Що таке метал?

З самого раннього дитинства ми стикаємося з фразою, що такий-то предмет зроблений з металу. Що таке метал?

Метали - це певна група хімічних елементів (а також їх сплавів), які володіють загальними для всієї групи властивостями, такими як підвищена міцність, хороша тепло- і електропровідність, ковкість, пластичність, металевий блиск.

До металам відноситься майже 80% всіх відомих хімічних елементів (96 з 118).

Фізичні властивості металів

Всі метали, за винятком ртуті, в звичайних умовах знаходяться в твердому стані. За ступенем твердості самий м'який метал - це цезій (0,2 бала за 10-бальною шкалою Мооса). Самий твердий - це вольфрам. Його твердість дорівнює 6 балам. Твердість заліза - 4 бали.

Температури плавлення (переходу в рідкий стан) у металів різняться: від - 39ordm- у ртуті до 3 410ordm- у вольфраму. Низькі температури плавлення мають всі лужні метали, а зі звичайних - олово і свинець. Їх можна розплавити навіть у домашніх умовах на газовому пальнику. Більшість металів плавиться в спеціальних печах з високими температурами.

Завдяки наявності в кристалічних решітках металів вільних рухливих електронів, всі вони дуже добре проводять електрику і тепло. Найкращі провідники електрики з металів - це срібло, мідь і алюміній. Не випадково саме з двох останніх металів роблять електропроводку.

З прекрасною теплопровідністю металів ми також часто стикаємося в побуті. Щоб закип'ятити воду, ми наливаємо її в металеву каструлю і ставимо на плиту. Тен нагріває метал, а метал передає майже всю теплову енергію воді.

Хімічні властивості металів

В ході хімічних реакцій всі метали легко віддають свої електрони і виступають в ролі відновників.

Майже всі метали окислюються киснем. Лужні метали (літій, кальцій) вступають у взаємодію з киснем при звичайних умовах. Для окислення киснем інших металів потрібна підвищена температура. Наприклад, якщо нагріти мідний дріт на вогні, мідь вступить у взаємодію з киснем з повітря і покриється чорною плівкою (оксидом міді):

• 2Сu + O₂ - 2CuO

З киснем не реагують золото і платина.

З інших окислювачів з металами реагують хлор, сірка. Якщо змішати залізні тирсу і порошок сірки і нагріти суміш, то на наших очах вийде сульфід заліза:

• Fe + S - FeS

Відновлювальна активність у різних металів різна. За своєю активності метали розподіляються наступним чином:

• Li - K - Ba - Sr - Ca - Na - Mg - Al - Mn - Zn - Cr - Fe - Ca - Co - Ni - Sn - Pb - (H2) - Cu - Hg - Ag - Pt - Au.

Чим лівіше в цьому ряду знаходиться метал, тим він активніше. Попередній елемент може витіснити метал, що знаходиться правіше. Наприклад, якщо в пробірку з розчином сульфату міді помістити шматочок заліза, то він покриється бурим нальотом (плівкою з міді):

• Fe + CuSO4 - FeSO4 + Cu

Метали, що знаходяться лівіше водню (H2), можуть витіснити його з соляної кислоти. Якщо в соляну кислоту опустити шматочок цинку, почне виділятися водень:

• HCl + Zn - ZnCl2 + H2

Лужні метали легко вступають в реакцію з водою. Якщо в ємність з водою помістити шматочок натрію, то почне активно виділятися водень і утворюється луг:

• 2Na + 2H2O - 2NaOH + H2

Застосування металів

Завдяки своїм корисним властивостям метали міцно увійшли в життя людини. Людина використовує міцність металів, роблячи з них каркаси будівель (від маленьких павільйонів до величезних хмарочосів), корпуси машин (автомобілів, вагонів, кораблів, верстатів), а також робочі деталі різних інструментів.

Електрична енергія, без якої не можна уявити собі сучасне життя, також передається на відстані по дротах з металів.

Прочитайте також інші статті про метали:

• Які є метали
• Фізичні властивості металів
• З чим реагують метали
• Механічні властивості металів