Металы

Метал (мн. лік «металы»; ад  — шахта) — простае рэчыва, атамы якога вызначаюцца здольнасцю аддаваць валентныя электроны і пераходзіць у дадатна зараджаныя іоны. Абагуленыя валентныя электроны свабодна перамяшчаюцца ў крышталічнай рашотцы, забяспечваючы сувязь паміж атамамі. Структура металаў апісваецца зоннай тэорыяй.

Большасць (больш за 85) вядомых хімічных элементаў — металы і толькі каля 22 — неметалы.

Адрозніваюць металы галоўных і пабочных падгруп Перыядычнай сістэмы. Металы галоўных падгруп завуцца непераходнымі, у іх атамах адбываецца запаўненне s- і р-электронных абалонак. Металы пабочных падгруп завуцца пераходнымі, у іх дабудоўваюцца d- і f-абалонкі, у адпаведнасці з чым яны падзяляюцца на d-групу і дзве f-групы — лантаноіды і актыноіды.

 Фізічныя ўласцівасці 
Металы вызначаюцца высокай электра- і цеплаправоднасцю, здольнасцю адбіваць светлавыя хвалі, пластычнасцю. У цвёрдым выглядзе звычайна маюць крышталічную будову. Большасць металаў крышталізуецца ў простых структурах (кубічных і гексаганальных), якія адпавядаюць найшчыльнейшай кампаноўцы атамаў. Шмат металаў могуць існаваць у дзвюх і больш крышталічных мадыфікацыях (гл. Палімарфізм). Паліморфныя пераходы часам спалучаюцца са стратай металічных уласцівасцей (напрыклад, пераход белага волава (b-Sn) ў шэрае (a-Sn).

Цвёрдасць некаторых металаў па шкале Моаса:

ЦвёрдасцьМетал0.2Цэзій0.3Рубідый0.4Калій0.5Натрый0.6Літый1.2Індый1.2Талій1.25Барый1.5Стронцый1.5Галій1.5Волава1.5Свінец1.5Ртуць(цв.)1.75Кальцый2.0Кадмій2.25Вісмут2.5Магній2.5Цынк2.5Лантан2.5Серабро2.5Золата2.59Ітрый2.75Алюміній3.0Медзь3.0Сурма3.0Торый3.17Скандый3.5Плаціна3.75Кобальт3.75Паладый3.75Цырконій4.0Жалеза4.0Нікель4.0Гафній4.0Марганец4.5Ванадый4.5Малібдэн4.5Родый4.5Тытан4.75Ніёбій5.0Ірыдый5.0Рутэній5.0Тантал5.0Тэхнецый5.0Хром5.5Берылій5.5Осмій5.5Рэній6.0Вальфрам6.0β-Уран

 Хімічныя ўласцівасці 
Агульныя для металаў хімічныя ўласцівасці абумоўлены слабай сувяззю валентных электронаў з ядром атама: утварэнне дадатна зараджаных іонаў (катыёнаў), станоўчая ступень акіслення ў злучэннях, утварэнне асноўных аксідаў і гідраксідаў, выцясненне вадароду з кіслот і г.д.

Металічныя ўласцівасці элемента праяўляюцца тым яскравей, чым ніжэй яго электраадмоўнасць. У падгрупах Перыядычнай сістэмы з узрастаннем атамнага нумару электраадмоўнасць у цэлым змяншаецца, а металічныя ўласцівасці ўзрастаюць.

Металы ад Li да Na лёгка рэагуюць з кіслародам на холадзе, іншыя злучаюцца з кіслародам толькі пры награванні, а Ir, Pt, Au з кіслародам не ўзаемадзейнічаюць. Уласцівасці металаў характарызуюцца іх месцам у электрахімічным радзе. Металы ад Li да Na выцясняюць вадарод з вады пры нармальных умовах, а ад Mg да Tl — пры награванні. Металы, якія стаяць у электрахімічным радзе перад вадародам, выцясняюць яго з разбаўленых кіслот (на холадзе або пры награванні). Металы, якія стаяць у электрахімічным радзе пасля вадароду, раствараюцца толькі ў кіслародных кіслотах (канцэнтраваная H2SO4 ці HNO3), а Pt, Au — толькі ў сумесі гэтых кіслот. Аксіды металаў ад Li да Al і ад La да Zn аднаўляюцца цяжка, бліжэй да канца рада схільнасць да аднаўлення павялічваецца, аксіды апошніх у радзе металаў распадаюцца на метал і кісларод ужо пры невялікім награванні.
Ступені акіслення непераходных металаў: +1 для падгрупы I а; +2 для II a; +1 і +3 для III a; +2 і +4 для IV a; +2, +3 і +5 для V a; — 2, +2, +4, +6 для VI a. У пераходных металах: +1, +2, +3 для падгрупы I б, +2 для II б; +3 для III б; +2, +3, +4 для IV б; +2, +3, +4, +5 для V б; +2, +3, +4, +5, +6 для VI б, +2, +3, +4, +5, +6, +7 для VII б, от +2 до +8 в VIII б. У лантаноідаў: +2, +3 і +4, у актыноідаў — ад +3 да +6. Аксіды металаў з малой ступенню акіслення маюць асноўныя ўласцівасці, аксіды з высокай ступенню акіслення з’яўляюцца ангідрыдамі кіслот. Металы з пераменнаю валентнасцю (напрыклад, Cr, Mn, Fe), у злучэннях, дзе яны маюць нізкія ступені акіслення, (Cr (+2), Mn (+2), Fe (+2)), выяўляюць аднаўленчыя ўласцівасці, а ў злучэннях, дзе яны маюць вышэйшыя ступені акіслення (Cr (+6), Mn (+7), Fe (+3)) уласцівасці акісляльныя.

Здольнасць металаў да ўтварэння злучэнняў і паліморфных пераходаў стварае аснову для атрымання шматлікіх сплаваў з разнастайнымі карыснымі ўласцівасцямі. Колькасць вядомых сплаваў перавысіла 10 000.

 Гісторыя 
Назва «метал» паходзіць ад грэчаскага métallon (ад metalléuo — выкапваю, здабываю з зямлі), якое спачатку азначала копі, руднікі (у Геродота, 5 ст. да н.э.). У старажытнасці і сярэднявеччы лічылі, што ёсць 7 металаў: золата, серабро, медзь, волава, свінец, жалеза, ртуць. М. В. Ламаносаў налічваў 6 металаў (Au, Ag, Cu, Sn, Fe, Pb) і вызначаў метал як «светлое тело, которое ковать можно». У 1-й палове 19 ст. былі атрыманыя металы платынавай групы, шчолачныя і шчолачназямельныя металы, адкрыты невядомыя металы пры хімічным аналізе мінералаў. В 1860—63 метадам спектральнага аналізу былі адкрыты Cs, Rb, Tl, In. У другой палове 20 ст. былі штучна атрыманыя радыеактыўныя металы, у прыватнасці, трансураніды.

Металы і іх сплавы шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах вытворчасці, перш за ўсё як канструкцыйны матэрыял.

 Гл. таксама 
 Сталь
 Сплаў
 Металургія
 Металічнасць


Катэгорыя:Групы хімічных элементаў
Катэгорыя:Вікіпедыя:Істотныя артыкулы