Logam
Penulis laporan tersebut mengamati bahwa stok logam di masyarakat dapat berfungsi sebagai tambang raksasa di atas tanah. Mereka memperingatkan bahwa tingkat daur ulang beberapa logam langka yang digunakan dalam aplikasi seperti ponsel, kemasan baterai untuk mobil hibrida dan sel bahan bakar sangat rendah
Penulis laporan tersebut mengamati bahwa stok logam di masyarakat dapat menjadi tambang raksasa di atas tanah. Mereka memperingatkan bahwa tingkat daur ulang beberapa logam langka yang digunakan dalam aplikasi seperti telepon seluler, kemasan baterai untuk mobil hibrida dan sel bahan bakar sangat rendah sehingga jika tingkat daur ulang pada masa depan tidak ditingkatkan secara dramatis, maka logam kritis ini akan menjadi tidak tersedia untuk digunakan dalam teknologi modern.
Metalurgi merupakan domain dari ilmu bahan yang mempelajari perilaku fisika dan kimia unsur logam, senyawa intermetalik mereka, dan campurannya yang disebut logam paduan.
Beberapa logam dan paduan logam memiliki kekuatan struktural per satuan massa yang tinggi, menjadikannya bahan yang berguna untuk membawa muatan besar atau menahan kerusakan akibat benturan. Paduan logam dapat direkayasa untuk memiliki ketahanan tinggi terhadap pergeser, torsi dan deformasi. Namun logam yang sama juga rentan terhadap kerusakan akibat kelelahan akibat penggunaan berulang atau dari
kegagalan tekanan mendadak saat kapasitas beban terlampaui. Kekuatan dan ketahanan logam telah menyebabkan penggunaan seringnya pada konstruksi bangunan dan jembatan bertingkat tinggi, serta kebanyakan kendaraan, peralatan, perkakas, pipa, tanda non-iluminasi dan jalur rel.
Dua logam struktural yang paling umum digunakan, besi dan aluminium, juga merupakan logam paling melimpah di kerak bumi.
Umumnya, logam bermanfaat bagi manusia, karena penggunaannya di bidang industri, pertanian, dan kedokteran. Contohnya, raksa yang digunakan dalam proses kloralkali. Proses kloralkali merupakan proses elektrolisis yang berperan penting dalam industri manufaktur dan pemurnian zat kimia. Beberapa zat kimia yang dapat diperoleh dengan proses kloralkali adalah natrium,
kalsium, magnesium, aluminium, tembaga, seng, perak, hidrogen, klor, fluor, natrium hidroksida, kalium dikromat, dan kalium permanganat.
Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan natrium hidroksida di katode (kutub positif) dan gas klor di anode (kutub negatif). Pada industri angkasa luar dan profesi kedokteran dibutuhkan bahan yang kuat, tahan karat, dan bersifat noniritin, seperti paduan titanium. Sebagian jenis logam merupakan unsur penting karena dibutuhkan dalam berbagai fungsi biokimia. Pada zaman dahulu, logam
tertentu, seperti tembaga, besi, dan timah digunakan untuk membuat peralatan, perlengkapan mesin, dan senjata.
Logam adalah konduktor yang baik, membuatnya berharga dalam peralatan listrik dan untuk membawa arus listrik dari kejauhan dengan sedikit energi yang hilang. Jaringan listrik mengandalkan kabel logam untuk mendistribusikan listrik. Sistem kelistrikan rumah sebagian besar dihubungkan dengan kabel tembaga memanfaatkan sifat hantarannya yang baik.
Konduktivitas termal logam berguna untuk wadah untuk memanaskan bahan di atas api. Logam juga digunakan untuk pembuang panas (English: heat sink) untuk melindungi peralatan sensitif dari pelewatpanasan (English: overheating.
Reflektivitas tinggi beberapa logam penting dalam konstruksi cermin, termasuk instrumen astronomi presisi. Sifat terakhir ini juga bisa membuat perhiasan metalik menarik secara estetika.
Beberapa logam memiliki kegunaan khusus; logam radioaktif seperti uranium dan plutonium digunakan pada pembangkit listrik tenaga nuklir untuk menghasilkan energi melalui fisi nuklir. Raksa adalah cairan pada suhu kamar dan digunakan dalam saklar untuk menyelesaikan rangkaian saat mengalir di atas kontak saklar. Logam paduan bentuk memori digunakan untuk aplikasi seperti pipa, pengencang dan vaskular stent.
