物理的および化学的の両方の金属の特性は、無数の人工物や土木工事の構築、およびさまざまな文化や祭典での装飾用装飾品の鍵となります。
太古の昔から、岩の不透明度とは対照的に、魅力的な外観に対する好奇心を刺激してきました。これらの最も重要な特性のいくつかは、とりわけ、耐腐食性、低密度、優れた硬度、靭性、および弾性です。
金属は、光沢があり、通常は銀色の表面で一目で認識できます。ソース：Pexels経由のGeorge Becker。
化学では、彼は原子の観点から金属にもっと興味を持っています：有機および無機化合物に対するそれらのイオンの挙動。同様に、塩は非常に特殊な用途のために金属から調製することができます。たとえば、銅と金の塩。
しかし、それは人類を最初に魅了した物理的特性でした。一般的に、それらは耐久性があるという特徴があり、これは特に貴金属の場合に当てはまります。したがって、金や銀に似ているものはすべて価値があると考えられていました。コイン、宝石、宝石、チェーン、彫像、プレートなどが作られました。
金属は自然界で最も豊富な元素です。周期表を見て、ほとんどすべての元素が金属であることを証明してください。それらのおかげで、電子デバイス内で電流を伝導するための材料が利用可能になりました。つまり、テクノロジーの動脈であり、建物の骨です。
金属の物性
金属の物理的特性は、金属を材料として定義し、区別するものです。それらが他の物質によって引き起こされる何らかの変化を受ける必要はありませんが、それらを加熱する、それらを変形させる、それらを磨く、または単にそれらを見るなどの物理的作用によって。
輝き
金属の大部分は光沢があり、灰色または銀色もあります。いくつかの例外があります。水銀は黒、銅は赤み、金は金色、オスミウムは青みがかった色合いを示します。この明るさは、金属結合によって電子的に非局在化されたその表面と光子の相互作用によるものです。
硬度
金属は、アルカリ性のものや他のものを除いて、硬いです。これは、金属の棒が接触する表面を傷つけることを意味します。ルビジウムなどのアルカリ金属の場合、それらは非常に柔らかく、指の爪でこすり落とすことができます。少なくとも彼らが肉を腐食し始める前に。
順応性
金属は通常、さまざまな温度で可鍛性です。打たれたときに、破砕したり崩れたりせずに変形または粉砕された場合、金属は展性があると言われ、展性を示します。すべての金属が展性があるわけではありません。
延性
金属は、展性に加えて、延性がある場合があります。金属が延性のある場合、同じ方向に変形して、あたかも糸やワイヤーのように変形することができます。金属がケーブルホイールで取引できることがわかっている場合は、延性金属であることを確認できます。たとえば、銅線と金線。
合成金の結晶。Alchemist-hp（トーク）www.pse-mendelejew.de
熱および電気伝導率
金属は熱と電気の両方の優れた導体です。最高の熱伝導体には、アルミニウムと銅があります。電気を最もよく伝導するのは銀、銅、金です。したがって、銅はその優れた熱伝導性と電気伝導性のために業界で高く評価されている金属です。
銅線。スコット・エハルト
ソノリティ
金属は健全な素材です。2つの金属部分をたたくと、金属ごとに特徴的な音が鳴ります。金属の専門家や愛好家は、実際には、彼らが発する音によってそれらを区別することができます。
高い融点と沸点
金属は溶融する前に高温に耐えることができます。タングステンやオスミウムなどの一部の金属は、それぞれ3422 andCおよび3033ºCの温度で溶融します。しかし、亜鉛（419.5ºC）とナトリウム（97.79ºC）は非常に低い温度で溶けます。
中でも、セシウム（28.44ºC）とガリウム（29.76ºC）は、最低温度で溶けるものです。
これらの値から、溶接プロセスで電気アークが使用され、激しいフラッシュが発生する理由についてのアイデアを得ることができます。
一方、融点が高いということは、すべての金属が室温（25°C）で固体であることを示しています。水銀を除いて、唯一の金属であり、液体である数少ない化学元素の1つです。
液体状態の水銀。バイオナード
合金
そのような物理的性質ではありませんが、それらの原子が合金を作成するように適応することができれば、金属は互いに混合することができます。したがって、これらは固体混合物です。金属のペアは、他のペアよりも簡単に合金化できます。そして実際には、それらの間の親和性が低いため、まったく合金化できないものもあります。
銅はスズと「調和」し、スズと混合してブロンズを形成します。または亜鉛と、真鍮を形成する。合金は、金属だけではアプリケーションに必要な特性を満たせない場合に、複数の選択肢を提供します。ある金属の軽さを別の金属の粘り強さと組み合わせたいときのように。
化学的特性
化学的性質は、それらの原子に固有のものであり、それらが環境外の分子とどのように相互作用して金属であるのをやめ、他の化合物（酸化物、硫化物、塩、有機金属錯体など）になるかです。次に、それらの反応性と構造についてです。
構造とリンク
金属は、非金属元素とは異なり、分子MMとしてではなく、外部電子によって結合されたM原子のネットワークとしてグループ化されます。
この意味で、金属原子は、それらを浸している「電子の海」によって強く結合されたままであり、それらはどこにでも行きます。つまり、それらは非局在化されており、共有結合で固定されていませんが、金属結合を構成しています。このネットワークは非常に整然としていて反復的であるため、金属の結晶があります。
さまざまなサイズで欠陥のある金属結晶とその金属結合が、金属の物理的特性の観測と測定の原因です。彼らがカラフルで明るく、良い導体であり、音であるという事実はすべて、それらの構造と電子的な非局在化によるものです。
原子が他よりも圧縮されている結晶があります。したがって、金属は、鉛、オスミウム、またはイリジウムと同じくらい高密度にすることができます。またはリチウムのように軽く、反応する前に水に浮くことさえできます。
腐食
金属は腐食しやすい。それらのいくつかは例外的に通常の条件下で貴金属に抵抗することができます（貴金属）。腐食は金属表面の進行性の酸化であり、最終的には崩れ、光沢のある表面を傷つける汚れや穴、およびその他の望ましくない色を引き起こします。
チタンやイリジウムなどの金属は、形成された酸化物の層が湿度と反応せず、酸素が金属の内部に浸透することもないため、耐腐食性が高くなっています。そして、最も腐食しやすい金属には鉄がありますが、その錆は茶色で非常にわかります。
還元剤
一部の金属は優れた還元剤です。これは、彼らが電子を他の電子飢餓種に放棄することを意味します。この反応の結果、それらは最終的にカチオンM n +になります。ここで、nは金属の酸化状態です。つまり、その正電荷は多価（1+より大きい）になる可能性があります。
たとえば、アルカリ金属は、一部の酸化物または塩化物を還元するために使用されます。これがナトリウムNaで発生すると、（グループ1に属しているため）唯一の価電子を失い、ナトリウムイオンまたはカチオンNa +（一価）になります。
同様にカルシウムと同様に、Ca（グループ2）は1つだけではなく2つの電子を失い、2価カチオンCa 2+として残ります。
金属は電気陽性元素であるため、還元剤として使用できます。彼らは他の種からそれらを得るよりも彼らの電子を放棄する可能性が高いです。
反応性
電子は電子を失う傾向があると述べたが、それらのすべての（またはほとんどの）反応において、それらは最終的にカチオンに変換することになると予想される。現在、これらの陽イオンは明らかに陰イオンと相互作用して幅広い化合物を生成しています。
例えば、アルカリ金属およびアルカリ土類金属フォーム水酸化物に水（爆発と）直接反応、M（OH）nは、Mにより形成されたN +とOH -イオン、またはM-OH結合による。
金属が高温で（炎が到達するような）酸素と反応すると、金属はM 2 O n酸化物（Na 2 O、CaO、MgO、Al 2 O 3など）に変わります。これは、空気中に酸素があるためです。しかし、窒素、および一部の金属は、酸化物と窒化物の混合物M 3 N n（TiN、AlN、GaN、Be 3 N 2、Ag 3 Nなど）を形成することもあります。
金属は強酸や強塩基の攻撃を受ける可能性があります。最初の場合は塩が得られ、2番目の場合は水酸化物または塩基性錯体が得られます。
一部の金属を覆う酸化物層は、酸が金属を攻撃するのを防ぎます。例えば、塩酸はすべての金属を溶解することができず、水に可溶なそれぞれの金属塩化物を形成します。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンレー。（2008）。化学 （第8版）。CENGAGEラーニング。
- 震えとアトキンス。（2008）。無機化学。（第4版）。Mc Graw Hill。
- ホームサイエンスツール。（2019）。金属科学のレッスン。回収元：learning-center.homesciencetools.com
- ローゼン出版グループ。（2019）。金属。から回復：pkphysicalscience.com
- Toppr。（sf）。金属および非金属の化学的性質。回収元：toppr.com
- ウィキペディア。（2019）。金属。から回復：en.wikipedia.org