Metaller ve Yarı Metaller

Metaller ve Yarı Metaller
Modern bir Endonezyalı gümüşçü, sanatını eski usûlde yapıyor. Üfleyerek oluşturduğu ısıyla katı ve şekilsiz bir gümüş metalini ısıtıyor ve metal yumuşayınca, çekiciyle ona şekil veriyor. İnsanlar tarih öncesi çağlardan beri metalleri, yarı metallerin (Metallerin bazı özelliklerine sahip olan ametaller) ısıtılınca yumuşadığını biliyor. Bu bilgi, insanlığın metal çağına geçmesini sağlamıştır. Metaller bugün de hayati önem taşıyorlar...
DEĞİŞİK TİPTE ELEMENTLER
Her öğrenci, bakır, demir ye gümü­şün metal olduğunu, hidrojen ve ok­sijenin metal olmadığını bilir. Fakat bazen bu ayırımı yapmak o kadar kolay değildir.
Metal diye sınıflandırılan element­lerin pek azı bir öğrencinin bildiği metal tanımına uyar. Bıçakla kesi-lebilen ve suda yüzen (yumuşak ve gri renkte) bir maddeyi bilmeyen birine göstersek ve bu maddenin sodyum olduğunu ve demir ve alü­minyum gibi maddelerle aynı sınıf­tan sayıldığını, yani metal olduğu­nu söylesek oldukça şaşırırdı. Metalleri genellikle sert cisimler olarak ve ancak yüksek basınç al­tında şekilleri değiştirilebilen ve genellikle parlayan maddeler ola­rak biliriz. Bilim adamları bir ele­mentin metal sayılabilmeşi için, iki şart daha koşmuşlardır. İyi ısı ye elektrik iletmeleri gerekmektedir. Bir metalin bilimsel olarak tanımı, iyi ısı elektrik ileten, parlâK ve kırılmayan maddelerdir. Bütün maddeler farklı oranlarda da olsa bu özelliklere sahiptir. Bu özellik­lerin bir kısmına sahip olan maddelere yarı metaller, hiçbirine sahip olmayanlara ametaller denir. Bütün metallerden tel yapılabilir. Metal diye sınıflandırılan maddele­rin özellikleri çok farklı olabilir. Eri­me ısıları 70°-3.370°C arasında değişir. Bir çok metal saf olarak kullanılmaz. Fakat birkaçı karıştı­rıldığında, çok büyük kullanım alanları olan alaşımlar elde edilir.


İLETKEN OLARAK METALLER
Daha önce gördüğümüz gibi, bir maddenin metal olması için gere­ken şartlardan ikisi ısı ve elektriği iletebilmesidir.
Metallerin atomları, bir veya daha fazla elektronu bırakırlar ve artı yük oluştururlar. Bu elektronlar, rahat­lıkla hareket edebilir ve elektrik atanında, elektriği iletebilirler. Kü­çük binada çatıdan yere kadar uzanan metal teller vardır. Bunlar şimşekleri çekerler ve oluşan elek­triği güvenli bir şekilde yere ulaş­tırır.
Metallerin atomlan aynı zamanda ısıyı da iletir, bu nedenle çaydan­lık ve tencere olarak kullanımları çok yaygındır. Bakır oldukça iyi bir iletkendir. (Gümüş daha iyi iletken­dir , fakat pahalıdır) Bu nedenle bakırdan yapılan tencereler çok et­kilidir.
Aşağıda: Metal olmasına rağmen, sodyum bit' bıçakla rahatlıkla kesilebilir. Havayla temasa geçtiği anda reaksiyona girer, bu Ametaller çok zayıf iletkendirler. Fakat onların da kullanım alanları vardır. İyice yalıtılmış bir odada ısı kaybı olmaz ve böylece oda sıcak­lığı belli bir seviyede tutulmuş olur. Aynı şekilde, eğer düşük sıcaklık istenirse ısı yalıtılmış bir odadan uzak tutulabilir.
nedenle yağın içinde tutulması gerekir. Suda tutulamaz çünkü suyla çok çabuk reaksiyona girer.
ELEKTRON VERME
Neden metal atomları elektronla­rını bırakmak istiyorlar? Diğer bü­tün atomlarda olduğu gibi yörün­gede oluşan eksi yüklü elektronlar artı yüklü çekirdek tarafından tutu­lurlar. Çoğu metallerin atomları, ametallerin atomlanndan daha bü­yüktür, bu nedenle en dıştaki elek­tronlar çekirdekten daha uzakta­dır. Bu nedenle elektronlar üzerin­de daha az bir çekim kuvveti var­dır.
Dış etektronlannı kolaylıkla verme özellikleri, ısı ve elektriği iletebil­menin yanında ametallerle bileşik halinde bulunurlar. Bu bileşiklerin endüstride fazla bir kullanım saha­sı yoktur. Bu nedenle bileşikteki metalin ayrılması gerekir. Ayırma metodu, metalin hangi ametalle bi­leşik yaptığına bağlıdır. Bakır, ba­kır sülfürden sadece belli bir ısıya getirilerek ayrılabilir. Oysa alümin­yumun, alüminyum oksitten ayrıla­bilmesi için karmaşık elektroliz iş­lemleri gerekir.


