cu, Ni, Ag sau Au şi pasta obţinută se aplică la locul de îmbinare. După câteva ore, ca urmare a solidificării, are loc lipirea. În tehnica dentară se foloseşte aliat cu Bi (61.5%) şi Sn (37.2%).
Indiul este unul dintre cele mai rare şi disperse elemente, cu un clarck de 1.4·10-5%. Indiul este un metal alb-argintiu, ductil, cu luciu metalic, asemănător platinei. Larga lui utilizare însă se datorează faptului că umectează uşor suprafaţa germaniului, uşurându-se astfel alierea cu acesta la temperatură scăzută. InP, InAs, InSb au proprietăţi semiconductoare de mare interes practic. InSb prezintă o deosebit de mare mobilitate a atomilor. Acest lucru permite folosirea ei la fabricarea aparatelor pentru măsurarea polilor magnetici. De asemenea, aceeaşi InSb are proprietatea de fotoconductivitate în domeniul infraroşu şi e folosită la fabricarea detectoarelor de raze infraroşii. InP este folosită la fabricarea tranzistoarelor de temperatură ridicată iar InAs la tranzistoarele de temperatură scăzută, termistoare şi dispozitive optice.
În radiotehnică şi electronică, In se foloseşte pentru confecţionarea contactelor speciale (amestecuri presate de oxizi de In şi Ag) şi a plăcuţelor transparente electroconductibile aplicate pe sticlă (vezi noile generaţii de monitoare cu senzori), ceramică, mică şi carbură de wolfram.
În radiotehnică şi electronică, In se foloseşte pentru confecţionarea contactelor speciale (amestecuri presate de oxizi de In şi Ag) şi a plăcuţelor transparente electroconductibile aplicate pe sticlă (vezi noile generaţii de monitoare cu senzori), ceramică, mică şi carbură de wolfram.
În tehnica nucleară din aliajul In-Cd-Bi se realizează barele de control în reglarea reacţiilor din reactoarele nucleare. Datorită luciului său puternic, indiul ca atare sau depus pe Ag serveşte la fabricarea oglinzilor pentru reflectoarele puternice (vezi reflectoarele de pe stadioanele de fotbal). Deosebita plasticitate a indiului face ca acesta să fie folosit la fabricarea garniturilor pentru instalaţiile de vid şi aparatele cosmice.
Acţiunea sa profilactică contra cariilor dentare îl recomandă la prepararea pastelor dentare sub formă de In2(GeF6)3 sau alte fluoruri complexe.
Taliul are un clarck de 10-4%. Utilizarea lui este cu precădere în tehnica razelor infraroşii, cristalele soluţiilor solide de TaBr şi TaI fiind transparente pentru larga gamă a razelor infraroşii. Din astfel de monocristale se fabrică oglinzi, lentile şi prisme pentru diferite dispozitive optice. În tehnica semiconductorilor intră în componenţa semiconductorilor sticloşi, care pe lângă Ta conţin şi As, Sb, Se şi Te. TaS se foloseşte la confecţionarea fotorezistenţei sensibile în domeniul radiaţiilor infraroşii.
Metalele care au temperatura de topire mai mare de 1000°C. Fac parte din această categorie: Titan (1668), Vanadiu (1750), Zirconiu (1855), Hafniu (2200), Niobiu (2470), Molibden (2620), Tantal (3010), Wolfram (3380).
Deşi clarck-ul titanului este mare (0.61%, locul al nouălea dintre metale), primele cantităţi industriale de titan se obţin în SUA în 1943. Cu toate că este activ chimic, posedă o rezistenţă deosebită la coroziune, datorată formării unei pelicule protectoare de TiO2, foarte rezistentă şi aderentă. Experienţele au arătat că un amestec de HCl:HNO3 de 2:1 provoacă o coroziune de 10 mm/an la un oţel înalt aliat în timp ce titanul este corodat cu numai 0.005 mm/an. De aceea titanul şi aliajele sale se utilizează în domeniul construcţiilor de utilaje chimice, în construcţiile navale, în instalaţiile pentru evaporarea apei de mare, în construcţia cuvelor de cromare şi nichelare. Densitatea mică a titanului (4.503 g/cm3) şi înalta rezistenţă a aliajelor de titan a dus la înlocuirea pieselor din oţel acolo unde era necesară reducerea greutăţii (piese chirurgicale şi industria de armament).
