Trovato al centro e sul lato sinistro della tavola periodica, i metalli possono essere ulteriormente classificati come metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi, metalli di transizione e metalli di base. Vieni a conoscere attraverso questo post il Proprietà del metallo!
Proprietà generali in tutti i metalli
I metalli in genere sono conduttori, con elevata conducibilità elettrica ed elevata conducibilità termica, sono generalmente malleabili e duttili, si deformano sotto sforzo senza spaccarsi, ad esempio colpire un metallo con un martello "ammacca" il metallo, non lo spezzerà.
Le conducibilità elettriche e termiche dei metalli sono prodotte dal fatto che i loro elettroni esterni sono delocalizzato, questo significa che gli elettroni non sono bloccati in nessun atomo, ma riescono a muoversi attraverso il metallo.
Le caratteristiche fisiche e chimiche dei metalli possono essere visti come un insieme di atomi incorporati in un mare di elettroni, che sono altamente mobili, questo è molto determinante nella conduttività del metallo.
I metalli tendono a formare cationi attraverso la perdita di elettroni, un esempio è la reazione con l'ossigeno nell'aria per formare ossidi su varie scale temporali (il ferro si ossida negli anni, mentre il potassio brucia in pochi secondi), metalli di transizione (come ferro, rame, zinco e nichel) si ossidano più lentamente perché formano uno strato di ossido passivo che protegge l'interno.
Altri, come il palladio, il platino e l'oro, non reagiscono affatto con l'atmosfera, alcuni metalli formano sulla loro superficie uno strato barriera di ossido, che non può essere penetrato da più molecole di ossigeno, di conseguenza mantengono il loro aspetto brillante e buono conducibilità per diversi decenni (come alluminio, magnesio, alcuni acciai e titanio).
Proprietà comuni dei minerali
I mineralogisti utilizzano le proprietà fisiche dei minerali per abbinare un campione; molti dei test sono facilmente eseguibili sul campo, mentre altri richiedono attrezzature di laboratorio.
Le seguenti proprietà fisiche dei minerali possono essere facilmente utilizzate per identificare un minerale:
- Colore
- striscia
- durezza
- Scissione o frattura
- struttura di cristallo
- Diafanità o quantità di trasparenza
- Tenacia
- magnetismo
- Lustro
- odore
- Gusto
- peso specifico
estrazione del metallo
Un minerale è una qualsiasi fonte naturale di un metallo da cui è possibile estrarre, l'alluminio, ad esempio, è il metallo più comune nella crosta terrestre, si trova in tutti i tipi di minerali, tuttavia non vale la pena estrarlo dalla terra dal punto di vista economico. minerali, invece, il solito minerale di alluminio è la bauxite, che contiene dal 50 al 70% di ossido di alluminio.
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Il rame è molto più raro, ma fortunatamente può essere trovato in minerali di alta qualità (quelli che contengono un'alta percentuale di rame) in luoghi particolari, il rame è un metallo prezioso, vale anche la pena estrarre normalmente in montagne.
Classificazione dei metalli
Secondo la classificazione industriale, tutti i metalli sono divisi in due gruppi: ferrosi e non ferrosi.
Metallo ferroso
Un metallo con il descrittore "ferroso" significa che ha ferro nella sua composizione, quando si usa il termine metallo ferroso, generalmente implica anche che il ferro è una grande percentuale della composizione elementare.
Se non è l'elemento più abbondante, è probabilmente il secondo o il terzo più prolifico, se un metallo contiene solo tracce di ferro, come fanno molti. metalli, allora quella piccola quantità non è considerata sufficiente per dichiarare il metallo ferroso.
È difficile stabilire proprietà comuni per i metalli ferrosi, poiché possono avere un'ampia varietà di elementi di lega che ne modificano notevolmente le caratteristiche, ad esempio molti metalli ferrosi sono magnetici, tuttavia non è vero per tutti i metalli ferrosi. Questi metalli a loro volta possono essere suddivisi in:
- Acciaio al carbonio: Gli acciai al carbonio sono probabilmente il tipo di metallo ferroso più utilizzato, sono composti principalmente da ferro e oltre il 90% della loro costituzione chimica è quell'elemento, l'unico altro elemento di fusione significativo nell'acciaio al carbonio è il carbonio, solo ci sono tracce di altro elementi, le applicazioni comuni degli acciai al carbonio contengono strutture, mobili e componenti automobilistici.
- Acciaio inossidabile: L'acciaio inossidabile è un altro gruppo di metalli ferrosi comunemente usati, in generale gli acciai inossidabili hanno un'elevata quantità di cromo che li aiuta a resistere alla corrosione meglio degli acciai al carbonio.
- Ferro fuso: La ghisa è un tipo di metallo ferroso che ha più carbonio rispetto alla maggior parte degli altri tipi, questo gli conferisce una grande quantità di forza.
