周期表は、物理的特性に従って分類された天然の化学元素を表す体系化です。最も重要なグループの 1 つは金属で、表の中央と左側に位置しており、それらの特性は非常に似ています。次に、これらの要素とその種類と機能を詳しく見てみましょう。
金属とは何ですか?
化学の分野では、金属は地球から抽出されるか、合金によって生成される元素であり、主に熱と電気の優れた伝導体であることが特徴です。さらに、それらは高密度であり、水銀を除いて室温では固体であり、その塩は溶解すると正の電荷をもつイオンを形成します。
地球上で最も豊富な元素の 1 つであるため、周期表の中で最も数が多い元素であると言えます。また、土壌のミネラルが混じっているものも多く、人の手で抽出する必要があるものの、非常に純度の高い状態で発見されます。それらは不透明で結晶構造を持ち、一度磨くと光を反射するように磨くことができます。
主な金属の種類
周期表は、周期と呼ばれる横の行と、群と呼ばれる縦の列に分かれています。これらのグループ化により、同じセットに属する要素が同様のプロパティを持っていることがわかります。ただし、金属では次のタイプを取得できます。
- 移行期: これらはいわゆるグループ D に分類され、最も数が多くなります。それらは、硬度、高い導電性、および高い融点で知られています。
- アルカリ金属:アルカリ金属は、周期表の第 I 族に属する金属、フランシウム、セシウム、ルビジウム、カリウム、ナトリウム、リチウムです。彼らは非常に敏感で、柔らかく、明るく、優れた導体であるという特徴があり、本質的には決して純粋ではありません。
- アルカリ土類金属: バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、ベリリウム、ラジウムといった周期律表の第 II 族に属する金属です。化学反応性は低くなりますが、硬度は高くなります。これらは優れた導体であり、密度が低く、光沢が低いです。
- ランタニド: 「レアアース」としても知られるこれらは、周期系の VI 周期に位置するもので、アクチニドとともに内部遷移元素の一部です。それらは磁気的およびスペクトル的な振る舞いをします。
- アクチニド: これらは放射性の重金属であるため、自然界で簡単に見つかることはまれです (ウラン、アクチニウム、ネプツニウムなど)。それらはレアアースの一部であり、内部遷移要素を完成させます。
- トランスアクチニド: 原子番号の点で最も重いアクチニドを超えるため、いわゆる超重元素を指します。実験室でもそれを見ることができますが、それらは放射性であり、急速に崩壊します。
これらの元素はすべて自然界に存在しますが、純粋な状態で見つかる可能性は非常に低いです。たとえば、最も豊富な金属である鉄は、赤鉄鉱、磁鉄鉱、酸化物中に含まれるため、還元方法を使用する必要があります。
金属の性質
金属は太古の昔から人間の活動、特に生活を楽にする道具の創造に存在してきました。これらは、業界のさまざまな側面での使用を可能にする品質を備えています。この多用途性を可能にするプロパティは次のとおりです。
物理的な
金属の物理的特性としては、次のものが挙げられます。
- 展性：圧力をかけると望ましい形状を得る能力があります。
- 導電性:電子が容易に流れるため、熱と電気の優れた伝導体です。
- 延性：力を加えると糸や糸になるまで十分に伸びる伸縮性のことです。
- 靭性：急激な力や衝撃を受けたときに変形や破損を防ぐ抵抗力のこと。
化学薬品
さまざまな業界で使用されている最も注目すべき化学的特性のいくつかは次のとおりです。
- 合金を作る能力: 他の元素と混合して新しい構造を形成することができます。
- 酸素が存在すると、それらは酸化物として反応します。
- 最後のエネルギー準位には、原子番号に応じて 1、2、または 3 個の電子が存在します。この性質によりカチオンの形成が可能になり、これらは還元剤となります。
- これらは水および塩と反応して酸を形成します。
機械的
物理学に関連するかもしれませんが、金属の機械的特性は強度に関係します。これらを要約すると次のようになります。
- 粘り強さ：外力に対して壊れることなく抵抗する能力を持っています。
- 可塑性:外力によって変形した後もその形状を保持する能力を指します。
- 脆弱性: 特定の種類の外圧にさらされたときに金属がどれだけ簡単に壊れるかを強調します。
- 剛性: 応力、つまりニュートンの第 3 法則で説明される内部力の存在下で変形する金属の抵抗力です。
磁性として知られる能力があり、他の金属に対して引力または反発力を持ちます。例としては、ニッケル、鉄、コバルト、およびそれらの合金が挙げられます。
金属の機能と用途
金属は現代生活のあらゆる分野で使用されており、その起源は人類の始まりにまで遡ります。したがって、単なる装飾品から医療産業まで使用することが可能です。その最も重要なアプリケーションには次のようなものがあります。
- 自動車産業では、自動車、飛行機、電車、オートバイ、自転車の製造に使用されます。
- 人々の生活の質を向上させることを目的としたあらゆる種類の道具や器具の製造。たとえば、コンピューター、電話、土木建築構造物などの作成です。
- 電気の要素の製造や電気エネルギーの輸送に使用されます。
- 農業分野では肥料の製造に重要であり、土壌の能力を高めます。
- 医学では、治癒、抗菌特性などの用途があり、代謝プロセスに関与するものもあります。
要約すると、金属は、その特性と特性があらゆるタイプの機能に適応する天然元素です。研究室レベルで化学反応を促進し、生活の質を向上させる変化を可能にするさまざまなタイプがあります。