Wyjaśniamy czym są metale, jak są klasyfikowane i jakie są ich właściwości fizyczne. Przykłady metali i czym są niemetale.
Czym są metale?
W dziedzinie chemia, są znane jako metale lub te metaliczne elementy z Układ okresowy pierwiastków które charakteryzują się dobrymi czynnikami napędzającymi Elektryczność i od ciepło. Pierwiastki te mają dużą gęstość i są na ogół stałe w temperaturze pokojowej (z wyjątkiem rtęci). Wiele ponadto może odzwierciedlać światło, co nadaje im charakterystyczny połysk.
Metale są najliczniejszymi pierwiastkami w układzie okresowym, a niektóre należą do najliczniejszych w układzie okresowym Skorupa ziemska. Część z nich zwykle znajduje się w stanie większej lub mniejszej czystości w Natura, chociaż większość jest częścią minerałów z podglebia ziemskiego i musi być oddzielona istota ludzka z nich korzystać.
Metale posiadają charakterystyczne wiązania zwane „metalowe linki”. W tego typu wiązaniu atomy metalu są połączone ze sobą w taki sposób, że ich jądra atomowe łączą się z elektronami walencyjnymi (elektrony znajduje się w ostatniej powłoce elektronicznej, czyli najbardziej zewnętrznych elektronach), które tworzą wokół niej rodzaj „chmury”. Tak więc w wiązaniu metalicznym atomy metali znajdują się bardzo blisko siebie i wszystkie są „zanurzone” w swoich elektronach walencyjnych, tworząc strukturę metaliczną.
Z drugiej strony mogą powstawać metale wiązania jonowe z niemetalami (na przykład chlorem i fluorem), co powoduje powstawanie soli. Ten rodzaj wiązania powstaje w wyniku przyciągania elektrostatycznego pomiędzy jonami o różnym znaku, gdzie metale tworzą jony dodatnie (kationy), a niemetale jony ujemne (aniony). Kiedy te sole rozpuszczają się w wodzie, dysocjują na swoje jony.
Nawet stopy jednego metalu z drugim (lub z niemetalem) nadal są materiałami metalowymi, tak jak w przypadku stali i brązu, chociaż są mieszanki jednorodny.
Metale służyły ludzkość od niepamiętnych czasów dzięki idealnemu charakterowi do formowania narzędzi, posągów lub wszelkiego rodzaju konstrukcji, ze względu na szczególne właściwości fizyczne:
- Ciągliwość. Niektóre metale poddane ściskaniu mogą tworzyć cienkie arkusze jednorodnego materiału.
- Plastyczność. Pod wpływem sił rozciągających niektóre metale mogą tworzyć druty lub pasma z jednorodnego materiału.
- Wytrwałość. Zdolność do przeciwstawiania się pękaniu pod wpływem siły nagłe (uderzenia, upadki itp.).
- Siła mechaniczna. Zdolność do wytrzymywania trakcji, ściskania, skręcania i innych sił bez poddawania się jej Struktura fizyczne lub zdeformowane.
Ponadto ich połysk sprawia, że idealnie nadają się do kucia biżuterii i elementów ozdobnych oraz mają dobre przewodzenie Elektryczność czyni je niezbędnymi w transmisji prąd elektryczny w nowoczesnych systemach energia elektryczna.
Rodzaje metali
Pierwiastki metaliczne mogą być różnego rodzaju, według których są pogrupowane w układzie okresowym. Każda grupa ma wspólne właściwości:
- Metale alkaliczne. Są błyszczące, miękkie i bardzo reaktywne w normalnych warunkach Ciśnienie Y temperatura (1 atm i 25º C), więc nigdy nie są czyste w Natura. Mają niską gęstość i są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Mają też niską temperaturę topnienia i wrzenia. W układzie okresowym zajmują I grupę. W tej grupie jest również wodór (który nie jest metalem).
- Metale ziem alkalicznych. Znajdują się one w grupie II układu okresowego. Jego nazwa pochodzi od alkalicznych właściwości jego tlenków (wcześniej nazywanych „ziemami”). Są zwykle twardsze i mniej reaktywne niż alkaliczne. Są jasnymi i dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności. Mają niski gęstość Y kolor.
- Metale przejściowe. Większość metali należy do tej kategorii. Zajmują centralny obszar układu okresowego i prawie wszystkie są twarde, z wysokim temperatury topnienia Y wrzenieoraz dobre przewodzenie ciepła i energii elektrycznej.