- lega di acciaio: Gli acciai legati sono un tipo di metallo ferroso appositamente formulato per scopi specifici, mentre è composto principalmente da ferro, diverse quantità di rame, vanadio, tungsteno, manganese e altri elementi possono essere utilizzate per personalizzare un acciaio legato per una maggiore tenacità. duttilità, resistenza alla trazione, durezza e altre proprietà.
Metalli non ferrosi
Quando un metallo è definito non ferroso, significa che non ha una quantità significativa di ferro nella sua composizione chimica.
- Alluminio: L'alluminio è un tipo di lega non ferrosa molto utilizzato, nella sua forma non anodizzata, ha un colore argenteo, senza l'aggiunta di elementi di lega, è più duttile e non resistente come molti acciai.
- Rame: Il rame è un'altra lega non ferrosa molto popolare, il rame è un metallo dal rosso al marrone, nel suo stato non legato è anche più morbido, più duttile e non forte come l'acciaio al carbonio.
- Nichel: Il nichel è un'altra popolare lega non ferrosa, il nichel è noto per la sua durezza, capacità di funzionare in ambienti ad alta e bassa temperatura e resistenza alla corrosione.
Proprietà fisiche dei metalli
Le proprietà fisiche includono densità, fusione, punto di fusione, conducibilità termica ed espansione termica. Tra le proprietà fisiche dei metalli ci sono:
Luminosità
I metalli hanno la capacità di riflettere la luce dalla superficie e possono essere lucidati, come l'oro, il rame e l'argento, la lucentezza dei metalli ha diversi tipi, la lucentezza metallica è generalmente opaca e riflette la luce, ha l'aspetto del metallo lucidato.
Solido a temperatura ambiente
I metalli sono solidi a temperatura ambiente, lasciando da parte il mercurio che è liquido a temperatura ambiente, i metalli solidi sono seguiti da un'elevata densità simultanea di elettroni delocalizzati, i metalli sono generalmente forti, densi e buoni conduttori di elettricità e calore, l'umanità ha utilizzato i metalli per un molteplici usi fin dalla preistoria.
La sua forza ha portato al suo grande impiego nella costruzione di edifici e altre strutture, oltre che in veicoli, attrezzi, rotaie, ecc. Il ferro e l'alluminio sono due dei metalli più utilizzati per la loro struttura, sono anche i metalli più abbondanti nella crosta terrestre.
Poiché i metalli sono buoni conduttori di elettricità, sono preziosi negli apparecchi elettrici e per trasportare correnti di energia su lunghe distanze con poca perdita di energia.
Malleabilità
I metalli hanno la capacità di resistere al martellamento e possono essere trasformati in strati sottili noti come lamina, ad esempio un pezzo d'oro delle dimensioni di una zolletta di zucchero può essere martellato o trasformato in un foglio sottile che copre un campo da calcio.
Duttilità
Questa proprietà si riferisce a un metallo che viene trasformato in fili sottili, è determinata dalla percentuale di allungamento e dalla percentuale di riduzione nell'area di un metallo.
Duttilità significa che i metalli possono essere trasformati in fili, 100 g di argento possono essere trasformati in una griglia sottile lunga circa 200 m.
punti di ebollizione e di fusione
I metalli hanno un alto punto di ebollizione e di fusione, il tungsteno ha il punto di fusione più alto, al contrario, l'argento ha il punto di ebollizione più basso, anche sodio e potassio hanno un punto di fusione basso.
Conducibilità elettrica
È ormai noto che i metalli sono principalmente elementi caratterizzati da atomi in cui il guscio orbitale più esterno ha pochissimi elettroni con corrispondenti valori di energia, la conduttività più alta si verifica nei metalli con un solo elettrone che occupa uno stato in quel guscio.
Argento, rame e oro sono esempi di metalli ad alta conducibilità, i metalli si trovano principalmente verso il lato sinistro della tavola periodica degli elementi e nelle colonne di transizione, gli elettroni che contribuiscono alla loro conduttività sono anche gli elettroni che ne determinano la valenza chimica nella formazione dei composti, alcuni conduttori metallici sono leghe di due o più elementi metallici, come acciaio, ottone, bronzo e peltro.
Un pezzo di metallo è un blocco di atomi di metallo, in atomi separati, gli elettroni di valenza sono accoppiati in modo lasco ai loro nuclei, nel blocco, a temperatura ambiente, questi elettroni possiedono abbastanza energia cinetica da riuscire ad allontanarsi dalle loro posizioni uniche.
Conduttività termica
La conducibilità termica è un termine analogo alla conducibilità elettrica con una differenza che riguarda il flusso di calore in contrapposizione alla corrente nel caso di quest'ultima, indica la capacità di un materiale di trasportare calore da un punto all'altro senza che il materiale si muova materiale nel suo insieme, maggiore è la conducibilità termica, migliore è la conduzione del calore.
Nel caso dei materiali isolanti, la conduzione reticolare contribuisce alla conduzione del calore, ciò è dovuto principalmente al fatto che negli isolanti gli elettroni sono fortemente trattenuti dai loro atomi progenitori e gli elettroni liberi non esistono.
