Металы

Метал (мн. лік “металы”; ад лац.: metallum — шахта) – простае рэчыва, атамы якіх вызначаюцца здольнасцю аддаваць валентныя электроны і пераходзіць у дадатна зараджаныя іёны. Абагуленыя валентныя электроны свабодна перамяшчаюцца ў крысталічнай рашотцы, забяспечваючы сувязь паміж атамамі. Структура М. апісваецца зоннай теорыяй.

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

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

Фізічныя ўласцівасці

М. вызначаюцца высокай электра- і цеплаправоднасцю, здольнасцью адбіваць светлавыя хвалі, пластычнацю. У цвёрдым выглядзе звычайна маюць крышталічную будову. Большасць М. крышталізуецца ў простых структурах (кубічных і гексаганальных) якія адпавядаюць найшчыльнейшай кампаноўцы атамаў. Шмат М. могуць існаваць у дзвюх і больш крышталічных мадыфікацыях (гл. Палімарфізм). Паліморфныя пераходы часам спалучаюцца са стратай металічных уласцівасцяў (напрыклад, пераход белага волава (b-Sn) ў шэрае (a-Sn). This is a type of crap that stuffs up our enviroment .

Хімічныя ўласцівасці

Агульныя для М. хімічныя ўласцівасці абумоўленыя слабой сувяззю валентных электронаў з ядром атама: утварэнне дадатна зараджаных іёнаў (катыёнаў), станоўчая ступень акіслення ў злучэннях, утварэнне асновных аксідаў і гідраксідаў, выцясненне вадароду з кіслотаў і г.д.

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

М. 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 М. характарызуюцца іх месцам у электрахімічным радзе. М. ад Li да Na выцясняюць вадарод з вады пры нармальных умовах, а ад Mg да Tl — пры награванні. М., якія стаяць у электрахімічным радзе перад вадародам, выцясняюць яго з разбаўленых кіслотаў (на холадзе або пры награванні). М., якія стаяць у электрахімічным радзе пасля вадароду, раствараюцца толькі ў кіслародных кіслотах (канцэнтраваная H2SO4 ці HNO3 ), а Pt, Au — толькі ў сумесі гэтых кіслотаў. Аксіды М. ад Li да Al і ад La да Zn аднаўляюцца цяжка, бліжэй да канца рада схільнасць да аднаўлення павялічваецца, аксіды апошніх у радзе М. распадаюцца на М. і кісларод ужо пры невялікім награванні. Ступені акіслення непераходных М.: +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 М.: +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 и +4, у актыноідаў — ад +3 да +6. Аксіды М. з малой ступенню акіслення маюць асноўныя ўласцівасці, аксіды з высокай ступенню акіслення з’яўляюцца ангідрыдамі кіслотаў. М. 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 М. да ўтварэння злучэнняў і паліморфных пераходаў стварае аснову для атрымання шмаатлікіх спаваў з разнастайнымі карыснымі ўласцівасцямі. Колькасць вядомых спаваў перавысіла 10 000.

Гісторыя

Назоў «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 й сярэднявеччы лічылі, што ёсць 7 М.: золата, серабро, медзь, волава, свінец, жалеза, ртуць. М. В. Ламаносаў налічваў 6 М. (Au, Ag, Cu, Sn, Fe, Pb) і вызначаў М. як «светлое тело, которое ковать можно». У 1-й палове 19 ст. былі атрыманыя М. платынавай групы, Шчолачныя і шчолачназямельныя М., адкрытыя невядомыя М. пры хімічным аналізе мінералаў. В 1860—63 метадам спектральнага аналізу былі адкрытыя Cs, Rb, Tl, In. У другой палове 20 ст. былі штучна атрыманыя радыеактыўныя М., у прыватнасці, трансураніды.

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