З 118 елементів відомих людині 94 відноситься до металів. Це елементи, які утворюють прості речовини з характерним блиском, високою пластичністю і ковкістю. Якими ще властивостями володіють метали? На які групи вони поділяються? Давайте дізнаємося.
Метали та їх властивості
Опис металів – справа нелегка. Їх важко порівняти з іншими елементами або речовинами, відомими в сучасному світі. У стандартному розумінні метал – це тверде сіра речовина з сильним блиском. Але все набагато складніше. Більшість з них дійсно сірого кольору, але відтінки у всіх відрізняються. У галію він блакитний, вісмуту – рожевий, міді – яскраво-червоний, а ось цезій, стронцій і золото мають жовтий відтінок.
За ступенем прояву своїх властивостей метали дуже різні. Але є якості, які їх об'єднують. Метали відносно легко віддають електрони зовнішнього рівня, так як вони слабо зв'язані з ядром атома. Їх внутрішня структура представлена кристалічними ґратами, тому при нормальних умовах всі вони тверді. Виняток становить лише ртуть, яка твердне тільки при температурі нижче -3883 °C. Метали – це чудові провідники тепла і електрики. Багато з них дуже пластичні, наприклад, золото, мідь, чистий хром, срібло. Вони здатні гнутися або зминатися, не ламаючись. Інші ж бувають досить крихкими (марганець, олово, вісмут).
Групи металів
В одних і тих же умовах метали ведуть себе неоднаково, що видно вже на прикладі ртуті. Вона дуже легко стає рідкою, але далеко не всі речовини поводять себе так само. Залежно від температури плавлення виділяють легкоплавкі й тугоплавкі метали. До останніх належать вольфрам, тантал, реній, молібден. Вони плавляться при температурах більше 2000 °C.
Виділяють також важкі і легкі метали. Важкі - свинець, кадмій, кобальт, ртуть, мідь, ванадій, володіють великою атомною вагою (більше 50) і високою щільністю. У легких все рівно навпаки. До них відносяться алюміній, галій, індій. Найлегшим є літій, з щільністю 0533 г/см3 і атомною масою 3. У Періодичній таблиці виділяють також лужну групу металів (літій, натрій, калій, рубідій). Вони досить легко вступають в реакцію з водою, утворюючи розчинну луг або гідроксид. Всі вони дуже активні, м'які і набагато легше води. Існують і лужноземельні метали (кальцій, барій, стронцій), луг з водою утворюють вже їх оксиди або землі. Вони більш тверді і не такі активні, як лужні. Виходячи з різних властивостей металів їх також поділяють на:
Перехідні. Постпереходные. Кольорові. Чорні. Лантаноиды. Актиноиды. Благородні. Метали платинової групи. Рідкоземельні. Благородні метали
Метали в хімічних реакціях часто виступають як відновники. Віддаючи свої електрони, вони піддаються корозійних процесів, які їх руйнують. Під дією окислювачів на їх поверхні утворюються оксиди, гідроксиди, які в народі називають іржею. Таким процесам схильні багато метали. Руйнівниками для них можуть бути різні гази і рідини. Однак є окремий клас металів, який практично не піддаються окисленню і іржі. Це благородні метали. Всі вони також відносяться до рідкісних і дорогоцінним. Їх вартість коливається від 300 (срібло) доларів до 70000 (родій) доларів за кілограм.
Благородними є золото, срібло, а також метали платинової групи: платина, рутеній, осмій, паладій, іридій, родій. Платина, паладій, золото й срібло дуже пластичні, але занадто високих температур не витримують. Інші благородні метали ще й тугоплавкі, вони плавляться від температури 2334 °C (рутеній) до 3033 °C (осмій). Всі вони стійко переносять вплив води та повітря, але можуть реагувати з більш агресивними речовинами. Наприклад, срібло легко розчиняється в азотній кислоті, а від зіткнення з йодом темніє. До речі, з допомогою йоду можна перевірити, чи справді виріб срібне.
Знаходження в природі
Метали широко розповсюджені на нашій планеті. У вигляді солей і сполук вони містяться в морській воді. Найбільше вона сповнена магнієм (012%) і кальцієм (105%). У земній корі найпоширеніший метал – це алюміній. Він становить приблизно 8% всієї її маси. У ній також міститься багато заліза (41%), кальцію (4%), натрію (23%), магнію (23%), калію (21%).
Але метали присутні не тільки у зовнішньому середовищі. Вони присутні в будь-якому живому організмі, відповідаючи за багато життєво важливі функції. У людському тілі міститься близько 3% металів. Залізо в крові допомагає гемоглобинам приєднувати кисень і здійснювати обмін з вуглекислим газом. Магній є в м'язах і нервовій системі. Він бере участь в синтезі білків, відповідає за розслаблення м'язів, гальмує збудження нервових закінчень. Найнеобхідніші для нас: магній, залізо, натрій, кальцій, калій, цинк, мідь, кобальт, марганець і молібден. Метали містяться в кістках, мозку, у тканинах інших органів. Ми отримуємо їх з водою і продуктами харчування, і постійно потребуємо поповнення їх запасів. При дефіциті цих елементів організм працює неправильно, правда, їх надлишок теж не на користь.
Застосування
Люди навчилися застосовувати метали практично у всіх сферах свого життя. З них роблять конструкційні матеріали, дроти, електротехніку, посуд. Нестійкі радіоактивні елементи-уран, каліфорній, полоній, знайшли застосування в ядерній енергетиці і виробництві зброї. Легкі і міцні метали використовують у космічній техніці і автомобілебудуванні. Різні елементи застосовуються у фармацевтиці, харчової, текстильної промисловості. З них роблять прикраси, предмети побуту, а також ліки та медичні інструменти. Літій, наприклад, використовується як антидепресант, золото входить в засоби проти артриту та туберкульозу. Титан і тантал використовують у хірургії для протезів та заміни пошкоджених частин організму.
