le propriétés des métaux, À la fois physiques et chimiques, ils sont essentiels à la construction d'innombrables artefacts et travaux d'ingénierie, ainsi que des ornements décoratifs dans diverses cultures et célébrations..
Depuis des temps immémoriaux, ils suscitent la curiosité pour leur aspect attrayant, contrastant avec l'opacité des roches. Certaines de ces propriétés les plus appréciées sont, entre autres, une résistance élevée à la corrosion, une faible densité, une dureté et une ténacité et une élasticité élevées..
En chimie, il s'intéresse plus aux métaux d'un point de vue atomique: le comportement de leurs ions vis-à-vis des composés organiques et inorganiques. De même, les sels peuvent être préparés à partir de métaux destinés à des usages très spécifiques; par exemple, sels de cuivre et d'or.
Cependant, ce sont les propriétés physiques qui ont captivé l'humanité en premier. Ils se caractérisent généralement par leur durabilité, ce qui est particulièrement vrai dans le cas des métaux nobles. Ainsi, tout ce qui ressemblait à de l'or ou de l'argent était considéré comme précieux; des pièces de monnaie, des bijoux, des bijoux, des chaînes, des statues, des assiettes, etc. ont été fabriqués.
Les métaux sont les éléments les plus abondants dans la nature. Jetez simplement un œil au tableau périodique pour certifier que presque tous ses éléments sont métalliques. Grâce à eux, des matériaux étaient disponibles pour conduire le courant électrique dans les appareils électroniques; c'est-à-dire qu'ils sont les artères de la technologie et les os des bâtiments.
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Les propriétés physiques des métaux sont celles qui les définissent et les différencient en tant que matériaux. Il n'est pas nécessaire qu'ils subissent une transformation causée par d'autres substances, mais par des actions physiques telles que les chauffer, les déformer, les polir ou simplement les regarder..
La grande majorité des métaux sont brillants et ont également des couleurs grisâtres ou argentées. Il y a quelques exceptions: le mercure est noir, le cuivre est rougeâtre, l'or doré et l'osmium présente des teintes bleuâtres. Cette brillance est due aux interactions des photons avec sa surface délocalisée électroniquement par la liaison métallique..
Les métaux sont durs, à l'exception des métaux alcalins et de quelques autres. Cela signifie qu'une barre métallique pourra rayer la surface qu'elle touche. Dans le cas des métaux alcalins, tels que le rubidium, ils sont si doux qu'ils peuvent être grattés avec un ongle; au moins avant qu'ils ne commencent à corroder la viande.
Les métaux sont généralement malléables à différentes températures. Lorsqu'ils sont frappés, et s'ils sont déformés ou écrasés sans se fracturer ni s'effriter, alors le métal est dit malléable et présente une malléabilité. Tous les métaux ne sont pas malléables.
Les métaux, en plus d'être malléables, peuvent être ductiles. Lorsqu'un métal est ductile, il est susceptible de subir des déformations dans le même sens, devenant comme s'il s'agissait d'un fil ou d'un fil. Si l'on sait qu'un métal peut être échangé dans des roues de câble, on peut dire qu'il s'agit d'un métal ductile; par exemple, des fils de cuivre et d'or.
Les métaux sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité. Parmi les meilleurs conducteurs de chaleur, nous avons l'aluminium et le cuivre; tandis que ceux qui conduisent le mieux l'électricité sont l'argent, le cuivre et l'or. Par conséquent, le cuivre est un métal très apprécié dans l'industrie pour son excellente conductivité thermique et électrique..
Les métaux sont des matériaux solides. Si deux parties métalliques sont frappées, un son caractéristique sera produit pour chaque métal. Les experts et amateurs de métaux sont en effet capables de les distinguer par le son qu'ils émettent.
Les métaux peuvent résister à des températures élevées avant de fondre. Certains métaux, comme le tungstène et l'osmium, fondent respectivement à des températures de 3422 ºC et 3033 ºC. Cependant, le zinc (419,5 ºC) et le sodium (97,79 ºC) fondent à des températures très basses..
Parmi tous, le césium (28,44 ºC) et le gallium (29,76 ºC) sont ceux qui fondent aux températures les plus basses.
À partir de ces valeurs, une idée peut être obtenue sur la raison pour laquelle un arc électrique est utilisé dans les processus de soudage et des éclairs intenses sont provoqués..
D'autre part, les points de fusion élevés indiquent eux-mêmes que tous les métaux sont solides à température ambiante (25 ºC); à l'exception du mercure, le seul métal et l'un des rares éléments chimiques à être liquide.
Bien que ce ne soit pas une propriété physique en tant que telle, les métaux peuvent se mélanger les uns aux autres, tant que leurs atomes parviennent à s'adapter pour créer des alliages. Ce sont donc des mélanges solides. Une paire de métaux peut être alliée plus facilement qu'une autre; et certains en fait ne peuvent pas du tout être alliés en raison de la faible affinité entre eux.