Logam dapat didoping dengan molekul asing-organik, anorganik, biologis dan polimer. Doping ini mengandung logam dengan sifat baru yang disebabkan oleh adanya molekul tamu. Aplikasi dalam katalisis, obat-obatan, sel elektrokimia, korosi dan lainnya telah dikembangkan.
Bank Dunia melaporkan bahwa China adalah top importir bijih dan logam pada tahun 2005, diikuti Amerika Serikat dan Jepang.
Sifat logam telah membuat manusia terpesona selama berabad-abad, karena bahan-bahan ini memberi orang alat yang tak tertandingi baik dalam perang maupun dalam persiapan dan pemrosesannya. Emas dan perak murni dikenal manusia sejak Zaman Batu. Timbal dan perak dilebur dari bijih mereka pada awal milenium keempatSM.
Penulis bahasa Latin dan Yunani kuno seperti Theophrastus, Pliny the Elder dalam Natural History, atau Pedanius Dioscorides, tidak mencoba untuk mengklasifikasikan logam. Orang-orang Eropa kuno tidak pernah mencapai konsep "logam" sebagai zat elementer yang berbeda dengan sifat kimia dan fisik tetap. Setelah Empedocles, semua zat di dalam lingkungan sublunar diasumsikan memiliki
variasi dalam unsur klasik penyusunnya yaitu bumi, air, udara dan api. Setelah Pythagoras, Plato berasumsi bahwa unsur-unsur ini dapat dikurangi lebih jauh ke bidang bentuk geometris (segitiga dan persegi) ruang pembatas dan yang berhubungan dengan polihedra reguler di bumi:kubus, air:ikosahedron, udara:oktahedron, api:tetrahedron. Namun, perpanjangan filosofis
ini tidak menjadi sepopuler empat elemen sederhana, setelah ditolak oleh Aristoteles. Aristoteles juga menolak teori atom Democritus, karena ia mengklasifikasikan keberadaan vakum yang tersirat yang diperlukan untuk gerak sebagai sebuah kontradiksi (vakum menyiratkan tidak ada, karena itu tidak dapat ada). Aristoteles memang, bagaimanapun, memperkenalkan
kualitas antagonis yang mendasarinya (atau kekuatan) kering vs basah dan dingin vs panas ke dalam komposisi masing-masing dari keempat elemen tersebut. Kata "logam" awalnya berarti "ranjau" dan baru kemudian mendapatkan makna umum produk dari bahan yang diperoleh di tambang. Pada abad pertama Masehi, hubungan antara planet dan logam yang ada diasumsikan sebagai
Emas:Matahari, Perak:Bulan, Elektrum:Jupiter, Besi:Mars, Tembaga:Venus, Timah:Merkurius, Timbal:Saturnus. Setelah elektrum terungkap merupakan kombinasi antara perak dan emas, hubungan timah:Jupiter dan raksa:Merkurius digantikan ke urutan sebelumnya.
Alkimiawan Arab dan abad pertengahan percaya bahwa semua logam, dan faktanya, semua materi sublunar, secara tersusun dari prinsip belerang yang membawa sifat mudah terbakar, dan prinsip raksa, ibu dari semua logam, yang membawa sifat likuiditas atau fusibilitas, dan volatilitas. Prinsip-prinsip ini tidak selalu merupakan zat yang umum belerang dan
raksa yang ditemukan di kebanyakan laboratorium. Teori ini memperkuat keyakinan bahwa semua logam ditakdirkan untuk menjadi emas di perut bumi melalui kombinasi panas, pencernaan, waktu, dan penghapusan kontaminan yang tepat, yang kesemuanya dapat dikembangkan dan dipercepat melalui pengetahuan dan metode alkimia. Paracelsus menambahkan prinsip ketiga garam, pembawa sifat nonvolatil
dan tahan api, dalam doktrin tria prima-nya. Teori-teori ini mempertahankan empat unsur klasik yang mendasari komposisi belerang, raksa dan garam.
Teks sistematis pertama tentang seni pertambangan dan metalurgi adalah De la Pirotechnia oleh Vannoccio Biringuccio, yang memperlakukan pemeriksaan, penggabungan, dan pandai logam. Enam belas tahun kemudian, Georgius Agricola menerbitkan De Re Metallica pada tahun 1555, sebuah laporan yang jelas dan lengkap mengenai profesi pertambangan, metalurgi, seni dan sains, serta memenuhi syarat
sebagai risalah terbesar industri kimia sepanjang abad keenam belas. Dia memberikan deskripsi berikut tentang logam di De Natura Fossilium (1546).