Металлы имеют огромное значение в развитии человеческой цивилизации. С давних пор человечеству известны золото, серебро, медь и железо. Современная металлургия получает для нужд техники более 60 металлов и на их основе более 5000 сплавов.

Рассмотрим положение элементов-металлов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Если провести линию от Бора до астата, то можно заметить, что все элементы, расположенные левее проведенной линии, относят к металлических. Правее этой границы размещены преимущественно элементы-неметаллы и некоторая часть d-элементов, которые относятся к так называемым переходных металлов (например, хром, железо, Платина). Видим, что подавляющее большинство известных химических элементов является металлическими.

Атомы элементов-металлов на внешнем энергетическом уровне содержат небольшое количество электронов - от одного до трех, реже - четыре. Пытаясь обрести устойчивой электронной конфигурации инертных газов, металлические элементы легко отдают электроны, образуя катионы. Чем меньше электронов находится на внешнем энергетическом уровне и чем больше радиус атома, тем легче атом металлического элемента превращается в соответствующий катион. По этой причине в периодах при увеличении заряда атомного ядра, металлические свойства уменьшаются, а в группах - увеличиваются.

Металлы являются веществами немолекулярного строения. Поскольку атомы элементов-металлов способны отдавать электроны с внешнего энергетического уровня, то в узлах кристаллической решетки металлов содержатся положительные ионы и некоторая часть нейтральных атомов. Между ними хаотично передвигаются относительно свободные электроны, которые становятся общими для всей кристаллической решетки. Такое кристаллическую решетку называют металлической. Обобществлены электроны, свободно передвигаясь, компенсируют силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ионами и, таким образом, обеспечивают химическую связь в кристалле металла. Связь, осуществляют относительно свободные электроны между катионами металлов кристаллической решетки называют металлическим.

Физические свойства металлов обусловлены особенностями их строения. При обычных условиях все металлы (за исключением ртути) являются твердыми кристаллическими веществами. Температуры плавления металлов значительно отличаются: цезий можно расплавить в ладони, а температура плавления вольфрама +3410 ° С.

Большинство металлов, за исключением золота и меди, имеют серебристо-белый или серебристо-серый цвет. Все металлы имеют характерный металлический блеск, который объясняется наличием в них свободных электронов. В виде порошка металлы теряют блеск (кроме магния и алюминия) и приобретают черный или темно-серого цвета.

Все металлы - хорошие проводники электрического тока. Это объясняется наличием свободных электронов, которые под влиянием даже небольшой разности потенциалов начинают перемещаться в определенном направлении. Лучшими проводниками электрического тока являются серебро, медь, золото, алюминий и железо. Металлы обладают высокой теплопроводностью, также объясняется высокой подвижностью электронов.

Большинство металлов пластичны. Их можно ковать, вытягивать в проволоку, прокатывать в тонкие листы. При этом происходит смещение атомов и ионов кристаллической решетки, но связи между ними не разрываются благодаря движению относительно свободных электронов. Пластичность уменьшается в ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Золото можно прокатать в тонкую фольгу толщиной до 0,003 мм.

Металлы отличаются своей жесткостью. Наиболее жестким является хром, которым можно резать стекло. Наиболее мягкими являются натрий и калий, которые легко режутся ножом. Также металлы отличаются своей плотностью. Легким из металлов является литий, а трудным - осмий.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+