Aliajul titanului cu 6% Al şi 4% V are proprietăţi mecanice deosebite şi este folosit pentru rezervoarele de gaze lichefiate (H2, O2, F2) şi ale rachetelor. Cea mai fericită îmbinare a caracteristicilor de bază ale titanului îşi găseşte aplicabilitatea în industria aerospaţială. 90% din producţia actuală de titan este folosită la construcţia avioanelor supersonice şi navelor cosmice.
Aliajul titanului cu 6% Al şi 4% V are proprietăţi mecanice deosebite şi este folosit pentru rezervoarele de gaze lichefiate (H2, O2, F2) şi ale rachetelor. Cea mai fericită îmbinare a caracteristicilor de bază ale titanului îşi găseşte aplicabilitatea în industria aerospaţială. 90% din producţia actuală de titan este folosită la construcţia avioanelor supersonice şi navelor cosmice.
“Mother Russia” gigantic statue
“Mother Russia” gigantic statue
Memorial Park, Kiev, Ukraine
Is a gigantic titanium female figure -108 meters (40 m - pedestal & 68 m - figure), to compare - Statue of Liberty in New York has the size of 100 meters (65m + 35 m).
Sword (sabie) was shortened after independence in 1991.
Historians say this statue was initially proposed to be built atop Mount Poklonnaya in Moscow.
The construction of the statue made of titanium in Kyiv turned out to be a complicated task. Employees of the Kyiv-based ProektStalKonstruktsiya R&D Institute were interested in the experience regarding the reconstruction of the Statue of Liberty in New York.
Was completed on May 9, 1981. Soviet leader Leonid Brezhnev paid a special visit to Kyiv for the unveiling of the great monument.
TiO2 este alb strălucitor rezistent la coroziune şi lipsit de toxicitate şi este cel mai folosit colorant. Folosirea Ti în industria de automobile în locul oţelului face ca greutatea să scadă cu cel puţin 40%. Calităţile Ti şi răspândirea sa în scoarţă fac ca el să fie considerat, pe drept cuvânt, un metal al viitorului.
TiO2 este alb strălucitor rezistent la coroziune şi lipsit de toxicitate şi este cel mai folosit colorant. Folosirea Ti în industria de automobile în locul oţelului face ca greutatea să scadă cu cel puţin 40%. Calităţile Ti şi răspândirea sa în scoarţă fac ca el să fie considerat, pe drept cuvânt, un metal al viitorului.
Wolframul are un clarck de 0.005%. Având o foarte înaltă temperatură de topire, foarte multă vreme W nu i s-a găsit nici o întrebuinţare. Primele sale aplicaţii au apărut când a fost folosit ca element de aliere în oţeluri, mărind foarte mult duritatea şi rezistenţa acestora. În continuare, s-a ajuns la descoperirea oţelurilor rapide (conţin W, Cr, V, Mn). Ductibilitatea bună care o posedă permite ca din 100 g W să se obţină o sârmă cu lungimea de 40 km. Este utilizat în electrotehnică la filamentele becurilor electrice şi rezistenţele cuptoarelor care lucrează la peste 2000°C.
Cu carbonul formează o serie de carburi de wolfram (W2C, WC şi W2C3) care au o duritate asemănătoare cu a diamantului. Cu ajutorul acestor carburi, în 1926, la societatea Krupp în Germania a fost elaborat aliajul WIDIA (WIe DIAmant – ca diamantul), ce conţine 94% WC şi 6% Co. W posedă o mare stabilitate chimică (nu este atacat de apa regală HCl:HNO3 3:1 şi acidul fluorhidric HF). W face parte din categoria materialelor strategice, fiind utilizat la fabricarea proiectilelor şi blindajelor.
