Setiap siswa yang akrab dengan tabel periodik tahu bahwa jumlah logam di dalamnya menyusun sebagian besar unsur kimia. Salah satu karakteristik fisik yang penting bagi mereka adalah kepadatan. Pertimbangkan nilai ini dalam artikel dan berikan tabel kepadatan logam dan paduan.
Apa itu kepadatan
Jika Anda mengambil volume plastik dan baja yang sama, maka yang pertama akan jauh lebih mudah daripada yang kedua. Sebaliknya, sepotong plastik akan memiliki berat yang sama persis dengan sepotong baja jika volumenya jauh lebih besar. Alasan untuk perbedaan ini adalah kuantitas fisik seperti kepadatan. Rumus untuk menghitungnya adalah sebagai berikut:
ρ=m/V.
Di sini m adalah massa benda, V adalah volumenya. Huruf Yunani (rho) sering digunakan untuk menunjukkan kepadatan. Dari rumus berikut bahwa satuan pengukuran dalam SI adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Satuan non-sistemik juga dapat digunakan, seperti g/cm3 atau g/l (untuk cairan).
Apa itu logam
Sebelum memberikan tabel massa jenis logam, mari kita jelaskan zat apa yang sedang kita bicarakan. Bahan logam berbeda dari nonlogam dalam konduktivitas dan daktilitas termal dan listrik yang tinggi. Ini adalah fitur pembeda utama mereka. Ada juga sifat minor, seperti memiliki karakteristik kilau logam, kelenturan, dan elektronegativitas rendah untuk atomnya.
Semua logam dalam kondisi normal ada dalam bentuk padat. Satu-satunya pengecualian adalah merkuri, yang suhu kristalisasinya adalah -39oC. Logam padat ada dalam bentuk kisi kristal. Yang terakhir adalah kumpulan atom yang diatur dalam ruang dengan cara geometris tertentu. Bahan logam murni (satu komponen) ada di salah satu dari tiga jenis kisi kristal dalam kondisi tertentu. Ini adalah kisi-kisi berikut:
- Face Centered Cubic (FCC).
- Body Centered Cubic (BCC).
- Hexagonal close-packed (hcp).
Jika kondisi (suhu, tekanan) berubah, maka logam dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk kristal lainnya. Contoh klasik adalah transisi besi bcc ke fcc ketika suhu turun di bawah 1392oC, atau ketika naik di atas 911oC.
Tabel kerapatan logam
Kerapatan logam ditentukan oleh dua faktor utama:
- Jenis kisi kristal dan jarak antar atom di dalamnya.
- Massa atomunsur kimia.
Tabel massa jenis logam dan unsur lainnya diberikan di bawah ini.
Berikut adalah angka dalam g/cm3. Agar tabel kerapatan logam dinyatakan dalam kg / m3, nilai yang sesuai harus dikalikan dengan 1000. Tabel tersebut menunjukkan bahwa logam memiliki kerapatan yang sangat berbeda. Mereka bisa lebih ringan dari air (natrium, litium, kalium) atau sangat berat (iridium, osmium, platinum, emas).
Kepadatan paduan
Paduan adalah zat multikomponen, misalnya baja adalah paduan besi dan karbon. Struktur kristal paduan lebih kompleks daripada logam murni. Untuk baja, yang terdiri dari atom besi dan karbon, ada beberapa kemungkinan untuk pengaturan timbal baliknya (larutan padat karbon dalam besi bcc atau fcc, pembentukan fase khusus - sementit, pembentukan inklusi grafit, dan beberapa lainnya).
Mengenai densitas paduan, dalam banyak kasus dapat diperkirakan dengan menggunakan rumus sederhana berikut:
ρ=imi/∑iV saya.
Di mana i adalah jumlah komponen dalam paduan. Jika ungkapan ini diterapkan pada paduan dua komponen, maka rumus berikut dapat diperoleh:
ρ=1ρ2/(ρ1+x(2-ρ1)).
Di mana 1 dan 2 adalah rapatan komponen yang bersesuaian, x adalah fraksi massa komponen pertama dalam paduan. Itu didefinisikanjadi:
x=m1/(m1+ m2).
Tabel densitas beberapa paduan dalam ton per meter kubik diberikan di bawah ini.
Karena setiap paduan didominasi oleh satu komponen (baja - besi, perunggu - tembaga, nikrom - nikel, dan sebagainya), tidak mengherankan jika kerapatannya mendekati logam murni.
