Nous expliquons ce que sont les métaux, comment ils sont classés et quelles sont leurs propriétés physiques. Exemples de métaux et quels sont les non-métaux.
Que sont les métaux ?
Dans le domaine de chimie, sont appelés métaux ou métalliques ceux éléments de la Table périodique qui se caractérisent par être de bons moteurs de la électricité et de Chauffer. Ces éléments ont des densités élevées et sont généralement solides à température ambiante (sauf pour le mercure). Beaucoup, en outre, peuvent refléter la lumière, ce qui leur donne leur éclat caractéristique.
Les métaux sont les éléments les plus nombreux dans le tableau périodique et certains sont parmi les plus abondants dans le croûte terrestre. Une partie d'entre eux se trouve généralement dans un état de pureté plus ou moins grande dans le la nature, bien que la plupart fassent partie des minéraux du sous-sol terrestre et doivent être séparés par le être humain de les utiliser.
Les métaux ont des liaisons caractéristiques appelées "liens métalliques”. Dans ce type de liaison, les atomes métalliques sont liés entre eux de telle sorte que leurs noyaux atomiques se joignent aux électrons de valence (électrons situé dans la dernière couche électronique, c'est-à-dire les électrons les plus externes), qui forment une sorte de "nuage" autour d'elle. Ainsi, dans la liaison métallique, les atomes métalliques sont situés très près les uns des autres, et tous sont "immergés" dans leurs électrons de valence, formant la structure métallique.
D'autre part, les métaux peuvent former des liaisons ioniques avec des non-métaux (par exemple, le chlore et le fluor), ce qui entraîne la formation de sels. Ce type de liaison est formé par l'attraction électrostatique entre des ions de signe différent, où les métaux forment des ions positifs (cations) et les non-métaux forment des ions négatifs (anions). Lorsque ces sels se dissolvent dans l'eau, ils se dissocient en leur ions.
Même le alliages d'un métal avec un autre (ou avec un non-métal) restent des matériaux métalliques, comme c'est le cas de l'acier et du bronze, bien qu'ils soient mélanges homogène.
Les métaux ont servi le humanité depuis des temps immémoriaux grâce à son caractère idéal pour former des outils, des statues ou des structures de toutes sortes, en raison de ses propriétés physiques particulières :
- Malléabilité. Lorsqu'ils sont soumis à la compression, certains métaux peuvent former de fines feuilles de matériau homogène.
- Ductilité. Lorsqu'ils sont soumis à des efforts de traction, certains métaux peuvent former des fils ou des torons de matériau homogène.
- Ténacité. Capacité de résister à la fracture, lorsqu'il est soumis à les forces brusques (bosses, chutes, etc.).
- Force mécanique. Capacité à résister à la traction, à la compression, à la torsion et à d'autres forces sans céder dans son structure physique ou déformé.
De plus, leur brillance les rend idéales pour forger des bijoux et des éléments de décoration et leur bonne conduction du électricité les rend indispensables à la transmission de la courant électrique dans les systèmes modernes de énergie électrique.
Types de métaux
Les éléments métalliques peuvent être de différents types, selon lesquels ils sont regroupés dans le tableau périodique. Chaque groupe a des propriétés partagées :
- Métaux alcalins. Ils sont brillants, doux et très réactifs dans des conditions normales de Pression Oui Température (1 atm et 25º C), donc ils ne sont jamais purs dans le la nature. Ils ont de faibles densités et sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité. Ils ont également des points de fusion et d'ébullition bas. Dans le tableau périodique, ils occupent le groupe I. Dans ce groupe se trouve également l'hydrogène (qui n'est pas un métal).
- Métaux alcalino-terreux. Ils sont situés dans le groupe II du tableau périodique. Son nom vient des propriétés alcalines de ses oxydes (anciennement appelés "terres"). Ils sont généralement plus durs et moins réactifs que les alcalins. Ils sont brillants et bons conducteurs de chaleur et d'électricité. Ils ont peu densité Oui Couleur.
- Métaux de transition. La plupart des métaux appartiennent à cette catégorie. Ils occupent la région centrale du tableau périodique et presque tous sont durs, avec une haute point de fusion Oui ébullition, et une bonne conduction de la chaleur et de l'électricité.
