II./20.
                            A fémek tulajdonságai
1. Jellemezzük a fémek kristályszerkezetét!
a,  Milyen a kötés a fémrácsban?
Tudjuk, hogy a fématomok  kevés  számú  vegyértékelektronja  viszonylag  kis
enegiával kötődik az atommaghoz. A fématomokat tehát kis ionizációs  energia
jellemzi, ami  a  nemfémekhez  viszonyított  kisebb  elektron  vonzóképesség
következménye.   A   fémkristályok   képződésekor   az    egyes    fématomok
vegyértékelektronjai (vagy azok egy része) a többi atom
magjának  vonzó  hatása  következtében  közössé  válnak,   delokalizálódnak;
kialakul a fémes kötés. A fémes kötéssel összekapcsolt fématomok alkotják  a
szilárd fémrácsot.
b, Milyen fémrács típusokat ismerünk?
-lapon középpontos kockarács; melyben a koordinációs szám: 12
-térben középpontos kockarács; melyben a koordinációs szám:8
-hatszöges v. hexagonális kockarács; melyben a koordinációs szám:12
c, Mi a koordinációs szám?
A koordinációs szám arról ad felvilágosítást,  hogy  a  kristályrácsban  egy
atomnak  hány  közvetlen  (legközelebbi)  szomszédja  van.  A   koordinációs
számból a rács tömöttségére, térkitöltésére következtethetünk.  Általában  a
fémes rácsban az atomok legszorosabb illeszkedése,  legnagyobb  térkitöltése
valósul meg.
2. Mi határozza meg a fémek fizikai sajátosságait? Indokold!
A fémek fizikai sajátosságait a fématomok és a fémrács szerkezete  határozza
meg.
3.  Hogyan  változik  az  elektromos   vezetőképesség   hőmérsékletemelkedés
hatására? Miért nevezzük a fémeket elsőrendű-vezetőknek?
Azért nevezzük elsőrendű vezetőknek a  fémeket,  mert  bennük  a  elmozdulás
töltéssel rendelkező  részecske  az  elektron.  A  fémek  elektromos  vezető
képessége hőmérséklet-emelkedés hatására csökken.  A  fématomok,  illetve  a
delokalizált  elektronok   ugyanis   a   magasabb   hőmérsékletre   jellemző
erőteljesebb,  gyorsabb  mozgásuk  következtében  gyakrabban  ütköznek,  ami
akadályozza az elektronok rendezett mozgását, s így az áramvezetést.












4. Mitől függ a fémek sűrűsége? Ez alapján, hogy csoportosíthatók?
A fémeket sűrűségük szerint is megkülönböztetjük:
-könnyűfémek: az 5g/köbcentinél kisebb sűrűségű fémek;
-nehézfémek: az 5g/köbcentinél nagyobb sűrűségű fémek.
Például: könnyűfémek               < 5g/köbcenti>            nehézfémek
                                                                alkálifémek,
        vas, nikkel,
                                                            alkáliföldfémek,
     réz, arany stb.
                                      alumínium                         stb.

A legnagyobb  sűrűségű  fém  az  ozmium:  22,6  g/köbcenti,  a  legkisebb  a
lítium:0,53 g/köbcenti. A fémek sűrűségét  atomjaik  tömege,  mérete,  és  a
rácstípus határozza meg.
5. Mivel magyarázható a fémek megmunkálhatósága, alakíthatósága?
A fémek többsége  az  elektromosságot  és  a  hőt  jól  vezeti.  Tapasztalat
szerint a fémek elektromos- és hővezető képessége párhuzamosan  változik,  a
jó elektromos vezető fém egyben jó hővezető is.
6. Milyen anyagok az ötvözetek?
Soroljunk fel néhány ismert ötvözetet, adjuk meg összetételüket!
A fémek nagy része olvadt állapotban egymásban oldódik; az olvadék  lehűlve,
a fémes jelleget megtartva kristályosodik, szilárdul meg, így  jönnek  létre
az ötvözetek. Az ötvözetek sok esetben jobbak, mint a tiszta  fémek.  Pl.  a
krómmal ötvözött vas ellenáll a rozsdásodásnak,  ha  nikkelt  is  tartalmaz,
akkor saválló. Az ötvözetek a nagyobb  mennyiségű  alapfémből  és  a  kisebb
mennyiségű ötvözőanyagból  állnak.  A  legismertebb  ötvözetek  az  acél,  a
sárgaréz (Zu+Zn) és a bronz (Cu+Sn).