AMETALLERLE KARIŞMIŞ METALLER
Modern teknoloji bize metallerle ametalleri karıştırma imkânı ver­miştir. Bu nükleer teknolojide ol­dukça yaygın bir şekilde kullanıl­maktadır. Bu tip alaşımlara örnek olarak seramik ye metallerin karış­masını verebiliriz. Bu alaşım, me­tallerin bütün ısı iletme özellikleri­ni ve seramiklerin aşınmaya karşı dayanıklılık özelliklerini taşır. Bun-
stendir.'

Etol, ametal alaşımının makine sanayiinde kullanımına örnek. Tungsten karpid alaşımı sürtünmeden doğan ısıya daha dayanıklı olduğundan, kesici alet daha hızlı dönebilir ve daha uzun zaman dayanır.
EN YARARLI, EN ÇOK BULUNAN, EN DEĞERLİ VE EN AZ BULUNAN...
Demir, dünyanın her yanında bu­lunmaktadır ve tarih öncesi çağlar­dan beri pek çok şeyin yapımında kullanılmaktadır. Demir birlikte çı­karıldığı bileşikten ayrılmak zorun­dadır. Çeşitli işlemlerden sonra olu­şan demir sonradan çelik yapımın­da kullanılır.
Dünyada en çok bulunan ikinci me­taldir, alüminyum en çok bulunan­dır ve doğada alüminyum oksit ola­rak bulunur. Hafif ve güçlü atma­sından dolayı mutfaklarda tencere ve diğer mutfak aletleri yapımında kullanılır.
Altın ise doğada saf olarak bulunur. Eski zamanlardan beri güzelliğinden dolayı değerli olmuştur ve yirminci yüzyılda da para piyasasının teme­lini oluşturmuştur. Dünyada çıka­rılan altının üçte ikisi Afrikd'da çı­karılmıştır. Kolaylıkla çıkarılır veya külçeler halinde geniş güvenlik ön­lemleri altında saklanır veya mücev­her yapımında kullandır.
Dünyada en az bulunan unnilhexi-umdur. Bu metal bir Rus araştırma laboratuvannda Kaliforniyuma ok­sijen izotopları ateşleyerek oluştu­rulmuştur. Saniyenin bir dilimi sü­resinde alfa parçacığı vererek hemen başka bir elemente dönüşür.
Daha önce de gördüğümüz gibi bu­gün önemi artan iki element ger­manyum ve silikondur. Elektronik endüstrisi bunların yarı i/etkenlik özelliklerine dayanır. Bun/arsız, bu-gün çok önem taşıyan bilgisayarlar, hesap makinaları, küçük radyo, te­levizyon ve teypler ûretilemeyecekü.
ALAŞIMLAR
Birçok metalin tek başına hiçbir değeri yoktur. Fakat başka metal­lerle karıştırıldıklarında, sertlik, ısı­ya dayanıklılık, güç gibi özellikleri geliştirilebilir. Ve o zamanda de­ğerleri ham metallerden daha çok olur. Alaşımların özellikleri değişik molekül yapılarından dolayı, alaşı­mı oluşturan metallerden farklıdır. Alüminyum ve bakır gibi metaller çok zayıftırlar, fakat % 10 alümin­yum ve % 90 bakırdan oluşan ala­şımdan çok sert bir çelik ortaya çı­kar.
Dünyada üretilen ilk alaşım bronz­dur (Teneke ve bakır karışımı). Bu alaşım taş, araç ve silahların yeri­ni aldı.

HER YERDE ASİT
Asitleri göz önüne getirirken, çoğu­muz elbiseleri yiyen, metalleri eri­ten hatta et ve kemiğe bile zarar veren bir sıvı olarak düşünürüz. Oysa asitleri günlük yaşantımızda, heryerde kullanırız. Yediğimiz yi­yeceklerde bile asit vardır. Hidroklorik asit çok yoğun olduğu zaman çok zehirlidir ve buharı bi­le boğucudur. Fakat aynı zaman­da, mobilya cilasını oluşturan en önemli maddelerden biridir. Sirke­de asetik asit vardır ve limon gibi meyvelere de ekşi tadı yeren sit­rik asittir. Asitlerin güçleri farklıdır. Yoğun hidroklorik asit yoğun ase­tik asitten daha güçlüdür fakat, sit­rik asit ne kadar yoğun olursa ol­sun zararsızdır.
Bazlar da evlerde kullanılır. Sa­bunlar, deterjanlar, bazlardan ya­pılmıştır. Fakat en çok kullanılan baz kireç taşıdır. Tarımda kullanı­mı çok yaygındır ve çimento ve be­ton yapımında kullanılan maddele­rin en önemlisidir.
Asit ve bazlar kimyasal maddelerin en önemlisidir. En çok yakıcı olma özelliklerinden yararlanılır. Asitlere örnek: Nitrik asit. Ortaçağ kimyacıları bu aside aqua forıis (güçlü su) derlerdi, çünkü nitrik asitle hidroklorik asit karışımı sıvı gazları, altın ve platinyumu çözebiliyordu. Aşağıda bazı asitleri ve bazları ve yapabildikleri etkileri görebiliriz. Solda kükürt trioksit suyla, sülfirik asit oluştum, jk için reaksiyona giriyor; sağda ise sentetik bir elbise güçlü bir asit yüzünden oldukça zarar görmüş; ortada ise, bir baz olan kalsiyum oksit görülüyor. Asitler hasar vermenin yanında insan yararına da kullanılırlar.
FARK
Asit, hidrojen iyonu oluşturan bir madde olarak (H*), baz ise hid­roksil (OH) iyonu oluşturan bir madde olarak tanımlanır. Ortaçağ kimyacıları asitlerin metal­leri çözme kabiliyeti olduğunu bi­liyorlardı. Fakat bilmedikleri şey, çıkan gazın hidrojen gazı olduğuy­du. Örneğin hidroklorik asitle çin­koyu reaksiyona sokarsak, çinko klorür ve hidrojen gazı açığa çıka­caktır. Yani asitte hidrojen vardır ve bu metali çözerek tuz oluşturur. Bazlar ne yapar? Potasyum hid­roksitle, hidroklorik asidi reaksiyo­na sokarsak yine tuz çıkar, fakat hidrojen gazı çıkmaz. Asitteki hid­rojene ne oldu? Hidrojen bazdaki hidrojen ve oksijenle birleşerek su oluşturmuştur. Yani bu bazın tanı­mı, asitle birleşince su ye buz oluşturan bu madde olabilir. Bakır oksit sülfirik asitle reaksiyona gire­rek bakır sülfat (bir tuz) ve su oluşturur. Fakat bakır oksit baz de­ğildir. Zararsız bir katı maddedir.