Le cuivre "s'entend" avec l'étain, se mélangeant avec lui pour former du bronze; ou avec du zinc, pour former du laiton. Les alliages offrent de multiples alternatives lorsque les métaux seuls ne peuvent pas répondre aux caractéristiques requises pour une application; comme quand on veut allier la légèreté d'un métal à la ténacité d'un autre.
Les propriétés chimiques sont celles inhérentes à leurs atomes et à la manière dont ils interagissent avec des molécules extérieures à leur environnement pour cesser d'être des métaux, pour devenir d'autres composés (oxydes, sulfures, sels, complexes organométalliques, etc.). Il s'agit alors de leur réactivité et de leurs structures.
Les métaux, contrairement aux éléments non métalliques, ne sont pas regroupés en molécules M-M, mais en réseau d'atomes M cohésifs par leurs électrons externes.
En ce sens, les atomes métalliques restent fortement unis par une «mer d'électrons» qui les baigne, et ils vont partout; c'est-à-dire qu'ils sont délocalisés, ils ne sont fixés dans aucune liaison covalente, mais ils constituent la liaison métallique. Ce réseau est très ordonné et répétitif, nous avons donc des cristaux métalliques.
Les cristaux métalliques, de tailles différentes et pleins d'imperfections, ainsi que leur liaison métallique, sont responsables des propriétés physiques observées et mesurées des métaux. Le fait qu'ils soient colorés, lumineux, bons conducteurs et sonores, tout est dû à leur structure et à leur relocalisation électronique.
Il y a des cristaux où les atomes sont plus compactés que d'autres. Par conséquent, les métaux peuvent être aussi denses que le plomb, l'osmium ou l'iridium; ou aussi léger que le lithium, même capable de flotter sur l'eau avant de réagir.
Les métaux sont sensibles à la corrosion; bien que plusieurs d'entre eux puissent y résister exceptionnellement dans des conditions normales (métaux nobles). La corrosion est une oxydation progressive de la surface métallique, qui finit par s'effriter, provoquant des taches et des trous qui gâchent sa surface brillante, ainsi que d'autres couleurs indésirables..
Les métaux tels que le titane et l'iridium ont une résistance élevée à la corrosion, car la couche de leurs oxydes formés ne réagit pas avec l'humidité et ne permet pas à l'oxygène de pénétrer à l'intérieur du métal. Et parmi les métaux les plus faciles à corroder, nous avons le fer, dont la rouille est tout à fait reconnaissable à sa couleur brune..
Certains métaux sont d'excellents agents réducteurs. Cela signifie qu'ils abandonnent leurs électrons à d'autres espèces avides d'électrons. Le résultat de cette réaction est qu'ils finissent par devenir des cations, Mn+, où n est l'état d'oxydation du métal; c'est-à-dire sa charge positive, qui peut être polyvalente (supérieure à 1+).
Par exemple, les métaux alcalins sont utilisés pour réduire certains oxydes ou chlorures. Lorsque cela se produit avec le sodium, Na, il perd son seul électron de valence (car il appartient au groupe 1) pour devenir un ion ou un cation sodium, Na+ (monovalent).
De même avec le calcium, Ca (groupe 2), qui perd deux électrons au lieu d'un seul et reste comme un cation divalent Cadeux+.
Les métaux peuvent être utilisés comme agents réducteurs car ce sont des éléments électropositifs; ils sont plus susceptibles d'abandonner leurs électrons que de les gagner d'autres espèces.
Cela dit, les électrons ont tendance à perdre des électrons, il faut s'attendre à ce que dans toutes leurs réactions (ou la plupart) ils finissent par se transformer en cations. Or, ces cations interagissent apparemment avec les anions pour générer une large gamme de composés..
Par exemple, les métaux alcalins et alcalino-terreux réagissent directement (et de manière explosive) avec l'eau pour former des hydroxydes, M (OH)n, formé par des ions Mn+ et OH-, ou par liaisons M-OH.
Lorsque les métaux réagissent avec l'oxygène à des températures élevées (comme celles atteintes par une flamme), ils se transforment en oxydes MdeuxOU ALORSn (N / AdeuxO, CaO, MgO, AldeuxOU ALORS3, etc.). C'est parce que nous avons de l'oxygène dans l'air; mais aussi de l'azote, et certains métaux peuvent former un mélange d'oxydes et de nitrures, M3Nn (TiN, AlN, GaN, Be3Ndeux, Ag3N, etc.).
Les métaux peuvent être attaqués par des acides et des bases forts. Dans le premier cas, des sels sont obtenus, et dans le second encore des hydroxydes ou des complexes basiques.
La couche d'oxyde qui recouvre certains métaux empêche les acides d'attaquer le métal. Par exemple, l'acide chlorhydrique ne peut dissoudre tous les métaux formant leurs chlorures métalliques respectifs, solubles dans l'eau..
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