Metale preţioase
Potrivit aprecierilor făcute de majoritatea specialiştilor, în clasa metalelor preţioase sunt incluse acele metale care nu se oxidează în aer şi prezintă o rezistenţă foarte mare faţă de acizi. Toate elementele preţioase fac parte şi din categoria metalelor rare, datorită clarck-ului lor foarte mic: Argint (5·10-6%), Osmiu (4·10-6%), Iridiu (2·10-6%), Aur (5·10-7%), Platina (3·10-7%), Ruteniu (?), Rhodiu (?). Datorită temperaturii de topire ridicate, ele intră şi în categoria metalelor neferoase grele. Au, Os, Ir, Pt sunt metale supragrele, Ir fiind cel mai greu dintre toate elementele (ρIr = 22.65 g/cm3, ρOs = 22.50 g/cm3). Ru, Os şi Ir prezintă cea mai mare rezistenţă la coroziune faţă de acizi, nefiind atacate de nici un acid, nici chiar de apa regală.
Aurul este cel dintâi metal cunoscut de om. Fiind un metal necoroziv, a fost găsit în stare nativă, fiind găsit în albia râurilor. Pentru selectarea aurului din nisipuri se folosea blana de oaie. Apele de spălare se treceau peste lână şi micile particule din aur aderau la ea. Acestea erau ulterior colectate după ce lâna era arsă. De aici se trage probabil legenda lânii de aur căutată de Jason în regiunea Colchis (Caucazul de astăzi).
Metale preţioase
Goana după aur s-a păstrat de-a lungul secolelor şi se manifestă şi în prezent. Explicaţia se găseşte desigur în calităţile acestuia. Cantitatea de aur extrasă până în prezent se estimează în jur de 150.000 tone. Aurul are o bună conductivitate termică (67% din conductivitatea Ag) şi electrică (70%). Oxigenul şi apa nu-l corodează la nici o temperatură. Singurele elemente cu care intră direct în combinaţie sunt halogenii. Singurul acid care-l dizolvă este apa regală. Aurul pur are 24 de carate şi minim 99.99% Au. Un aur de 18 carate conţine 75% Au şi 25% Ag. Aurul rafinat are 99.95%-99.99% Au şi e folosit în lucrări dentare, acoperiri galvanice şi bijuterii.
În industria electrotehnică şi electronică, aurul este folosit ca atare sau prin aliajele sale în construcţia calculatoarelor, televizoarelor şi telefoanelor celulare. Proprietăţile reflectorizante îl fac util în construcţia rachetelor aerospaţiale. O folie deosebit de subţire (0.00015 mm) îmbracă majoritatea părţilor componente sensibile ale rachetelor şi navelor cosmice (motoare, sisteme electronice, caschetele şi costumele astronauţilor) protejându-le împotriva radiaţiilor solare.
Metale preţioase
Argintul are o vechime de când este cunoscut comparabilă cu a aurului. După aur, argintul este cel mai maleabil şi ductil dintre metale. Prin laminare se poate obţine o foiţă de 10-5 mm iar prin trefilarea a 1 g de Ag se poate realiza un fir lung de 1800 m.
Argintul pur are utilizări restrânse. Cu ajutorul lui se fac argintări (depuneri electrolitice), este folosit la fabricarea instrumentelor medicale, recipiente pentru industria chimică, la fabricarea acumulatorilor Ag-Zn şi confecţionarea contactelor electrice de intensităţi înalte.
Într-o măsură mult mai mare sunt folosite aliajele Ag cu Au, Cu, Zn, Ni. Aliajul 90% Ag şi 10% Cu este folosit în microelectronică pentru contactele electrice (chipset-uri). Aliajul Ag-Cu-Zn este folosit la lipit în electrotehnică. Este folosit în elaborarea aliajelor dentare şi în calitate de catalizator pentru reacţii chimice. Apa păstrată în vase de argint nu conţine bacterii sau microbi. Ca urmare, este folosit la fabricaţia laptelui şi berii.