Pertanto, il calore viene trasferito da un capo all'altro attraverso la vibrazione degli atomi trattenuti nella struttura reticolare, ovviamente gli isolanti sono pessimi conduttori di calore in quanto non hanno sufficiente capacità di scambio termico per mancanza di elettroni liberi. .
Densità dei metalli
I metalli hanno una densità elevata e sono molto pesanti, l'iridio e l'osmio hanno le consistenze più elevate, al contrario il litio ha la densità più bassa.
durezza
La durezza è la capacità di un metallo di resistere a un cambiamento permanente di forma causato da una forza esterna, tutti i metalli sono duri tranne il sodio e il potassio, che sono morbidi e possono essere tagliati con un coltello.
Proprietà chimiche dei metalli
A causa delle loro proprietà chimiche, tutti i metalli sono agenti riducenti, tutti emettono elettroni di valenza con relativa facilità, diventano ioni caricati positivamente, cioè si ossidano.
Formazione di cationi
I cationi sono gli ioni positivi formati dalla perdita di uno o più elettroni, i cationi più comunemente formati di elementi rappresentativi sono quelli che comportano la perdita di tutti gli elettroni di valenza, si consideri il metallo alcalino sodio (Na), ha un elettrone di valenza nel terzo grande livello energetico.
agiscono come agenti riducenti
I metalli agiscono come un agente riducente, mentre i non metalli agiscono come un agente ossidante, i metalli agiscono come un agente riducente perché tendono a donare elettroni e tendono ad ossidarsi, mentre proprietà fisiche e chimiche dei non metalli agiscono come agenti ossidanti perché i non metalli tendono a guadagnare elettroni e ad essere ridotti.
Formazione di composti ionici
Un composto ionico è formato dal trasferimento completo di elettroni da un metallo a un non metallo e gli ioni risultanti hanno raggiunto un ottetto, i protoni non cambiano, gli atomi di metallo nei gruppi 1-3 perdono elettroni in atomi non metallici con 5-7 elettroni mancanti in il livello esterno.
Tipi di metallo
Un gran numero di metalli sono disponibili in natura, possono essere classificati in vari modi a seconda della proprietà o caratteristica che si utilizza come criterio, tra i metalli più comuni ci sono:
Metalli alcalini
Sono uno qualsiasi degli elementi che si trovano nel Gruppo IA della tavola periodica, il metalli gli alcali sono specie chimiche altamente reattive che perdono facilmente il loro singolo elettrone di valenza per formare composti ionici con non metalli, tutti gli elementi nel gruppo dei metalli alcalini si trovano in natura.
metalli alcalino terrosi
Il concetto di metalli alcalino terrosi comprende parte degli elementi del gruppo II:
- Berillio
- Magnesio
- Calcio
- Stronzio
- Bario
- radio
Gli ultimi quattro metalli hanno i segni più pronunciati di classificazione alcalino terrosa, pertanto, in alcune fonti, berillio e magnesio non sono inclusi nell'elenco, essendo limitati a quattro elementi.
Metalli di transizione
Ci sono 38 elementi in gruppi dalla 3a alla 12a tavola periodica, come tutti i metalli, i metalli di transizione sono flessibili e flessibili, trasportano elettricità e calore, la cosa più interessante dei metalli di transizione sono i loro elettroni di valenza, o elettroni che utilizzati in miscele con altri elementi, hanno più di uno di quegli elettroni, ecco perché spesso hanno diversi stati di ossidazione comuni.
Metalli post-transizione
È usato per rappresentare la categoria degli elementi chimici i cui elementi assomigliano ai metalli nelle loro proprietà, si trovano a destra dei metalli di transizione nella tavola periodica.
Curiosità sui metalli
Tra le domande e le curiosità più frequenti sui metalli, ci sono le seguenti:
Cosa sono i metalli pesanti?
I metalli pesanti sono elementi naturali che si trovano in tutto il struttura della terra, sono definiti come elementi metallici che hanno una densità relativamente alta rispetto all'acqua, l'unico avvertimento è che alcuni metalli pesanti sono nutrienti essenziali necessari per varie funzioni biochimiche e fisiologiche.
metalli abbondanti sulla terra
I più abbondanti sono l'alluminio (Al) e il ferro (Fe).
Metalli nel corpo umano
Il calcio è essenziale per la struttura delle ossa e dei denti, dove è trattenuto in una forma altamente insolubile e nella produzione di latte, se i livelli di calcio nel sangue diminuiscono, il calcio viene prelevato dall'osso, causando osteomalacia e osteoporosi.
Il corpo contiene circa 5 g di ferro, tre quarti di questo nei globuli rossi complessati nell'emoglobina, con metà del resto immagazzinato nel fegato, nei reni, nel midollo osseo e nella milza.
metalli liquidi
I metalli liquidi hanno molte proprietà fluide in comune con i liquidi non metallici e molte proprietà metalliche in comune con i metalli solidi.
