โลหะเป็นวัสดุประเภทหนึ่งที่มนุษย์ใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณ สารกลุ่มนี้มีจำนวนมาก แต่ทั้งหมดมีลักษณะทางกายภาพทั่วไป ซึ่งมักเรียกว่าคุณสมบัติของโลหะ
ความแข็งของพวกมันเป็นเรื่องธรรมดาแต่ไม่ชี้ขาด เฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือโลหะอื่นที่มีโลหะอ่อนที่สุด คุณสมบัติเหล่านี้ถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของโครงสร้างในระดับโมเลกุล
คุณสมบัติของโลหะ
เหล็กและโลหะผสม (เหล็ก เหล็กหล่อ) ทองแดง อลูมิเนียม… การใช้วัสดุเหล่านี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในขั้นตอนต่างๆ ของการพัฒนาอารยธรรม โลหะเหล่านี้แต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะที่ให้คุณค่าทางปฏิบัติที่ไม่เหมือนใคร คุณสมบัติทั่วไปของพวกมันคือการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ความเป็นพลาสติก - ความสามารถในการรักษาความสมบูรณ์ในระหว่างการเปลี่ยนรูป ความมันวาวของโลหะ
ใบมีดสีแดงเข้มที่เจาะเกราะเหล็กและโลหะที่นิ่มที่สุดซึ่งมีร่องรอยหลงเหลือจากการกระแทกเพียงเล็กน้อย มีโครงสร้างภายในที่คล้ายคลึงกัน มันขึ้นอยู่กับตาข่ายคริสตัลที่โหนดซึ่งมีอะตอมด้วยประจุบวกและเป็นกลางซึ่งมี "ก๊าซอิเล็กตรอน" - อนุภาคที่ออกจากเปลือกนอกของอะตอมเนื่องจากการอ่อนตัวของพันธะกับนิวเคลียส พันธะโลหะพิเศษระหว่างไอออนบวกซึ่งอยู่ที่โหนดของโครงผลึกนั้นเกิดจากแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นใน "แก๊สอิเล็กตรอน" ความแข็ง ความหนาแน่น จุดหลอมเหลวของโลหะขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ "ก๊าซ" นี้
เกณฑ์การประเมิน
คำตอบสำหรับคำถามที่โลหะอ่อนที่สุดมักจะเป็นหัวข้อของการอภิปราย เว้นแต่จะมีการตกลงตามเกณฑ์การประเมินและกำหนดแนวคิดของความนุ่มนวล ความคิดเห็นเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุนี้จะแตกต่างกันไปสำหรับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมต่างๆ นักโลหะวิทยาอาจเข้าใจถึงความนุ่มนวลว่ามีความอ่อนนุ่มเพิ่มขึ้น มีแนวโน้มที่จะยอมรับการเสียรูปจากวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เป็นต้น
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ การเปรียบเทียบคุณสมบัติต่างๆ ของสารอย่างเป็นกลางเป็นสิ่งสำคัญ ความนุ่มนวลควรเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปตามเกณฑ์การประเมิน โลหะที่อ่อนที่สุดในโลกควรจะมีตัวบ่งชี้ที่พิสูจน์ให้เห็นถึงคุณสมบัติ "บันทึก" ของมัน มีหลายวิธีที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อวัดความนุ่มนวลของวัสดุต่างๆ
วิธีวัด
วิธีการวัดความแข็งส่วนใหญ่ที่ผ่านการรับรองจะขึ้นอยู่กับการสัมผัสวัสดุที่ทดสอบ ซึ่งวัดด้วยเครื่องมือที่มีความแม่นยำ จากตัวที่แข็งกว่าที่เรียกว่าหัวกด ขึ้นอยู่กับชนิดของหัวกดและวิธีการวัด มีหลายหลักวิธีการ:
- วิธีบริเนล กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของรอยประทับที่ลูกบอลโลหะทิ้งไว้เมื่อกดลงบนพื้นผิวของสารทดสอบ
- วิธีร็อกเวลล์ วัดความลึกของการเยื้องบนพื้นผิวของลูกบอลหรือกรวยเพชร
- วิธีวิคเกอร์ พื้นที่ของรอยประทับที่เหลือโดยปิรามิดทรงสี่เหลี่ยมเพชรจะถูกกำหนด
- ความแข็งของชอร์ มีสเกลสำหรับวัสดุที่แข็งและอ่อนมาก โดยวัดความลึกของการจุ่มเข็มพิเศษหรือความสูงของการเด้งกลับจากพื้นผิวของสไตรเกอร์แบบพิเศษ
สเกลความแข็งโมห์
มาตราส่วนสำหรับกำหนดความแข็งสัมพัทธ์ของแร่ธาตุและโลหะนี้ถูกเสนอเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 โดยชาวเยอรมันฟรีดริช มูส โดยอิงตามวิธีการขูด ซึ่งตัวอย่างที่แข็งกว่าจะทิ้งรอยไว้บนแบบที่อ่อนกว่า และสะดวกมากในการค้นหาว่าโลหะใดนิ่มที่สุด ในความสัมพันธ์กับแร่ธาตุอ้างอิง 10 ชนิด ซึ่งกำหนดดัชนีความแข็งตามเงื่อนไข จะกำหนดตำแหน่งในมาตราส่วนและดัชนีดิจิทัลสำหรับสารที่ทดสอบ แร่อ้างอิงที่นุ่มที่สุดคือแป้งโรยตัว มีความแข็ง Mohs 1 และเพชรที่แข็งที่สุดคือ 10.
การประเมินความแข็งในระดับ Mohs ขึ้นอยู่กับหลักการ "นุ่มขึ้น - หนักขึ้น" เป็นไปได้ที่จะระบุได้อย่างแน่ชัดว่ากี่ครั้ง ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมซึ่งมีดัชนีในระดับ Mohs 2.75 อ่อนกว่าทังสเตน (6.0) เฉพาะกับผลการวัดตามวิธีการอื่นเท่านั้น แต่ในการหาโลหะที่อ่อนที่สุดในตารางธาตุ ตารางนี้ก็เพียงพอแล้ว
โลหะอัลคาไลที่นิ่มที่สุด
จากมาตราส่วนแร่ของ Mohs จะเห็นได้ว่าสารที่อ่อนที่สุดคือสารที่เกี่ยวข้องกับโลหะอัลคาไล แม้แต่ปรอทที่คุ้นเคยกับของเหลวจากเทอร์โมมิเตอร์ก็มีดัชนีความแข็ง 1.5 นุ่มกว่าสารหลายชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพกลไกและเคมีคล้ายกัน: ลิเธียม (0.6 ในระดับ Mohs), โซเดียม (0.5), โพแทสเซียม (0, 4), รูบิเดียม (0, 3). โลหะที่อ่อนที่สุดคือซีเซียมซึ่งมีระดับความแข็ง Mohs 0.2.
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโลหะอัลคาไลถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ มันแตกต่างเพียงเล็กน้อยจากโครงสร้างของก๊าซเฉื่อย อิเล็กตรอนที่อยู่ระดับพลังงานภายนอกมีการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นตัวกำหนดกิจกรรมทางเคมีที่สูง โลหะที่อ่อนที่สุดมีลักษณะผันผวนเป็นพิเศษซึ่งยากต่อการขุดและคงไว้ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง พวกมันมีปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงกับอากาศ น้ำ ออกซิเจน
รายการ 55
ชื่อ "ซีเซียม" มาจากภาษาละติน caesius - "ฟ้า": ในสเปกตรัมที่ปล่อยออกมาจากสารที่ร้อนจัด แถบสีฟ้าสดใสสองแถบจะมองเห็นได้ในช่วงอินฟราเรด ในรูปแบบบริสุทธิ์สะท้อนแสงได้ดี ดูเหมือนสีทองอ่อน และมีสีเหลืองเงิน ซีเซียมเป็นโลหะที่อ่อนที่สุดในโลก ด้วยดัชนีความแข็งบริเนลที่ 0.15 MN/m2 (0.015 kgf/cm2) จุดหลอมเหลว: +28.5°C ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ ที่อุณหภูมิห้อง ซีเซียมจะอยู่ในสถานะกึ่งของเหลว
มันหายากโลหะที่มีราคาแพงและมีปฏิกิริยาสูง ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมวิทยุ และอุตสาหกรรมเคมีที่มีเทคโนโลยีสูง ซีเซียมและโลหะผสมที่มีพื้นฐานจากซีเซียมและอัลลอยด์มีการใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ และความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กิจกรรมทางเคมี ความสามารถในการสร้างสารประกอบที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดอยู่ในความต้องการ ซีเซียมเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตอุปกรณ์ออปติคัลพิเศษ โคมไฟที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว และผลิตภัณฑ์ไฮเทคอื่นๆ ในขณะเดียวกัน ความนุ่มนวลไม่ใช่คุณภาพที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด