proprietățile metalelor, Atât fizice, cât și chimice, sunt cheia pentru construirea a nenumărate artefacte și lucrări de inginerie, precum și ornamente decorative în diferite culturi și sărbători..
Din timpuri imemoriale, ei au stârnit curiozitatea pentru aspectul lor atractiv, contrastând opacitatea rocilor. Unele dintre aceste proprietăți cele mai apreciate sunt rezistența ridicată la coroziune, densitatea redusă, duritatea mare și rezistența și elasticitatea, printre altele..
În chimie, el este mai interesat de metale dintr-o perspectivă atomică: comportamentul ionilor lor împotriva compușilor organici și anorganici. La fel, sărurile pot fi preparate din metale destinate utilizărilor foarte specifice; de exemplu, sărurile de cupru și aur.
Cu toate acestea, proprietățile fizice au captivat pentru prima dată omenirea. În general, acestea se caracterizează prin faptul că sunt durabile, ceea ce este valabil mai ales în cazul metalelor nobile. Astfel, orice seamănă cu aurul sau argintul era considerat valoros; s-au fabricat monede, bijuterii, bijuterii, lanțuri, statui, farfurii etc..
Metalele sunt cele mai abundente elemente din natură. Doar aruncați o privire la tabelul periodic pentru a certifica că aproape toate elementele sale sunt metalice. Datorită acestora, au fost disponibile materiale pentru a conduce curentul electric în cadrul dispozitivelor electronice; adică sunt arterele tehnologiei și oasele clădirilor.
Indice articol
Proprietățile fizice ale metalelor sunt cele care le definesc și le diferențiază ca materiale. Nu este necesar ca acestea să sufere vreo transformare cauzată de alte substanțe, ci de acțiuni fizice precum încălzirea lor, deformarea lor, lustruirea lor sau pur și simplu privirea la ele..
Marea majoritate a metalelor sunt strălucitoare și au, de asemenea, culori cenușii sau argintii. Există câteva excepții: mercurul este negru, cuprul este roșiatic, auriu auriu, iar osmiul prezintă unele nuanțe albăstrui. Această luminozitate se datorează interacțiunilor fotonilor cu suprafața sa delocalizată electronic de legătura metalică..
Metalele sunt dure, cu excepția celor alcaline și a altora. Aceasta înseamnă că o bară metalică va putea zgâria suprafața pe care o atinge. În cazul metalelor alcaline, cum ar fi rubidiul, acestea sunt atât de moi încât pot fi răzuite cu o unghie; cel puțin înainte de a începe să corodeze carnea.
Metalele sunt de obicei maleabile la diferite temperaturi. Când sunt lovite și dacă sunt deformate sau sfărâmate fără a se fractura sau a se prăbuși, atunci se spune că metalul este maleabil și prezintă maleabilitate. Nu toate metalele sunt maleabile.
Metalele, pe lângă faptul că sunt maleabile, pot fi ductile. Când un metal este ductil, este capabil să sufere deformări în aceeași direcție, devenind ca și cum ar fi un fir sau o sârmă. Dacă se știe că un metal poate fi comercializat cu roți de cablu, putem spune că este un metal ductil; de exemplu, fire de cupru și aur.
Metalele sunt buni conductori atât ai căldurii, cât și ai electricității. Printre cei mai buni conductori de căldură avem aluminiu și cupru; în timp ce cei care conduc cel mai bine electricitatea sunt argintul, cuprul și aurul. Prin urmare, cuprul este un metal foarte apreciat în industrie pentru conductivitatea sa termică și electrică excelentă..
Metalele sunt materiale solide. Dacă sunt lovite două părți metalice, se va produce un sunet caracteristic pentru fiecare metal. Experții și iubitorii de metale sunt de fapt capabili să le distingă prin sunetul pe care îl emit.
Metalele pot rezista la temperaturi ridicate înainte de topire. Unele metale, cum ar fi tungstenul și osmiul, se topesc la temperaturi de 3422 ºC, respectiv 3033 ºC. Cu toate acestea, zincul (419,5 ºC) și sodiul (97,79 ºC) se topesc la temperaturi foarte scăzute..
Dintre toate, cesiul (28,44 ° C) și galiul (29,76 ° C) sunt cele care se topesc la cele mai mici temperaturi.
Din aceste valori, se poate obține o idee despre motivul pentru care un arc electric este utilizat în procesele de sudare și se produc bufeuri intense..
Pe de altă parte, punctele de topire ridicate indică ele însele că toate metalele sunt solide la temperatura camerei (25 ° C); cu excepția mercurului, singurul metal și unul dintre puținele elemente chimice care este lichid.
Deși nu este o astfel de proprietate fizică, metalele se pot amesteca între ele, atâta timp cât atomii lor reușesc să se adapteze pentru a crea aliaje. Acestea sunt astfel amestecuri solide. O pereche de metale poate fi aliată mai ușor decât alta; iar unele de fapt nu pot fi deloc aliate datorită afinității scăzute dintre ele.
Cuprul „se înțelege” cu tablă, amestecându-se cu aceasta pentru a forma bronz; sau cu zinc, pentru a forma alama. Aliajele oferă multiple alternative atunci când metalele singure nu pot îndeplini caracteristicile cerute pentru o aplicație; ca atunci când doriți să combinați ușurința unui metal cu tenacitatea altuia.
Proprietățile chimice sunt cele inerente atomilor lor și modul în care acestea interacționează cu moleculele din afara mediului lor pentru a nu mai fi metale, pentru a deveni alți compuși (oxizi, sulfuri, săruri, complexe organometalice etc.). Este vorba despre reactivitatea și structurile lor.
Metalele, spre deosebire de elementele nemetalice, nu sunt grupate ca molecule, M-M, ci ca o rețea de atomi M coeziți de electronii lor externi.
În acest sens, atomii metalici rămân puternic uniți de o „mare de electroni” care îi scaldă și merg peste tot; adică sunt delocalizate, nu sunt fixate în vreo legătură covalentă, ci alcătuiesc legătura metalică. Această rețea este foarte ordonată și repetitivă, deci avem cristale metalice.
Cristalele metalice, de diferite dimensiuni și pline de imperfecțiuni și legătura lor metalică, sunt responsabile pentru proprietățile fizice observate și măsurate pentru metale. Faptul că sunt colorate, luminoase, bune dirijori și sunet, totul se datorează structurii lor și relocării lor electronice.
Există cristale în care atomii sunt mai compacti decât alții. Prin urmare, metalele pot fi la fel de dense ca plumbul, osmiul sau iridiul; sau la fel de ușor ca litiul, chiar capabil să plutească pe apă înainte de a reacționa.
Metalele sunt susceptibile la coroziune; deși mai mulți dintre ei îl pot rezista în mod excepțional în condiții normale (metale nobile). Coroziunea este o oxidare progresivă a suprafeței metalice, care ajunge să se prăbușească, provocând pete și găuri care îi strică suprafața strălucitoare, precum și alte culori nedorite..
Metale precum titanul și iridiul au o rezistență ridicată la coroziune, deoarece stratul oxizilor lor formați nu reacționează cu umiditatea și nici nu permit oxigenului să pătrundă în interiorul metalului. Și dintre cele mai ușoare metale de corodat avem fierul, a cărui rugină este destul de recunoscută prin culoarea sa maro..
Unele metale sunt agenți reducători excelenți. Aceasta înseamnă că renunță la electroni pentru alte specii înfometate de electroni. Rezultatul acestei reacții este că ajung să devină cationi, Mn+, Unde n este starea de oxidare a metalului; adică sarcina sa pozitivă, care poate fi polivalentă (mai mare de 1+).
De exemplu, metalele alcaline sunt utilizate pentru a reduce unii oxizi sau cloruri. Când se întâmplă acest lucru cu sodiul, Na, își pierde singurul electron de valență (deoarece aparține grupului 1) pentru a deveni ion de sodiu sau cation, Na+ (monovalent).
În mod similar cu calciu, Ca (grupa 2), care pierde doi electroni în loc de unul singur și rămâne ca un cation divalent CaDouă+.
Metalele pot fi utilizate ca agenți reducători, deoarece sunt elemente electropozitive; sunt mai predispuși să renunțe la electroni decât să-i câștige de la alte specii.
După ce am spus că electronii tind să piardă electroni, este de așteptat ca în toate reacțiile lor (sau în majoritatea lor) să ajungă să se transforme în cationi. Acum, acești cationi interacționează aparent cu anioni pentru a genera o gamă largă de compuși..
De exemplu, metalele alcaline și alcalino-pământoase reacționează direct (și exploziv) cu apa pentru a forma hidroxizi, M (OH)n, format din M ionin+ și OH-, sau prin legături M-OH.
Când metalele reacționează cu oxigenul la temperaturi ridicate (cum ar fi cele atinse de o flacără), acestea se transformă în oxizi MDouăSAUn (N / ADouăO, CaO, MgO, AlDouăSAU3, etc.). Acest lucru se datorează faptului că avem oxigen în aer; dar și azot și unele metale pot forma un amestec de oxizi și nitriți, M3Nn (TiN, AlN, GaN, Be3NDouă, Ag3N etc.).
Metalele pot fi atacate de acizi și baze puternice. În primul caz se obțin săruri, iar în al doilea din nou hidroxizi sau complexe bazice.
Stratul de oxid care acoperă unele metale împiedică acizii să atace metalul. De exemplu, acidul clorhidric nu poate dizolva toate metalele formând respectivele lor cloruri metalice, solubile în apă..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.