Mira al teu voltant un segon… Quantes coses metàl·liques pots veure? Normalment, quan pensem en metalls, pensem en substàncies que són brillants i duradores. Tanmateix, també es troben en els nostres aliments i en els nostres cossos. Donem un cop d'ull a la llista completa de metalls coneguts per la ciència, aprenem les seves propietats bàsiques i descobrim per què són tan especials.
Què són els metalls?
Els elements que perden electrons fàcilment, que són brillants (reflectants), mal·leables (es poden modelar en altres formes) i que es consideren bons conductors de calor i electricitat s'anomenen metalls. Són crucials per a la nostra forma de vida, ja que no només formen part d'estructures i tecnologies, sinó que també són essencials per a la producció de gairebé tots els articles. El metall es troba fins i tot al cos humà. Si mireu l'etiqueta d'ingredients d'un multivitamínic, veureu desenes de compostos a la llista.
Potser no sabíeu que elements com el sodi, el calci, el magnesi i el zinc són essencials pervida, i si estan absents del nostre cos, la nostra salut pot estar en greu perill. Per exemple, el calci és essencial per als ossos sans, el magnesi per al metabolisme. El zinc millora la funció del sistema immunitari, mentre que el ferro ajuda a les cèl·lules sanguínies a transportar oxigen a tot el cos. Tanmateix, els metalls del nostre cos difereixen del metall d'una cullera o un pont d'acer perquè han perdut electrons. S'anomenen cations.
Els metalls també tenen propietats antibiòtiques, de manera que els passamans i les nanses dels llocs públics solen fer-se amb aquests elements. Se sap que moltes eines estan fetes de plata per evitar el creixement de bacteris. Les juntes artificials estan fetes d'aliatges de titani, que eviten la infecció i fan que els receptors siguin més forts.
Metals a la taula periòdica
Tots els elements del sistema periòdic de Dmitri Mendeleiev es divideixen en dos grans grups: metalls i no metalls. La primera és la més nombrosa. La majoria dels elements són metalls (blau). Els no metalls de la taula es mostren sobre un fons groc. També hi ha un grup d'elements que es classifiquen com a metaloides (vermell). Tots els metalls s'agrupen al costat esquerre de la taula. Tingueu en compte que l'hidrogen s'agrupa amb metalls a la cantonada superior esquerra. Malgrat això, es considera no metàl·lic. Tanmateix, alguns científics teoritzen que hi pot haver hidrogen metàl·lic al nucli del planeta Júpiter.
Enllaç metàl·lic
Moltes de les qualitats meravelloses i útilsUn element té a veure amb com els seus àtoms es connecten entre si. Això crea certes connexions. La interacció metàl·lica dels àtoms condueix a la creació d'estructures metàl·liques. Cada cas d'aquest element a la vida quotidiana, des d'un cotxe fins a monedes a la butxaca, inclou una connexió metàl·lica.
Durant aquest procés, els àtoms metàl·lics comparteixen els seus electrons exteriors de manera uniforme entre ells. Els electrons que flueixen entre ions carregats positivament transfereixen fàcilment calor i electricitat, fent que aquests elements siguin bons conductors de calor i electricitat. Els cables de coure s'utilitzen per a l'alimentació.
Reaccions dels metalls
La reactivitat es refereix a la tendència d'un element a reaccionar amb els productes químics del seu entorn. Ella és diferent. Alguns metalls, com el potassi i el sodi (a les columnes 1 i 2 de la taula periòdica), reaccionen fàcilment amb molts productes químics diferents i rarament es troben en la seva forma pura i elemental. Tots dos solen existir només en compostos (enllaçats a un o més elements) o com a ions (una versió carregada de la seva forma elemental).
D' altra banda, hi ha altres metalls, també s'anomenen joies. L'or, la plata i el platí són poc reactius i solen aparèixer en la seva forma pura. Aquests metalls perden electrons més fàcilment que els no metalls, però no tan fàcilment com els metalls reactius com el sodi. Platí relativamentno reactiu i molt resistent a les reaccions amb l'oxigen.
Propietats de l'element
Quan vas estudiar l'alfabet a l'escola primària, vas descobrir que totes les lletres tenen el seu propi conjunt únic de propietats. Per exemple, alguns tenien línies rectes, alguns tenien corbes i altres tenien els dos tipus de línies. El mateix es pot dir dels elements. Cadascun d'ells té un conjunt únic de propietats físiques i químiques. Les propietats físiques són qualitats inherents a determinades substàncies. Brillant o no, com de bé condueix la calor i l'electricitat, a quina temperatura es fon, com de dens és.
Les propietats químiques inclouen aquelles qualitats que s'observen quan reaccionen a l'exposició a l'oxigen si es cremen (el difícil que els serà retenir els seus electrons durant una reacció química). Diferents elements poden compartir propietats comunes. Per exemple, el ferro i el coure són tots dos elements que condueixen l'electricitat. No obstant això, no tenen les mateixes propietats. Per exemple, quan el ferro s'exposa a l'aire humit, s'oxida, però quan el coure està exposat a les mateixes condicions, adquireix un recobriment verd específic. Per això l'estàtua de la Llibertat és verda i no rovellada. Està fet de coure, no de ferro).
