Μπορεί ένα μέταλλο να είναι αέριο;

Ναι, τα μέταλλα μπορεί να είναι αέρια, ανάλογα με το πόσο ψηλά είναι τα σημεία βρασμού τους… αλλά θεωρούνται πραγματικά μέταλλα τα αέρια μέταλλα;

Κλείστε τα μάτια σας για μια στιγμή και αφήστε τη λέξη «μέταλλο» να επιπλέει στο κεφάλι σας. Λοιπόν, ποια είναι η πρώτη εικόνα που έρχεται στο μυαλό σας όταν σκέφτεστε το «μέταλλο»;

Μερικοί από εσάς μπορεί να δείτε κάτι σαν αυτό:

Άμεση σύνδεση με τη λέξη «μέταλλο», ε; (Φωτογραφία:Taya Ovod/Shutterstock)

Αλλά νομίζω ότι οι περισσότεροι από εσάς θα οραματιστείτε ένα σκληρό, γυαλιστερό στερεό αντικείμενο—ίσως ένα γυαλιστερό σπαθί, ένα γλαφυρό αυτοκίνητο ή καθαρά μαγειρικά σκεύη;

Συσχετίζουμε τη λέξη «μέταλλο» με στερεά αντικείμενα, καθώς τα περισσότερα μέταλλα γύρω μας είναι στερεά. Είναι όμως τα μέταλλα περιορισμένα στη στερεά κατάσταση; Μπορούν να είναι αέριο;

Μπορεί ένα μέταλλο να είναι αέριο;

Ναι απολύτως! Αν και τα μέταλλα εμφανίζονται συνήθως σε στερεή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου (γι' αυτό πιθανώς συνδέουμε τη λέξη «μέταλλο» με στερεά αντικείμενα), τα μέταλλα μπορεί να βρίσκονται σε αέρια κατάσταση.

Το θέμα με τις καταστάσεις της ύλης είναι ότι είναι καθολικές:ένα μέταλλο μπορεί να είναι στερεό, υγρό ή αέριο, αλλά αυτή η κατάσταση αποφασίζεται με βάση τις κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.

Για παράδειγμα, ένα μέταλλο, ας πούμε, ο μόλυβδος, έχει σημείο βρασμού 1740 βαθμούς Κελσίου. Τώρα, ξέρετε ότι ο μόλυβδος, στη «φυσική του κατάσταση, είναι στερεό, αλλά όταν αρχίσετε να τον θερμαίνετε, θα μετατραπεί πρώτα σε υγρό στους 327 βαθμούς Κελσίου, και αν συνεχίσετε να παρέχετε περισσότερη θερμότητα, θα μετατραπεί σε αέριο στους 1740 βαθμούς Κελσίου.

Μια εικόνα από πλινθώματα μολύβδου. Ο μόλυβδος μετατρέπεται σε ατμό στους 1740 βαθμούς Κελσίου. (Φωτογραφία:nathapol HPS/Shutterstock)

Ένα άλλο εξαιρετικό παράδειγμα είναι ο υδράργυρος. Στην πραγματικότητα, είναι το μέταλλο με το χαμηλότερο σημείο βρασμού (356,7 °C), που σημαίνει ότι από όλα τα μέταλλα, μετατρέπεται σε αέριο σε σχετικά χαμηλότερη θερμοκρασία.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι ατμοί υδραργύρου είναι πολύ επιβλαβείς. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, «η εισπνοή ατμών υδραργύρου μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς επιπτώσεις στο νευρικό, το πεπτικό και το ανοσοποιητικό σύστημα, τους πνεύμονες και τα νεφρά και μπορεί να είναι θανατηφόρα. Τα ανόργανα άλατα του υδραργύρου είναι διαβρωτικά για το δέρμα, τα μάτια και τη γαστρεντερική οδό και μπορεί να προκαλέσουν τοξικότητα στα νεφρά εάν καταποθούν» (Πηγή).

Ο υδράργυρος είναι αρκετά αξιοσημείωτος - είναι ένα μέταλλο που υπάρχει ως υγρό σε θερμοκρασία δωματίου και στη συνέχεια βράζει σε εκπληκτικά χαμηλή θερμοκρασία. (Φωτογραφία:MarcelClemens/Shutterstock)

Τώρα, ας συζητήσουμε μια άλλη πτυχή αυτού του έπος μετάλλου σε αέριο.

Παραμένει ένα μέταλλο μέταλλο όταν μετατρέπεται σε αέριο;

Έχουμε διαπιστώσει ότι τα μέταλλα μπορούν να μετατραπούν σε αέρια εάν θερμανθούν στα σημεία βρασμού τους, αλλά μόλις ένα μέταλλο θερμανθεί στο σημείο βρασμού του και γίνει αέριο, εξακολουθεί να είναι μέταλλο; Με άλλα λόγια, μπορεί ένα μέταλλο να είναι σε αέρια κατάσταση και να εξακολουθεί να θεωρείται μέταλλο;

Η σύντομη απάντηση; Όχι.

Τα αέρια μέταλλα δεν διατηρούν τις ιδιότητες των στερεών ομολόγων τους, συμπεριλαμβανομένων των μεταλλικών δεσμών, της μεταλλικής αγωγιμότητας, της ολκιμότητας, της στιλπνότητας ή άλλων μεταλλικών ιδιοτήτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μέταλλα δεν θεωρούνται πλέον μέταλλα όταν λαμβάνουν αέρια κατάσταση – είναι απλώς αέριο με ορισμένες χαρακτηριστικές ιδιότητες του «μητρικού» στοιχείου, δηλαδή «αέριο υδράργυρο».

Μερικές ιδιότητες των μετάλλων. (Φωτογραφία:Inna Bigun/Shutterstock)

Γιατί τα μέταλλα είναι στερεά;

Τα μέταλλα είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου λόγω του τρόπου με τον οποίο τα σταθερά άτομά τους συσκευάζονται μεταξύ τους.

Βλέπετε, όλη η ύλη αποτελείται από άτομα. Η κατάσταση μιας ουσίας εξαρτάται από το πόσο κοντά ή μακριά βρίσκονται αυτά τα άτομα μεταξύ τους.

Αν τα συστατικά άτομα μιας ουσίας απέχουν πολύ μεταξύ τους, τότε αυτή η ουσία θα υπάρχει ως αέριο σε θερμοκρασία δωματίου. Τα άτομα σε υγρή κατάσταση είναι σχετικά πιο κοντά μεταξύ τους, αλλά στα στερεά, τα άτομα συσκευάζονται μαζί σε πολύ σφιχτούς κρυστάλλους.

Καταστάσεις της ύλης και η διάταξη των ατόμων τους. (Φωτογραφία:Arisa_J/Shutterstock)

Λόγω των ισχυρών δυνάμεων που συγκρατούν αυτά τα άτομα κοντά μεταξύ τους, τα στερεά είναι άκαμπτα και έχουν συγκεκριμένο σχήμα και μέγεθος (σε αντίθεση με το υγρό και το αέριο).

Τα μέταλλα είναι στερεά σε θερμοκρασία δωματίου, λόγω των συστατικών ατόμων των μετάλλων που συσκευάζονται τόσο κοντά μεταξύ τους, προσδίδοντάς τους ένα άκαμπτο ή «συγκεντρωμένο» εξωτερικό. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που τα μέταλλα έχουν υψηλά σημεία τήξης και δεν υπάρχουν σε υγρή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου.

Συνολικά, τα μέταλλα μπορούν μετατρέπονται σε αέριο, αλλά μόλις μετατραπούν σε αέριο, δεν διατηρούν τις μεταλλικές τους ιδιότητες.