Метали або сплави з особливими властивостями

МеталМетал (назва походить від лат. Metallum – шахта) – один з класів елементів, які, на відміну від неметалів (і металоїдів), володіють характерними металевими властивостями. Металами є більшість хімічних елементів (приблизно 80%). Найпоширенішим металом в земній корі є алюміній.Метали – суть світлі тіла, які кувати можна. (Михайло Васильович Ломоносов)      Деякі металиЛужні метали: Літій, Натрій, КалійЛужноземельні метали: Берилій, Магній, КальційПерехідні метали: Залізо, ПлатинаІнші метали: Алюміній, Свинець, Мідь, Цинк    До чорних металів відносять залізо, марганець і хром. Всі інші – кольорові. За фізичними властивостями і призначенням кольорові метали умовно поділяють на важкі (мідь, свинець, цинк, олово, нікель) і легкі (алюміній, титан, магній).    Велика частина металів присутній в природі у вигляді руд і з’єднань. Вони утворюють оксиди, сульфіди, карбонати та інші хімічні речовини. Для отримання чистих металів і подальшого їх застосування необхідно виділити їх з руд і провести очистку. При необхідності проводять легування та іншу обробку металів. Вивченням цього займається наука металургія. Металургія розрізняє руди чорних металів (на основі заліза) і кольорових (до їх складу не входить залізо, всього близько 70 елементів). Винятком можна назвати близько 16 елементів: т. Н. благородні метали (золото, срібло та ін.), і деякі інші (наприклад, ртуть, мідь), які присутні без домішок. Золото, срібло і платина відносяться також до дорогоцінних металів.

Крім того, в малих кількостях вони присутні в морській воді, рослинах, живих організмах (граючи при цьому важливу роль).      Характерні властивості металівметалевий блискхороша електропровідністьМожливість легкої механічної обробки (наприклад, пластичність)висока щільністьВисока температура плавленнявелика теплопровідність            Фізичні властивості металуВсі метали (крім ртуті) тверді при нормальних умовах. Температури плавлення лежать в діапазоні від 39 ° C (ртуть) до 3410 ° C (вольфрам). Залежно від їх щільності, метали ділять на легкі (щільність 0,53 ч 5 г / смі) і важкі (5 год 22,5 г / смі). метали тонуть         Механічні властивості металуЦе здатність металів піддаватися різним способам механічної обробки.     Через легкої віддачі електронів можливо окислення металів, що може призводити до корозії і подальшої деградації властивостей. Здатність до окислення можна дізнатися за стандартним ряду активності металів. Цей факт підтверджує необхідність використання металів в комбінації з іншими елементами (сплав, найважливішим з яких є сталь), їх легування і застосування різних покриттів.      Для більш коректного опису електронних властивостей металів необхідно використовувати квантову механіку. У всіх твердих тілах з достатньою симетрією рівні енергії електронів окремих атомів перекриваються і утворюють дозволені зони, причому зона, утворена валентними електронами, називається валентною зоною. Слабкий зв’язок валентних електронів в металах призводить до того, що валентна зона в металах виходить дуже широкою, і всіх валентних електронів не вистачає для її повного заповнення.

Принципова особливість такої частково заповненою зони полягає в тому, що навіть при мінімальному доданому напрузі в зразку починається перебудова валентних електронів, т. Е. Тече електричний струм.  Та ж висока рухливість електронів призводить і до високої теплопровідності, а також до здатності дзеркально відображати електромагнітне випромінювання (що і додає металам характерний блиск).               Застосування металівконструкційні матеріалиМетали і їхні сплави – один їх головних конструкційних матеріалів сучасної цивілізації. Це визначається насамперед їх високою міцністю, однорідністю і непроникністю для рідин і газів. Крім того, змінюючи рецептуру сплавів, можна міняти їх властивості в дуже широких межах.