Article on other languages:
- Metaal
- فلز
- Метал
- Метал
- Metal
- Metal_(hemija)
- Metall
- ᎠᎾᎦᎵᏍᎩ_ᎦᏂᏱᏍᎩ
- Kov
- Metel
- Metal
- Metalle
- Μέταλλα
- Metal
- Metalo_(fiziko)
- Metal
- Metallid
- Metal
- فلز
- Metalli
- Métal
- Meatailt
- Kîm-su̍k
- מתכת
- धातु
- Kovine
- Fémek
- Metallo
- Logam
- Málmur
- Metallo
- 金属
- jinme
- Logam
- 금속
- Lajwerd
- Metallum
- Metall
- Metai
- Metalai
- Metāls
- Метал
- ലോഹം
- धातू
- Logam
- Metall
- Metaal
- Metall
- Metall
- Méta
- Metale
- Metal
- Q'illay
- Metal
- Металлы
- Metal_(hemija)
- Metal
- Kov
- Kovina
- Метал
- Metall
- உலோகம்
- โลหะ
- Metal
- Metal_(kimya)
- مېتلا
- Метали
- دھات
- Kim_loại
- מעטאל
- 金属
 |
del.icio.us |
 |
Digg |
 |
Furl |
 |
|
 |
Rojo |
| Add to OnlyWire |
- О соотв. направлении рок-музыки см. метал.
 |
Проверить факты.
Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обcуждения могут быть пояснения. |
Мета́лл (название происходит от лат. metallum — шахта) — один из классов элементов, которые в отличие от неметаллов (и металлоидов), обладают характерными металлическими свойствами. Металлами являются большинство химических элементов (примерно 50 %). Самым распространённым металлом в земной коре является алюминий.
Содержание |
Нахождение в природе
Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов: т. н. благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например, ртуть, медь), которые присутствуют без примесей. Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).
Известно, что организм человека на 3% состоит из металлов. Больше всего в наших клетках кальция и натрия, сконцентрированного в лимфатических системах. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь - в печени, железо - в крови.
Свойства металлов
Характерные свойства металлов
- Металлический блеск (кроме йода. Несмотря на свой металлический блеск, кристаллический йод относится к неметаллам).
- Хорошая электропроводность
- Возможность лёгкой механической обработки (например, пластичность)
- Высокая плотность
- Высокая температура плавления
- Большая теплопроводность
- В реакциях являются восстановителями
Физические свойства металлов
Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Температуры плавления лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). В зависимости от их плотности, металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³).
Механические свойства
Это способность металлов подвергаться различным способам механической обработки: литью, ковке, вальцеванию, вытягиваню в проволоку, гибке, сварке, пайке, обтачиванию, сверлению, пилению, строганию, обработке на станках и др.
Легирование
Это введение в расплав дополнительных элементов, улучшающих механические, физические и химические свойства основного материала.
Микроскопическое строение
Характерные свойства металлов можно понять, исходя из их внутреннего строения. Все они имеют слабую связь электронов внешнего энергетического уровня (другими словами, валентных электронов) с ядром. Благодаря этому созданная разность потенциалов в проводнике приводит к лавинообразному движению электронов (называемых электронами проводимости) в кристаллической решётке. Совокупность таких электронов часто называют электронным газом. Вклад в теплопроводность, помимо электронов, дают фононы (колебания решётки). Пластичность обусловлена малым энергетическим барьером для движения дислокаций и сдвига кристаллографических плоскостей. Твёрдость можно объяснить большим числом структурных дефектов (междоузельные атомы, вакансии и др.).
Из-за лёгкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Способность к окислению можно узнать по стандартному ряду активности металлов. Этот факт подтверждает необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами (сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение различных покрытий.
Для более корректного описания электронных свойств металлов необходимо использовать квантовую механику. Во всех твёрдых телах с достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются и образуют разрешённые зоны, причём зона, образованная валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для её полного заполнения.
Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается перестройка валентных электронов, т. е. течёт электрический ток.
Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное излучение (что и придаёт металлам характерный блеск).
Некоторые металлы
- Щелочные:
- Щёлочноземельные:
- Переходные
- Другие:
Применение металлов
Конструкционные материалы
Металлы и их сплавы — одни из главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется прежде всего их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.
Электротехнические материалы
Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).
Инструментальные материалы
Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твёрдые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.