Kerapatan adalah kuantitas fisik yang penting untuk setiap keadaan agregat materi. Pada artikel ini, kami akan mempertimbangkan pertanyaan tentang apa itu kerapatan logam, kami akan memberikan tabel parameter ini untuk unsur kimia dan berbicara tentang logam terpadat di Bumi.
Karakteristik fisik apa yang sedang kita bicarakan?
Kerapatan adalah nilai yang mencirikan jumlah suatu zat dalam volume yang diketahui. Menurut definisi ini, secara matematis dapat dihitung sebagai berikut:
ρ=m/V.
Tentukan nilai ini dengan huruf Yunani (ro).
Kepadatan adalah karakteristik universal karena dapat digunakan untuk membandingkan bahan yang berbeda. Fakta ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi mereka, yang dilakukan oleh filsuf Yunani Archimedes, menurut legenda (ia mampu membuat mahkota emas palsu dengan mengukur nilai untuk itu).
Parameter ini untuk bahan tertentu bergantung pada dua faktor utama:
- dari massa atom dan molekul penyusun zat;
- dari jarak antar atom dan antarmolekul rata-rata.
Misalnya, salah satu logam transisi (emas, besi, vanadium, tungsten) memiliki kerapatan yang lebih tinggi daripada bahan karbon mana pun, karena massa atom terakhir sepuluh kali lebih kecil. Contoh lain. Grafit dan berlian adalah dua struktur karbon. Yang kedua lebih padat, karena jarak antar atom dalam kisinya lebih kecil.
Kerapatan logam
Ini adalah grup terbesar dalam tabel periodik Mendeleev. Logam adalah zat apa pun yang memiliki konduktivitas termal dan listrik yang tinggi, kilau permukaan yang khas ketika dipoles, dan kemampuan untuk mengalami deformasi plastis.
Unsur kimia semacam itu memiliki elektronegativitas yang rendah dibandingkan dengan zat seperti nitrogen, oksigen, dan karbon. Fakta ini mengarah pada fakta bahwa atom logam dalam struktur massal membentuk ikatan logam satu sama lain. Ini adalah interaksi listrik antara basa ionik bermuatan positif dan gas elektron negatif.
Atom logam di ruang angkasa disusun dalam bentuk struktur yang teratur, yang disebut kisi kristal. Hanya ada tiga jenis:
- kubik;
- BCC (kubus berpusat badan);
- HCP (hexagonal close-packed);
- FCC (kubus berpusat muka).
Kerapatan logam adalah besaran fisika yang bergantung pada jenis kisi kristal. Di bawah ini adalah tabel parameter ini untuk semua unsur kimia dalam g / cm3, yang dalam kondisi normal berada dikeadaan padat.
Dari tabel dapat disimpulkan bahwa kerapatan logam adalah nilai yang bervariasi pada rentang yang luas. Jadi, yang terlemah adalah lithium, yang, dengan volume yang sama, dua kali lebih ringan dari air. Kepadatan osmium logam langka adalah yang tertinggi di alam. Ini adalah 22.59g/cm3.
Bagaimana Anda menemukan nilainya?
Kerapatan logam adalah karakteristik yang dapat didefinisikan dalam dua cara yang berbeda secara mendasar:
- percobaan;
- teoritis.
Metode eksperimental adalah sebagai berikut:
- Pengukuran langsung berat badan dan volume. Yang terakhir mudah dihitung jika parameter geometris benda diketahui, dan bentuknya ideal, misalnya, prisma, piramida, atau bola.
- Pengukuran hidrostatik. Dalam hal ini, skala khusus digunakan, ditemukan oleh Galileo pada abad ke-16. Prinsip operasi mereka cukup sederhana: pertama, benda dengan kepadatan yang tidak diketahui ditimbang di udara, dan kemudian dalam cairan (air). Setelah itu, nilai yang dibutuhkan dihitung menggunakan rumus sederhana.
Adapun metode teoretis untuk menentukan kerapatan logam, ini adalah metode yang cukup sederhana yang membutuhkan pengetahuan tentang jenis kisi kristal, jarak antar atom di dalamnya, dan massa atom. Selanjutnya, dengan menggunakan contoh osmium, kami akan menunjukkan bagaimana metode ini digunakan.
Kepadatan osmium logam langka
Diaditemukan dalam jumlah kecil di planet kita. Paling sering ditemukan dalam bentuk paduan dengan iridium dan platinum, serta dalam bentuk oksida. Osmium memiliki kisi hcp dengan parameter a=2.7343 dan c=4.32 angstrom. Massa rata-rata satu atom adalah m=190,23 sma
Angka di atas sudah cukup untuk menentukan nilai. Untuk melakukan ini, gunakan rumus asli untuk kerapatan dan pertimbangkan bahwa satu prisma heksagonal mengandung enam atom. Hasilnya, kita sampai pada rumus kerja:
ρ=4m/(√3a2c).
Substitusikan angka-angka yang tertulis di atas dan mempertimbangkan dimensinya, kita sampai pada hasil:=22.579 kg/m3.
Jadi, kerapatan logam langka adalah 22,58 g/cm3, yang sama dengan nilai tabel yang diukur secara eksperimental.
