В периодической системе из 110 известных элементов 88 – металлы . В XX векепри помощи ядерных реакций были получены радиоактивные металлы, которых не существует в природе. В современной металлургии получают более 60 металлов, на основе которых – 5000 сплавов.
Основой структуры металлов является металлическая связь (кристаллическая решетка из положительных ионов, погруженная в плотный газ подвижных электронов). Она обуславливает физические свойства металлов: пластичность, электропроводность, теплопроводность, металлический блеск.
Пластичность– способность металлов изменять форму, уменьшается в ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn. Fe .
Высокая электропроводность металлов связана с наличием свободных электронов, которые под влиянием даже небольшой разности потенциалов перемещаются от отрицательного полюса к положительному. Лучший проводник электричества – серебро , за ним идут медь, золото, алюминий, железо .
Самый легкий металл – литий (плотность 0,53 г/см3), самый тяжелый – осмий (22,6 г/см3).
Легкие металлы– металлы с плотностью меньше 5 г/см3.
Тяжелые металлы– металлы с плотностью больше 5 г/см3.
Сильно разнятся температуры плавления металлов. Металлы различаются по твердости. Прочность металлической связи влияет на прочность, температуру плавления и твердость металлов.
Сплавы– системы, в состав которых входят два или более металлов, реже могут входить неметаллы (углерод, кремний, бор). Все сплавы на основе железа (чугун, сталь), в том числе и само железо называют черными металлами. Все остальные – цветные металлы (дуралюмин, латунь).
Компоненты, входящие в состав сплава:
1) механическая смесь (между простыми веществами без взаимодействия);
2) химические соединения (вещества в сплаве, вступающие во взаимодействие);
3) твердые растворы (вещества взаиморастворяющиеся);
4) промежуточные соединения.
В расплавленном состоянии большая часть металлов при растворении друг в друге образуют однородный жидкий сплав. Но, кристаллизуясь, ведут себя по-разному. В твердом состоянии металлы не растворяются и не взаимодействуют друг с другом. Сплав представлен механической смесью из кристаллитов компонентов. Металлы сплавляемые вступают в реакцию друг с другом, образуя новое химическое соединение. Твердый раствор –образование однородных кристаллов в результате сохранения растворимости металлов друг в друге. Сталь– сплав железа и углерода, имеющий примеси марганца, кремния, серы и фосфора.