Elemente chimice care formează într-o stare liberă cu o simplă legătură substanță metalică (vezi. Legătura chimică). Din cele 110 de componente cunoscute și chimice (vezi Tabelul periodic al elementelor.) 88 - metale și doar 22 - nemetale.
Metale, cum ar fi aur, argint și cupru, cunoscute de om din timpuri preistorice. In antice și Evul Mediu credea că există doar 7 metale (aur, argint, cupru, staniu, plumb, fier și mercur). M. V. Lomonosov metalic definit ca „corp de lumină care poate falsifica“ și se referă la metale din aur, argint, cupru, staniu, fier și plumb. Lavoisier în „cursul inițial al chimiei“ (1789), menționează cele 17 metale. La începutul secolului al XIX-lea. urmată de deschiderea metalelor de platină, și apoi alcaline, alcalino-pământoase și altele.
Triumful legii periodice a fost descoperirea metalelor, prevăzute pe baza ea D. I. Mendeleevym - galiu, scandiu și germaniu. La mijlocul secolului al XX. prin reacții nucleare au fost primite elemente transuraniene - nu apar in mod natural metalele radioactive.
metalurgia modernă primește peste 60 de metale și aliajele lor bazate pe mai mult de 5.000.
Structura se bazează pe rețeaua cristalină de metal de ioni pozitivi imersate într-un electroni mobil gaz dens. Acești electroni compensează forța repulsie electrică între ioni pozitivi și, prin urmare, a le conecta în solide.
Acest tip de legătură chimică se numește o legătură metalică. Aceasta a condus la cele mai importante proprietăți fizice ale metalelor ductilitate, conductivitate electrica, conductivitate termică, luciu metalic.
Ductilitatea - capacitatea acestui metal pentru a schimba forma la impact, laminate în foi subțiri și trase în sârmă. Astfel, există o deplasare de atomi și ioni ai rețelei cristaline, dar legaturile dintre ele nu sunt rupte, deoarece electronii sunt deplasate, respectiv, formând o legătură. metale plasticitate scade în ordine Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Aurul, de exemplu, poate fi rulat până la 0.003 mm foi groase sunt folosite pentru aurire.
metale cu conductivitate ridicată datorită prezenței electronilor liberi, care sub influența chiar și o diferență de potențial mic este transferat de la polul negativ la pozitiv. Cu ionii crescând fluctuațiile de temperatură și atomii de metal creștere, ceea ce împiedică mișcarea electronilor și prin aceasta reduce conductivitatea electrică. La temperaturi joase oscilante mișcare a ionilor și atomilor, dimpotrivă, este foarte redusă, iar creșterile de conductivitate electrică. Aproape absolut rezistență electrică zero la metal este practic absentă. Cel mai bun conductor de electricitate - argint, cupru, urmați-l, aur, aluminiu, și fier. Și, de asemenea, modificări conductivitatea termică a metalelor este cauzată de ambii electroni liberi de mobilitate ridicată și mișcarea de vibrație a ionilor, prin care există o egalizare rapidă a temperaturii în masa de metal. De asemenea, din metal luciu datorită prezenței electronilor liberi.
Printre alte proprietăți fizice ale metalelor de cel mai mare interes practic sunt densitatea, punctul de topire și duritatea. Cel mai ușor de metale - litiu (o densitate de 0,53 g / cm3), cel mai greu - osmiu (22,6 g / cm3). Metale având o densitate mai mică de 5 g / cm3 sunt numite lumină, restul - grele. Temperaturile de topire de metale foarte diferite: cesiu și galiu pot fi topite cu palmele de căldură și temperatură de topire de tungsten + 3410 ° C, în condiții normale, singurul metal lichid - mercur. În stare de vapori, toate metalele monoatomice, zăbrele lor de cristal este distrus.
Metale variază în duritate. Cel mai greu dintre ele - sticlă tăiate, și softest - - crom de potasiu, rubidiu și cesiu - ușor de tăiat cu un cuțit. Durabilitate, punct de topire și duritatea sunt dependente de tăria legăturii metalice. Este deosebit de ridicat în metale grele.
În arta aliajelor pe bază de fier, t. E., fier și oțel, și CMS fier metale neferoase în sine numesc, toate celelalte metale sunt numite colorate. Există altă clasificare a metalelor (vezi. Tabelul periodic al elementelor).
Proprietățile chimice ale metalului definit electroni slab legătură de valență cu nucleul atomic. Atomii sunt relativ ușor să renunțe la ele, de cotitură în același timp, în ionii încărcați pozitiv. Prin urmare, metalele sunt reductori bune. Acest lucru este cel mai important și cel mai frecvent proprietatea lor chimice.
Evident, ca un metal de reducere trebuie să reacționeze cu o varietate de oxidanți, care pot include substanțe simple (nemetale), săruri acide ale metalelor de mai puțin active și alte substanțe. Compușii metalici cu oxizi de oxigen numite, halogenuri cu halogeni, cu sulf - sulfurile -nitridami azot, fosfor - fosfuri, carbon - boruri cu hidrogen - .. Hidruri etc. Mulți dintre acești compuși au găsit aplicare importantă în domeniu.
Când metalele reacționează cu un agent de oxidare de acid este un hidrogen ion H +. care acceptă un electron din atom de metal:
Mg + 2H + = Mg 2+ + H2
Metalele care se confruntă cu o serie de potențiale de electrod standard (gama de tensiune) la stânga de hidrogen, în mod tipic stors (redus) hidrogen de la acizi diluați cum ar fi HCI sau H2SO4, și metale, hidrogen orientat spre dreapta, nu se deplasează.
Interacțiunea metalelor cu soluții apoase de sare cu metale mai puțin reactive poate fi ilustrat printr-un exemplu:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
În acest caz, desprinderea de electroni din atomii metalici mai activi - ioni de zinc și îmbinându-le Cu2 mai puțin activ +. Ghidat de o serie de potențiale de electrod standard, se poate spune că metalul înlocuiește (restabiliți) din soluții ale sărurilor lor următoarele metale, multe dintre ele.
metale active (alcaline și alcalino-pământoase) și interacționează cu apa, care, în acest caz, acționează ca un oxidant.
Fier, hidroxizi care amfoter (vezi. Amfoter), de obicei, interacționează cu soluțiile și acizii și alcalii.
Metalele se pot forma compuși chimici cu altele. Astfel de compuși formează de obicei metale tipice cu metale având proprietăți metalice slabe, cum ar fi compuși specifici de sodiu-plumb:
Na5Pb2, NaPb, Na2Pb, Na4Pb
Unii compuși cu alte metale comune sunt intermetalicelor nume, compuși intermetalici, sau metaloide.
Proprietățile de mai sus ale metalelor asociate cu electronii de recul în reacții chimice, sunt numite metal. În grade diferite, ele au toate elementele chimice. Despre proprietățile metalelor sunt judecate prin compararea elementelor electronegativitatea. Această cantitate, exprimată în unități arbitrare, caracterizate prin atomul capacitatea într-o moleculă pentru a atrage electroni. Valorile relative ale elementului electro-negativ în tabel. Electronegativitatea mai mică, cu atât mai pronunțată proprietățile elementelor metalice.