Мэтал

Мэта́л (па-грэцку: metallon — копі) — простае рэчыва, атамы якога вызначаюцца здольнасьцю аддаваць валентныя электроны й пераходзіць у дадатна зараджаныя іёны. Абагуленыя валентныя электроны вольна перамяшчаюцца ў крышталічнай рашотцы, што забясьпечвае хімічную сувязь між атамамі. Будова мэталу апісваецца зонавай тэорыяй.

Большасьць (больш за 85) вядомых хімічных элемэнтаў – мэталы і толькі каля 22 — немэталы.

Адрозьніваюць мэталы галоўных і пабочных падгрупаў Пэрыядычнай сыстэмы хімічных элемэнтаў. Мэталы галоўных падгрупаў завуцца непераходнымі. У іх атамах адбываецца запаўненьне s- і р-электронных абалонак. Мэталы пабочных падгрупаў завуцца пераходнымі. У іх дабудоўваюцца d- і f-абалонкі, у адпаведнасьці з чым яны падзяляюцца на d-групу і дзьве f-групы — лантаноіды й актыноіды.

Фізычныя ўласцівасьці

Мэталы вызначаюцца высокай электра- й цеплаправоднасьцю, здольнасьцю адбіваць сьветлавыя хвалі ды пластычнасьцю. У цьвёрдым выглядзе звычайна маюць крышталічную будову. Большасць крышталізуецца ў простых структурах (кубічных і гексаганальных), якія адпавядаюць найшчыльнейшай кампаноўцы атамаў. Шмат якія з мэталаў могуць існаваць у дзьвюх і больш крышталічных мадыфікацыях. Паліморфныя пераходы часам спалучаюцца са стратаю мэталічных уласьцівасьцяў (напрыклад, пераход белага волава (b-Sn) ў шэрае (a-Sn).

Хімічныя ўласцівасьці

Агульныя для мэталаў хімічныя ўласцівасьці абумоўленыя слабой сувязьзю валентных электронаў з ядром атама: утварэньне дадатна зараджаных іёнаў (катыёнаў), станоўчая ступень акісьленьня ў злучэньнях, утварэньне асноўных аксідаў і гідраксідаў, выцісканьне вадароду з кіслотаў.

Мэталічныя ўласцівасьці элемэнта праяўляюцца тым яскравей, чым ніжэй ягоная электраадмоўнасьць. У падгрупах Пэрыядычнай сыстэмы з узрастаньнем атамнага нумару электраадмоўнасць у цэлым зьмяншаецца, а мэталічныя ўласцівасьці узрастаюць.

Мэталы ад літыя да натрыя лёгка рэагуюць з тленам на холадзе. Іншыя злучаюцца з тленам толькі пры награваньні, а ірыдый, плаціна й золата з тленам не ўзаемадзейнічаюць. Уласцівасьці мэталаў характарызуюцца іх месцам у электрахімічным шэрагу. Мэталы ад літыя да натрыя выціскаюць вадарод з вады пры нармальных умовах, а ад магнія да талія — пры награваньні. Мэталы, якія стаяць у электрахімічным шэрагу перад вадародам, выціскаюць яго з разбаўленых кіслотаў (на холадзе або пры награваньні). Мэталы, якія стаяць у электрахімічным шэрагу пасьля вадароду, раствараюцца толькі ў тленавых кіслотах (канцэнтраваная серная або азотная), а плаціна й золата — толькі ў сумесі гэтых кіслотаў. Аксіды мэталаў ад літыя да алюмінія ды ад лантана да цынка аднаўляюцца цяжка. Бліжэй да канца электрахімічнага шэрагу схільнасьць да аднаўленьня павялічваецца. Аксіды апошніх у электрахімічным шэрагу мэталаў распадаюцца на мэталы й тлен ужо пры невялікім награваньні.

Ступені акісьленьня непераходных мэталаў: +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 мэталаў з малой ступеньню акісьленьня маюць асноўныя ўласцівасці. Аксіды з высокай ступеньню акісьлення зьяўляюцца ангідрыдамі кіслотаў. Мэталы з пераменнаю валентнасьцю (напрыклад, хром, марганец, жалеза), у злучэньнях, дзе яны маюць нізкія ступені акісьленьня, (хром (+2), марганец (+2), жалеза (+2)), выяўляюць аднаўленчыя ўласцівасьці, а ў злучэньнях, дзе яны маюць вышэйшыя ступені акісьленьня (хром (+6), марганец (+7), жалеза (+3)), — акісьляльныя.

Здольнасьць мэталаў да ўтварэньня злучэньняў і паліморфных пераходаў стварае аснову для атрыманьня шматлікіх стопкаў з разнастайнымі карыснымі ўласьцівасьцямі. Колькасьць вядомых стопкаў перавышае 10 тысячаў.

Гісторыя

Назоў «мэтал» паходзіць ад грэцкага слова métallon (ад metalléuo — выкапваю, здабываю зь зямлі), якое спачатку азначала копі, руднікі (у Герадота, 5 ст. да н. э.). У Cтаражытнасьці й Сярэднявеччы ведалі 7 мэталаў: золата, срэбра, медзь, волава, сьвінец, жалеза ды ртуць. У 1-й палове 19 ст. былі атрыманыя мэталы плацінавай групы, шчолачныя й шчолачназямельныя мэталы, адкрытыя невядомыя мэталы пры хімічным аналізе мінэралаў. В 1860—63 гадох мэтадам спэктральнага аналізу былі адкрытыя цэзій, рубідый, талій ды індый. У другой палове 20 ст. былі штучна атрыманыя радыеактыўныя мэталы, у прыватнасьці, трансураніды.

Мэталы й іх стопкі шырока выкарыстоўваюцца ў вытворчасьці, перш за ўсё як канструкцыйны матэрыял.

Вонкавыя спасылкі

Мэтал — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў