Hoʻopaʻa Metallic: Nā Waiwai a me nā Hoʻohana i ke Ola o kēlā me kēia lā
Pendahuluan
I ke ao o ke kemika, he mea koʻikoʻi ka hoʻopili kemika no ka mea ʻo ia ke kumu o nā hui kemika āpau. ʻO kekahi ʻano o ka hoʻopili kemika e pāʻani ana i kahi kuleana koʻikoʻi i nā ʻano like ʻole o ke ola a me ka ʻenehana ʻo ia ka hoʻopili metala. Ma kēia ʻatikala, e ʻimi mākou i nā waiwai, nā ʻano hana, a me nā hoʻohana like ʻole o ka hoʻopili metala i ke ola o kēlā me kēia lā.
Ka Wehewehena o nā Hoʻopaʻa Metallic
ʻO ka hoʻopaʻa metala kahi ʻano hoʻopaʻa kemika e kū nei ma waena o nā ʻātoma metala. I ka hoʻopaʻa metala, ʻaʻole paʻa nā electrons valence o nā ʻātoma metala i hoʻokahi ʻātoma akā ua noa lākou e neʻe ma waena o nā ʻātoma i loko o kahi "kai o nā electrons." ʻO kēia kumu hoʻohālike, i ʻike ʻia ʻo ke kumu hoʻohālike "kai o nā electrons", wehewehe i nā waiwai kū hoʻokahi o nā metala.
I loko o ka hoʻopaʻa ʻana o ka metala, hoʻopili nā ʻātoma metala i loko o kahi pūnaewele kristal i hoʻonohonoho pono ʻia. Hāʻawi kēlā me kēia ʻātoma metala i hoʻokahi a ʻoi aku paha mau electrons i kēia kai electron. Neʻe manuahi kēia mau electrons i loko o ka pūnaewele kristal, e hiki ai ke alakaʻi pono i ka uila a me ka wela.
ʻAno a me nā Waiwai Maʻamau o nā Hoʻopaʻa Metallic
1. Ka Hoʻokele Uila a me ka Wera
ʻO kekahi o nā waiwai koʻikoʻi o nā metala, ʻo ia ko lākou hiki ke alakaʻi i ka uila a hoʻomehana maikaʻi. ʻO ke alakaʻi uila o nā metala ma muli o ke alo o nā electrons manuahi a neʻe i loko o ko lākou ʻano kristal. Ke hoʻopili ʻia kahi voltage i ka metala, neʻe kēia mau electrons i ka terminal maikaʻi, e hana ana i kahi au uila. E like me ke alakaʻi wela, ʻo ka neʻe manuahi o kēia mau electrons e ʻae pū i ka hoʻoili pono ʻana o ka ikehu wela.
2. ʻĀlohilohi Metallic
ʻO ka maʻamau, he ʻōlinolino metala ko nā metala e hōʻike ana i ka mālamalama. Loaʻa kēia ʻōlinolino mai ka pilina o nā electrons manuahi me nā photons māmā. No ka mea, ua maʻalahi ka polarized o nā electrons i loko o nā pilina metala, hiki iā lākou ke hōʻike i ka mālamalama, e hana ana i kahi ʻano ʻālohilohi a kupaianaha.
3. Ka Paʻa a me ka Ikaika
Hāʻawi nā pilina metala i ke kūpaʻa a me ka ikaika kiʻekiʻe. ʻO kēia mau waiwai e hoʻolilo i nā metala i mau mea pono loa i nā ʻano hana kūkulu a me nā ʻoihana like ʻole. ʻO ka pūnaewele crystalline i hoʻopaʻa paʻa ʻia o nā metala, i hoʻopaʻa ʻia e kahi "kai o nā electrons," e ʻae i nā metala e kū i ke kaumaha me ka ʻole o ka haki maʻalahi.
4. Plasticity a me Ductility
ʻO ka maʻamau, he palakiko a ductile nā metala, ʻo ia hoʻi, hiki ke huki ʻia i loko o ka uea a i ʻole ke hana ʻia i nā ʻano like ʻole me ka ʻole o ka haki ʻana. ʻO kēia ʻano ma muli o ka hiki i nā ʻātoma metala ke paheʻe kekahi i kekahi me ka ʻole o ka uhaki ʻana i nā pilina e hoʻopaʻa pū ana iā lākou. Hana ʻia kēia ma muli o ka pilina ikaika a like o nā electrons manuahi.
5. Ka nui o ka paʻa
He kiʻekiʻe ka nui o nā metala. ʻO kēia no ka mea ua paʻa pono nā ʻātoma i loko o ka metala i loko o kahi ʻano crystalline. Hāʻawi kēia kiʻekiʻe i ka ikaika a me ke kūpaʻa o nā metala, e lilo ia i mea kūpono no nā noi e pono ai ka ikaika kiʻekiʻe a me ke kūpaʻa.
ʻAno Hoʻopaʻa Metala
I mea e hoʻomaopopo hou aku ai i ka hoʻopaʻa ʻana o ka metala, he mea nui e hoʻomaopopo pehea e hana ai kēia ʻano hoʻopaʻa. Hiki ke wehewehe ʻia ke ʻano o ka hoʻopaʻa ʻana o ka metala me ka hoʻohana ʻana i ke kumumanaʻo band, ka mea e wehewehe ana i ka ʻano ikehu o kahi mea.