- Lantanowce. Nazywane również lantanowcami, są to tak zwane „ziemi rzadkie” układu okresowego, które wraz z aktynowcami tworzą „wewnętrzne pierwiastki przejściowe”. Są do siebie bardzo podobnymi pierwiastkami i pomimo swojej nazwy występują bardzo obficie na powierzchni ziemi. Mają zachowania magnetyczne (gdy oddziałują z polem magnetycznym, na przykład pole magnetyczne który generuje magnes) i spektralny (gdy pada na nie promieniowanie) bardzo charakterystyczny.
- Aktynowce. Razem z pierwiastkami ziem rzadkich tworzą „wewnętrzne pierwiastki przejściowe” i są do siebie bardzo podobne. Prezentują się wysoko liczby atomowe a wiele z nich jest radioaktywnych we wszystkich swoich izotopach, co czyni je niezwykle rzadkimi z natury.
- Transaktynidy. Nazywane również „super ciężkimi pierwiastkami”, to te, które przekraczają in Liczba atomowa najcięższy z aktynowców, lawrencio. Wszystkie izotopy tych pierwiastków mają bardzo krótki okres półtrwania, wszystkie są radioaktywne i zostały otrzymane na drodze syntezy w laboratorium, dzięki czemu posiadają nazwiska fizyków odpowiedzialnych za ich powstanie.
Przykłady metali
- Alkaliczny Lit (Li), sód (Na), potas (K), rubid (Rb), cez (Cs), frans (Fr).
- Ziemie alkaliczne. Beryl (Be), magnez (Mg), wapń (Ca), stront (Sr), bar (Ba) i rad (Ra).
- Metale przejściowe. Skand (Sc), Tytan (Ti), Wanad (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Żelazo (Fe), Kobalt (Co), nikiel (Żaden), Miedź (Cu), cynk (Zn), itr (Y), cyrkon (Zr), niob (Nb), molibden (Mo), technet (Tc), ruten (Ru), rod (Rh), pallad (Pd), srebro (Ag), kadm (Cd), lutet (Lu), hafn (Hf), tantal (Ta), wolfram (W), ren (Re), osm (Os), iryd (Ir), platyna (Pd), złoto (Au), rtęć (Hg), Lawrence (Lr), rutherford (Rf), dubnium (Db), seaborgium (Sg), bohrio (Bh), hasz (Hs), meitnerium (Mt), darmstadium (Ds), roentgen (Rg), kopernik (Cn).
- Ziemie rzadkie. Lantan (La), cer (Ce), prazeodym (Pr), neodym (Nd), promet (Pm), samar (Sm), europ (Eu), gadolin (Gd), terb (Tb), dysproz (Dy), Holm (Ho), Erb (Er), Tul (Tm), Iterb (Yb), Lutet (Lu).
- Aktynowce. Aktyn (Ac), tor (Th), protaktyn (Pa), uran (U), neptun (Np), pluton (Pu), ameryk (Am), kiur (Cm), berkel (Bk), kaliforn (Cf), einsteinium (Es), ferm (Fm), mendelew (Md), nobel (No), lawrencio (Lr).
- Transaktynidy. Rutherford (Rf), Dubnium (Db), Seaborgium (Sg), Bohrio (Bh), Hass (Hs), Meitnerium (Mt), Darmstadium (Ds), Roentgenium (Rg), Copernicium (Cn), Nihonium (Nh), flerovio (Fl), moscovio (Mc), livermorio (Lv), teneso (Ts).
Czym są niemetale?
Niemetale to pierwiastki o właściwościach bardzo odmiennych od metali, chociaż istnieją również związki zwane metaloidy, które mają właściwości i cechy pośrednie między metalami i niemetalami. Forma niemetali wiązania kowalencyjne kiedy się tworzą molekuły pomiędzy nimi. Związki te, w przeciwieństwie do metali, nie są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego i ciepła ani nie są błyszczące.
Tlen, węgiel, wodór, azot, fosfor i siarka, które są podstawowymi pierwiastkami dla życie, są częścią niemetali. Te niemetaliczne pierwiastki mogą być stałe, ciekłe lub gazowe.
Są one głównie klasyfikowane jako:
- Halogeny Fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I), astan (At) i napięcie (Ts).
- Gazy szlachetne. Hel (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn), oganezon (Og).
- Inne niemetale. Wodór (H), węgiel (C), siarka (S), selen (Se), azot (N), tlen (O) i fosfor (P).