Kovy sú typom materiálov, ktoré ľudia používali už od staroveku. Táto skupina látok je veľmi početná, ale všetky majú spoločné fyzikálne vlastnosti, ktoré sa bežne nazývajú kovové vlastnosti.
Tvrdosť medzi nimi je bežná, ale nie rozhodujúca. Špecifickejšie sú iné, ktoré má najjemnejší kov. Tieto vlastnosti sú určené zvláštnosťami ich štruktúry na molekulárnej úrovni.
Vlastnosti kovov
Železo a jeho zliatiny (oceľ, liatina), meď, hliník… Použitie týchto materiálov znamenalo prelomy vo vedecko-technickom pokroku v rôznych štádiách vývoja civilizácie. Každý z týchto kovov má vlastnosti, ktoré mu dávajú jedinečnú praktickú hodnotu. Spoločnými znakmi sú pre ne vysoká tepelná a elektrická vodivosť, plasticita - schopnosť zachovať celistvosť pri deformácii, kovový lesk.
Podobnú vnútornú štruktúru má damašková čepeľ, ktorá prerezáva železné brnenie a najjemnejší kov, na ktorom zostávajú stopy po najmenšom náraze. Je založená na kryštálovej mriežke, v uzloch ktorej sú atómy skladný a neutrálny náboj, medzi ktorými sa nachádza „elektrónový plyn“– častice, ktoré opustili vonkajšie obaly atómov v dôsledku oslabenia väzby s jadrom. Špeciálna kovová väzba medzi kladnými iónmi umiestnenými v uzloch kryštálovej mriežky sa uskutočňuje vďaka príťažlivým silám, ktoré vznikajú v „elektrónovom plyne“. Tvrdosť, hustota, teplota topenia kovu závisí od koncentrácie tohto „plynu“.
Kritériá hodnotenia
Odpoveď na otázku, ktorý kov je najjemnejší, bude vždy predmetom diskusie, pokiaľ nebudú dohodnuté hodnotiace kritériá a nebude definovaný samotný pojem mäkkosť. Názor na túto charakteristiku materiálu sa bude líšiť pre odborníkov v rôznych odvetviach. Metalurg môže chápať mäkkosť ako zvýšenú tvárnosť, tendenciu akceptovať deformáciu od abrazívnych materiálov atď.
Pre materiálových vedcov je dôležité, aby mohli objektívne porovnávať rôzne vlastnosti látok. Mäkkosť by mala mať aj všeobecne uznávané hodnotiace kritériá. Najmäkší kov na svete by mal mať všeobecne uznávané ukazovatele preukazujúce jeho „rekordné“vlastnosti. Existuje niekoľko metód, ktorých cieľom je merať mäkkosť rôznych materiálov.
Metódy merania
Väčšina certifikovaných metód merania tvrdosti je založená na kontaktnom pôsobení na testovaný materiál, meranom pomocou presných prístrojov, z tvrdšieho telesa nazývaného indentor. V závislosti od typu indentoru a metód merania existuje niekoľko hlavnýchmetódy:
- Brinellova metóda. Stanoví sa priemer odtlačku, ktorý zanechá kovová gulička po zatlačení do povrchu testovanej látky.
- Rockwellova metóda. Meria sa hĺbka vtlačenia do povrchu gule alebo diamantového kužeľa.
- Vickersova metóda. Určí sa plocha odtlačku, ktorý zanechá diamantová štvorstenová pyramída.
- Tvrdosť Shore. Existujú stupnice pre veľmi tvrdé a veľmi mäkké materiály - meria sa hĺbka ponoru špeciálnej ihly alebo výška odrazu od povrchu špeciálnej úderky.
Mohsova stupnica tvrdosti
Túto stupnicu na určenie relatívnej tvrdosti minerálov a kovov navrhol na začiatku 19. storočia Nemec Friedrich Moos. Je založená na metóde škrabania, kedy tvrdšia vzorka zanechá stopu na mäkšej a je veľmi vhodná na zistenie, ktorý kov je najjemnejší. Vo vzťahu k 10 referenčným minerálom, ktorým je priradený podmienený index tvrdosti, sa pre testovanú látku určí miesto na stupnici a digitálny index. Najjemnejším referenčným minerálom je mastenec. Má Mohsovu tvrdosť 1 a najtvrdšia, diamant, je 10.
Hodnotenie tvrdosti na Mohsovej stupnici je založené na princípe "mäkšie - tvrdšie". Presne určiť, koľkokrát je napríklad hliník, ktorý má index na Mohsovej stupnici 2,75, mäkší ako volfrám (6,0), je možné len s výsledkami meraní založenými na iných metódach. Na určenie najmäkšieho kovu v periodickej tabuľke však stačí táto tabuľka.
Najmäkšie sú alkalické kovy
Z Mohsovej mineralogickej stupnice je vidieť, že najjemnejšie sú látky súvisiace s alkalickými kovmi. Dokonca aj ortuť, ktorú mnohí poznajú z kvapaliny z teplomera, má index tvrdosti 1,5. Mäkšie ako ona sú viaceré látky s podobnými fyzikálnymi, mechanickými a chemickými vlastnosťami: lítium (0,6 na Mohsovej stupnici), sodík (0,5), draslík (0, 4), rubídium (0, 3). Najmäkším kovom je cézium, ktoré má Mohsovu stupnicu tvrdosti 0,2.
Fyzikálne a chemické vlastnosti alkalických kovov sú určené ich elektronickou konfiguráciou. Len málo sa líši od štruktúry inertných plynov. Elektrón umiestnený na vonkajšej energetickej úrovni má pohyblivosť, ktorá určuje vysokú chemickú aktivitu. Najmäkšie kovy sa vyznačujú zvláštnou volatilitou, ťažko sa ťažia a uchovávajú v nezmenenej podobe. Majú prudké chemické interakcie so vzduchom, vodou, kyslíkom.
Položka 55
Názov „cézium“pochádza z latinského caesius – „nebeská modrá“: v spektre vyžarovanom veľmi horúcou látkou sú v infračervenej oblasti viditeľné dva jasne modré pruhy. Vo svojej čistej forme dobre odráža svetlo, vyzerá ako svetlo zlaté a má striebristo-žltú farbu. Cézium je najjemnejší kov na svete s indexom tvrdosti podľa Brinella 0,15 MN/m2 (0,015 kgf/cm2). Teplota topenia: +28,5°C, takže za normálnych podmienok pri izbovej teplote je cézium v polotekutom stave.
Je to zriedkavédrahý a extrémne reaktívny kov. V elektronike, rádiotechnike a high-tech chemickom priemysle sa cézium a zliatiny na jeho báze stále viac využívajú a jeho potreba neustále rastie. Jeho chemická aktivita, schopnosť vytvárať zlúčeniny s najvyššou elektrickou vodivosťou sú žiadané. Cézium je dôležitou zložkou pri výrobe špeciálnych optických zariadení, lámp s jedinečnými vlastnosťami a ďalších high-tech produktov. Zároveň jemnosť nie je jeho najžiadanejšou kvalitou.
