Het periodiek systeem is een organisatievorm die natuurlijke chemische elementen presenteert, geclassificeerd op basis van hun fysische eigenschappen. Een van de belangrijkste groepen die het bevat zijn metalen , gelegen in het midden en aan de linkerkant van de tafel, die qua eigenschappen erg op elkaar lijken. Bekijk deze elementen dan eens nader, evenals hun typen en functies.
Wat zijn metalen?
Op het gebied van de chemie zijn metalen elementen die uit de aarde worden gehaald of door legeringen worden geproduceerd , en die vooral worden gekenmerkt doordat ze uitstekende warmte- en elektriciteitsgeleiders zijn. Bovendien hebben ze een hoge dichtheid, zijn ze vast bij kamertemperatuur, met uitzondering van kwik, en vormen hun zouten ionen met een positieve elektrische lading wanneer ze worden opgelost.
Er kan worden gezegd dat het een van de meest voorkomende elementen op aarde is en daarom de meest talrijke in het periodiek systeem. Bovendien worden ze in een staat van grote zuiverheid aangetroffen, hoewel veel ervan vermengd zijn met bodemmineralen, zodat ze door mensenhanden moeten worden geëxtraheerd. Ze zijn ondoorzichtig, hebben een kristallijne structuur en kunnen gepolijst worden om na het polijsten het licht te reflecteren.
Belangrijkste soorten metalen
Het periodiek systeem is verdeeld in horizontale rijen die perioden worden genoemd en verticale kolommen die groepen worden genoemd. Deze groeperingen maken het mogelijk om te weten dat de elementen die tot dezelfde set behoren, vergelijkbare eigenschappen hebben. In metalen kun je echter de volgende soorten krijgen :
- Transitioneel : Ze vallen in wat groep D wordt genoemd en zijn het talrijkst. Ze staan bekend om hun hardheid, hoge elektrische geleidbaarheid en hoge smeltpunten.
- Alkalisch : De alkalimetalen zijn die van groep I van het Periodiek Systeem, Francium, Cesium, Rubidium, Kalium, Natrium en Lithium. Ze worden gekenmerkt door hun zeer responsieve, zachte, heldere, uitstekende geleiders en zijn nooit puur van aard.
- Aardalkalimetalen : Dit zijn de metalen die behoren tot groep II van het periodiek systeem, namelijk barium, strontium, calcium, magnesium, beryllium en radium. Het heeft een lagere chemische reactiviteit, maar een grotere hardheid. Het zijn uitstekende geleiders, hebben een lage dichtheid en een lage glans.
- Lanthaniden : Ook wel bekend als “Zeldzame Aardes”, deze bevinden zich in periode VI van het periodieke systeem en maken samen met de actiniden deel uit van de interne overgangselementen. Ze hebben magnetisch en spectraal gedrag.
- Actiniden : Dit zijn radioactieve en zware metalen , dus je vindt ze zelden gemakkelijk in de natuur, bijvoorbeeld uranium, actinium en Neptunium. Ze maken deel uit van de Rare Earths en voltooien de interne overgangselementen.
- Transactiniden : Verwijst naar de zogenaamde superzware elementen, omdat ze qua atoomnummer de zwaarste actiniden overtreffen. We kunnen het in het laboratorium zien, ze zijn radioactief en hebben een snelle vervaltijd.
Al deze elementen worden in de natuur aangetroffen, maar het is zeer onwaarschijnlijk dat ze in hun zuivere staat zullen worden aangetroffen. IJzer, het meest voorkomende metaal, wordt bijvoorbeeld aangetroffen in hematiet, magnetiet en oxide, dus er moet een reductiemethode worden gebruikt.
eigenschappen van metalen
Metalen zijn al sinds mensenheugenis aanwezig bij menselijke activiteiten, vooral bij het maken van gereedschappen die het leven gemakkelijker maken. Ze bezitten kwaliteiten die hun gebruik in verschillende facetten van de industrie mogelijk maken. De eigenschappen die deze veelzijdigheid mogelijk maken zijn:
fysiek
Onder de fysieke eigenschappen van metalen kunnen we noemen:
- Kneedbaarheid: Het heeft het vermogen om de gewenste vorm te verkrijgen als het wordt blootgesteld aan druk.
- Geleidbaarheid: Ze zijn uitstekende geleiders van warmte en elektriciteit, omdat ze de gemakkelijke stroom van elektronen erdoorheen mogelijk maken.
- Ductiliteit: Het is een rekvermogen waardoor het voldoende kan worden uitgerekt, door kracht uit te oefenen, totdat het een draad of draad wordt.
- Taaiheid: Verwijst naar de weerstand die het biedt wanneer het een plotselinge kracht of klap ontvangt, waardoor vervorming of breuk wordt voorkomen.
chemisch
Enkele van de meest opvallende chemische eigenschappen , die in verschillende industrieën worden gebruikt, zijn:
- Vermogen om legeringen te maken : het kan worden gemengd met andere elementen om nieuwe structuren te vormen.
- In aanwezigheid van zuurstof reageren ze als een oxide .
- Je kunt 1, 2 of 3 elektronen hebben, afhankelijk van hun atoomnummer, in het laatste energieniveau. Deze kwaliteit maakt de vorming van kationen mogelijk en dit zijn reductiemiddelen.
- Ze reageren met water en zouten en vormen zuren.
mechanisch
Hoewel het misschien verband houdt met de natuurkunde, zijn de mechanische eigenschappen van metalen gericht op sterkte. Deze zijn als volgt samengevat:
- Vasthoudendheid: ze hebben het vermogen om externe krachten te weerstaan zonder te breken.
- Plasticiteit: verwijst naar het vermogen dat het bezit om zijn vorm te behouden nadat het door externe krachten is getransformeerd.
- Breekbaarheid : Benadrukt hoe gemakkelijk een metaal kan breken als het wordt blootgesteld aan een bepaald soort externe druk.
- Stijfheid: Het is het weerstandsvermogen van een metaal om te vervormen onder invloed van spanning, een interne kracht die wordt beschreven door de derde wet van Newton.
Er is een vermogen, bekend als de magnetische eigenschap , dat wil zeggen dat ze een aantrekkingskracht of afstoting hebben ten opzichte van andere metalen. Een voorbeeld is nikkel, ijzer, kobalt en hun legeringen.
Functies en toepassingen van metalen
Metalen worden op alle gebieden van het moderne leven gebruikt en hun oorsprong gaat terug tot het begin van de mensheid. Het is daarom mogelijk om ze te gebruiken van eenvoudig ornament tot de medische industrie. Enkele van de belangrijkste toepassingen zijn:
- In de auto-industrie voor de bouw van auto’s, vliegtuigen, treinen, motorfietsen en fietsen.
- Vervaardiging van alle soorten gereedschappen en gebruiksvoorwerpen bedoeld om de levenskwaliteit van mensen te verbeteren. Bijvoorbeeld bij het maken van onder meer computers, telefoons en civiele bouwconstructies.
- Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van elementen voor elektriciteit en het transport van elektrische energie.
- Het is op landbouwgebied belangrijk voor de productie van meststoffen , waardoor de capaciteit van de bodem wordt vergroot.
- In de geneeskunde heeft het toepassingen zoals genezing, antibacteriële eigenschappen en sommige zijn betrokken bij metabolische processen.
Samenvattend zijn metalen natuurlijke elementen waarvan de eigenschappen en kenmerken zich aanpassen aan alle soorten functies. Er zijn verschillende typen die chemische reacties op laboratoriumniveau vergemakkelijken en hun transformatie mogelijk maken om de kwaliteit van leven te verbeteren.