Quali sono i metalli
I metalli sono elementi che formano composti perdendo alcuni dei loro elettroni. Questi possono essere combinati per produrre minerali più nuovi e complessi con proprietà diverse da quelle che si trovano nei suoi elementi componenti da soli – per esempio l’argento si combina chimicamente con l’ossigeno (o idrogeno) per far avvenire una reazione interessante!
Li utilizziamo negli oggetti di tutti i giorni senza rendercene conto. Sono indispensabili per le nostre tecnologie e per la nostra economia: i metalli. Quali sono i metalli più utilizzati? E come si classificano? Lo scopriamo in questo nuovo articolo.
Alcuni dei materiali più comunemente usati per creare la tecnologia moderna sono il minerale di ferro – che si trova in molte piante sulla crosta terrestre; il rame metallico esiste da quando gli uomini hanno iniziato a usare il fuoco come fonte di energia oltre il 2200 a.C.! Tuttavia, prima di allora la sua importanza non era ancora compresa o apprezzata dalla società in generale… Anche il piombo rientra in questa categoria, essendo uno dei nostri primi elementi noti di Vince, mai scoperto durante gli scavi archeologici che risalgono a più di 6500 anni fa.
Definizione
Quali sono i metalli
Come si definisce un metallo? Un metallo è un materiale, o elemento chimico, conduttore di calore ed elettricità che possono avere caratteristiche e reazioni diverse a seconda del materiale con il quale reagiscono (acidi, basi, luce e acqua).
Si dividono in due categorie: semi-metalli e non metalli. Esistono in natura vari tipologie di metalli, scoperti in epoche diverse. I primi metalli ad essere lavorati sin dall’antichità sono per esempio il rame e lo stagno, materiali facili da produrre.
In natura i metalli non si trovano allo stato puro ma devono essere estratti e lavorati con strumenti diversi e con una temperatura di fusione che varia a seconda delle caratteristiche del metallo.
Caratteristiche dei metalli
Quali sono i metalli
I metalli sono composti da atomi disposti secondo una composizione geometrica regolare che si ripete nelle tre dimensioni spaziali. In ogni parte del metallo è possibile individuare una cella elementare, ossia l’unità più piccola di metallo che ripetendosi nello spazio forma l’intero minerale.
Esistono tre categorie di celle elementari in natura e sono:
- cubica a corpo centrato che comprende il tungsteno e il ferro;
- cubica a facce centrate che comprende il rame, l’acciaio, il piombo, l’oro e il nichel;
- esagonale compatta che comprende il magnesio e lo zinco.
Classificazione dei metalli
Quali sono i metalli
Come abbiamo già detto il metallo non si trova allo stato puro in natura e può presentare dei difetti strutturali di vario genere nella struttura cristallina. Questi sono i principali difetti riscontrati nei metalli:
- Difetti di punto: sono piccolissime impurità presenti all’interno del metallo e si dividono in vacanze, ovvero un sito vacante del reticolo, oppure difetti interstiziali, un atomo del cristallo che si trova in un piccolo spazio vuoto che normalmente non è occupato.
- Difetti di linea: ossia difetti intorno a cui gli atomi risultano fuori posto. Queste dislocazioni possono essere a spigolo, a vite e miste.
- Difetti di superficie: rappresentati dai bordi di grano, una superficie separata da due piani di retinolo con differente orientamento cristallografico;
- Difetti di volume: ovvero le irregolarità presenti nella sequenza ordinata dei piani cristallini all’interno del metallo.
Questi difetti vengono studiati in ogni metallo estratto poiché influenzano le proprietà chimiche di ogni materiale.
Le proprietà dei metalli
Quali sono i metalli
Una delle caratteristiche principali che rendono i metalli molto utili, specialmente nella tecnologia, è la loro capacità di cedere i propri elettroni di valenza e a non tenersi quelli in eccesso.
Quando più atomi metallici si uniscono per costruire una struttura cristallina, gli elettroni di legame vengono condivisi tra tutte le particelle dando luogo a orbite molecolari. a formare una struttura cristallina gli elettroni di legame vengono condivisi tra tutti gli atomi, dando luogo a orbitali molecolari. In questo casi si parla infatti di “gas di elettroni” che è il responsabile dell’ottica conducibilità elettrica e termina dei metalli e della loro capacità di assorbire la luce.
Altri aspetti che caratterizzano i metalli sono la conducibilità termica, la malleabilità e la duttilità. Per conducibilità termica s’intende la capacità di un metallo di trasmettere calore attraverso la modalità di propagazione del calore per conduzione. Si misura dividendo il watt per metro per gradi Kelvin. Con malleabilità s’intende la capacità dei metalli di lasciarsi ridurre a lamine più sottili senza spezzarsi sia con il caldo sia con il freddo. Questa operazione si ottiene in modo permanente con appositi strumenti quali presse o magli. Infine per duttilità si indica la capacità di lasciarsi ridurre in fili sottili mediante trafilatura.
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