- Lanthanides. Aussi appelées lanthanoïdes, ce sont les "terres rares" du tableau périodique qui forment avec les actinides les "éléments de transition internes". Ce sont des éléments très similaires les uns aux autres, et malgré leur nom, ils sont très abondants à la surface de la terre. Ils ont des comportements magnétiques (lorsqu'ils interagissent avec un champ magnétique, par exemple, le champ magnétique qui génère un aimant) et spectrale (lorsque le rayonnement leur tombe dessus) très caractéristiques.
- Actinides. Avec les terres rares, ils forment les "éléments de transition interne" et sont très similaires les uns aux autres. Ils présentent une haute numéros atomiques et beaucoup d'entre eux sont radioactifs dans tous leurs isotopes, ce qui les rend extrêmement rares dans la nature.
- Transactinides. Aussi appelés « éléments super lourds », ce sont ceux qui dépassent en numéro atomique le plus lourd des actinides, lawrencio. Tous les isotopes de ces éléments ont une demi-vie très courte, sont tous radioactifs et ont été obtenus par synthèse en laboratoire, ils portent donc les noms des physiciens responsables de leur création.
Exemples de métaux
- Alcalin Lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), césium (Cs), francium (Fr).
- Terres alcalines. Béryllium (Be), magnésium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), baryum (Ba) et radium (Ra).
- Métaux de transition. Scandium (Sc), Titane (Ti), Vanadium (V), Chrome (Cr), Manganèse (Mn), Fer (Fe), Cobalt (Co), nickel (Non plus), le cuivre (Cu), zinc (Zn), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdène (Mo), technétium (Tc), ruthénium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), argent (Ag), cadmium (Cd), lutétium (Lu), hafnium (Hf), tantale (Ta), tungstène (W), rhénium (Re), osmium (Os), iridium (Ir), platine (Pd), or (Au), mercure (Hg), Lawrence (Lr), rutherfordium (Rf), dubnium (Db), seaborgium (Sg), bohrio (Bh), hasium (Hs), meitnerium (Mt), darmstadium (Ds), roentgenium (Rg), copernicium (Cn).
- Terres rares. Lanthane (La), Cérium (Ce), Praséodyme (Pr), Néodyme (Nd), Prométhium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Lutétium (Lu).
- Actinides. Actinium (Ac), thorium (Th), protactinium (Pa), uranium (U), neptunium (Np), plutonium (Pu), américium (Am), curium (Cm), berkelium (Bk), californium (Cf), einsteinium (Es), fermium (Fm), mendelevium (Md), nobelium (No), lawrencio (Lr).
- Transactinides. Rutherfordium (Rf), Dubnium (Db), Seaborgium (Sg), Bohrio (Bh), Hassium (Hs), Meitnerium (Mt), Darmstadium (Ds), Roentgenium (Rg), Copernicium (Cn), Nihonium (Nh), flerovio (Fl), moscovio (Mc), livermorio (Lv), teneso (Ts).
Que sont les non-métaux ?
Les non-métaux sont des éléments aux propriétés très différentes de celles des métaux, bien qu'il existe également des composés appelés métalloïdes, qui ont des propriétés et des caractéristiques intermédiaires entre les métaux et les non-métaux. Forme des non-métaux des liaisons covalentes quand ils forment molécules entre eux. Ces composés, contrairement aux métaux, ne sont pas de bons conducteurs de courant électrique et de chaleur, et ils ne sont pas non plus brillants.
L'oxygène, le carbone, l'hydrogène, l'azote, le phosphore et le soufre, qui sont les éléments fondamentaux pour la vie, font partie des non-métaux. Ces éléments non métalliques peuvent être solides, liquides ou gazeux.
Ils sont principalement classés en :
- Halogènes Fluor (F), chlore (Cl), brome (Br), iode (I), astate (At) et tenese (Ts).
- gaz nobles. Hélium (He), néon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xénon (Xe), radon (Rn), oganeson (Og).
- Autres non-métaux. Hydrogène (H), carbone (C), soufre (S), sélénium (Se), azote (N), oxygène (O) et phosphore (P).