Wahi a ke kumumanaʻo band, i loko o nā metala, hoʻonui a hui pū nā orbitals atomika e hana i nā kāʻei ikehu. ʻElua ʻano nui o nā kāʻei: ke kāʻei conduction a me ke kāʻei valence. ʻAe ke kāʻei conduction i nā electrons e neʻe manuahi, ʻoiai aia nā electrons i loko o ke kāʻei valence i hoʻopaʻa paʻa ʻia i ka nucleus atomika. Ke launa pū nā orbitals atomika o nā ʻātoma metala, hana lākou i kēia mau kāʻei ikehu, e ʻae ana i ka neʻe manuahi o nā electrons.
Nā Hoʻohana o ka Hoʻopaʻa Metala i ke Ola o kēlā me kēia Lā
1. Electronics
ʻO ka uila kekahi o nā kahua e hilinaʻi nui ana i ka conductivity uila o nā metala. ʻO nā ʻāpana e like me nā uea conductor, nā ala kaapuni ma nā papa kaapuni i paʻi ʻia (PCB), a me nā mea i loko o nā ʻāpana semiconductor e hoʻohana i nā metala e alakaʻi i ka uila.
2. Ke kūkulu ʻana a me ke kūkulu ʻana
Hoʻohana nui ʻia nā metala e like me ke kila, ka alumini, a me ke keleawe i ka ʻoihana kūkulu hale. Hoʻohana nui ʻia ke kila, i hoʻoikaika ʻia me ke kalapona, i ke kūkulu hale a me ke kūkulu ʻana i nā alahaka ma muli o kona ikaika a me ke kūpaʻa. Hoʻohana pinepine ʻia ka alumini no nā mōlina puka makani a me nā ʻāpana kūkulu ma muli o kona ʻano māmā akā ikaika.
3. Kaʻa
Hoʻohana ka ʻoihana kaʻa i nā ʻano metala like ʻole e kūkulu i nā kaʻa ikaika a paʻa. He mea nui ke kila kila ʻole, ka alumini, a me nā mea hoʻohui ʻē aʻe no ke kūkulu ʻana i nā mōlina kaʻa, nā ʻenekini, a me nā ʻāpana ʻē aʻe.
4. Ola kino a me ka lāʻau lapaʻau
He kuleana koʻikoʻi nō hoʻi nā metala i ka mālama ola kino. No ka laʻana, ʻo ka titanium ka mea i koho ʻia no nā implants lapaʻau ma muli o kona biocompatibility, ʻo ia hoʻi, ʻaʻole ia e hoʻoulu i nā hopena immunological ʻino i loko o ke kino o ke kanaka. Eia kekahi, hana pinepine ʻia nā mea hana ʻokiʻoki mai ke kila kila.
5. Ikehu a me ke Kumu Hana
He mea koʻikoʻi nō hoʻi nā metala i ka ʻoihana ikehu, ʻoiai hoʻi i ke kūkulu ʻana i nā pūnaewele mana a me nā lako hana mana. Hoʻohana ʻia ke keleawe a me ka alumini i nā kaula uila e hoʻoili i ka uila mai nā mea kanu mana i nā hale a me nā ʻoihana. Eia kekahi, hoʻohana ʻia nā metala i nā ʻenehana ikehu hou e like me nā panela solar a me nā turbine makani.
6. Nā Waiwai Kūʻai
He nui nā waiwai kūʻai o kēlā me kēia lā, e like me nā lako hale, nā ʻokiʻoki, a me nā mea uila, hilinaʻi nui i ka metala. ʻO nā ipu kuke kila kila, no ka laʻana, he mea kaulana loa ia ma muli o kona kūpaʻa a me kona hoʻokele wela maikaʻi loa.
Ka hopena
He ʻano pili kemika koʻikoʻi loa ka hoʻopili ʻana o ka metala a he nui nā noi i ke ola o kēlā me kēia lā. Mai ka conductivity uila a me ka thermal a hiki i ka ikaika a me ke kūpaʻa, ʻo nā waiwai kūikawā o ka hoʻopili ʻana o ka metala e hoʻolilo iā ia i mea hiki ʻole ke hoʻololi ʻia ma nā ʻano he nui o ka ʻenehana a me ka ʻoihana.
Ma ka hoʻomaopopo maikaʻi ʻana i ka hoʻopili metala, ʻaʻole hiki iā mākou ke mahalo maikaʻi i nā holomua ʻenehana e kū nei akā hoʻomohala pū i nā mea a me nā ʻenehana hou, ʻoi aku ka maikaʻi a me ka hou. ʻO ka neʻe manuahi ʻana o nā electrons i loko o ka hoʻopili metala e wehe i nā manawa he nui no ka hoʻomohala ʻana i nā mea paʻa, conductive, a me nā mea maʻalahi, e lilo ia i kia koʻikoʻi o kā mākou holomua ʻenehana.