Organització dels elements: metalls i no metalls
El fet que els elements tinguin algunes propietats comunes i úniques els permet ordenar-los en un gràfic agradable i ordenat queanomenada taula periòdica. Organitza els elements en funció del seu nombre atòmic i propietats. Així doncs, a la taula periòdica, trobem elements agrupats que tenen propietats comunes. El ferro i el coure estan a prop l'un de l' altre, tots dos són metalls. El ferro es denota amb el símbol "Fe" i el coure es denota amb el símbol "Cu".
La majoria dels elements de la taula periòdica són metalls i solen estar al costat esquerre de la taula. S'agrupen perquè tenen certes propietats físiques i químiques. Per exemple, els metalls són densos, brillants, són bons conductors de la calor i de l'electricitat i perden fàcilment electrons en les reaccions químiques. En canvi, els no metalls tenen propietats oposades. No són densos, no condueixen la calor ni l'electricitat i tendeixen a guanyar electrons en lloc de cedir-los. Quan mirem la taula periòdica, veiem que la majoria dels no metalls estan agrupats a la dreta. Aquests són elements com l'heli, el carboni, el nitrogen i l'oxigen.
Què són els metalls pesants?
La llista de metalls és força nombrosa. Alguns d'ells es poden acumular a l'organisme i no fer mal, com l'estronci natural (fórmula Sr), que és un anàleg del calci, ja que es diposita productivament en el teixit ossi. Quins d'ells es diuen pesats i per què? Penseu en quatre exemples: plom, coure, mercuri i arsènic.
On es troben aquests elements i com afecten el medi ambient i la salut humana? PesantEls metalls són compostos metàl·lics naturals que tenen una densitat molt alta en comparació amb altres metalls, almenys cinc vegades la densitat de l'aigua. Són tòxics per als humans. Fins i tot les dosis petites poden tenir conseqüències greus.
- Plom. És un metall pesat que és tòxic per als humans, especialment per als nens. La intoxicació amb aquesta substància pot provocar problemes neurològics. Tot i que abans va ser molt atractiu per la seva flexibilitat, alta densitat i capacitat d'absorbir radiacions nocives, el plom s'ha eliminat gradualment de moltes maneres. Aquest metall suau i platejat que es troba a la Terra és perillós per als humans i s'acumula al cos amb el pas del temps. El pitjor és que no te'n pots desfer. S'asseu allà, s'acumula i gradualment enverina el cos. El plom és tòxic per al sistema nerviós i pot causar danys cerebrals greus en nens. Es va utilitzar àmpliament al segle XIX per crear maquillatge i fins al 1978 es va utilitzar com un dels ingredients en el tint de cabell. Avui en dia, el plom s'utilitza principalment en bateries grans, com a escuts de raigs X o com a aïllament de material radioactiu.
- Core. És un metall pesat de color marró vermellós que té molts usos. El coure segueix sent un dels millors conductors de l'electricitat i la calor, i molts cables elèctrics estan fets d'aquest metall i recoberts de plàstic. Les monedes, la majoria de canvis petits, també es fan a partir d'aquest element del sistema periòdic. La intoxicació aguda per coure és rara, però com el plom, pot acumular-se als teixits i, finalment, provocar toxicitat. Les persones que estan exposades a grans quantitats de coure o pols de coure també corren un risc.
- Mercuri. Aquest metall és tòxic en qualsevol forma i fins i tot pot ser absorbit per la pell. La seva singularitat rau en el fet que és líquid a temperatura ambient, de vegades s'anomena "plata ràpida". Es pot veure en un termòmetre perquè, com a líquid, absorbeix calor, canviant de volum fins i tot amb la més mínima diferència de temperatura. Això permet que el mercuri pugi o baixi al tub de vidre. Com que aquesta substància és una potent neurotoxina, moltes empreses estan canviant als termòmetres d'alcohol de color vermell.
- Arsènic. Des de l'època romana fins a l'època victoriana, l'arsènic era considerat el "rei dels verins" i també el "verí dels reis". La història està plena d'innombrables exemples de reialesa i plebeus que cometen assassinats per benefici personal, utilitzant compostos d'arsènic inodors, incolors i insípids. Malgrat totes les influències negatives, aquest metaloide també té els seus usos, fins i tot en medicina. Per exemple, el triòxid d'arsènic és un fàrmac molt eficaç que s'utilitza per tractar persones amb leucèmia promielocítica aguda.
Què és un metall preciós?
El metall preciós és un metall quepot ser rar o difícil d'obtenir, i econòmicament molt valuós. Quina és la llista de metalls preciosos? N'hi ha tres en total:
- Platí. Malgrat la seva refractivitat, s'utilitza en joieria, electrònica, automòbils, processos químics i fins i tot medicina.
- Or. Aquest metall preciós s'utilitza per fer joies i monedes d'or. No obstant això, té molts altres usos. S'utilitza en equips de medicina, fabricació i laboratori.
- Plata. Aquest metall noble és de color blanc platejat i molt mal·leable. en la seva forma pura és bastant pesat, és més lleuger que el plom, però més pesat que el coure.
Metals: tipus i propietats
La majoria dels elements es poden considerar metalls. S'agrupen al mig del costat esquerre de la taula. Els metalls són alcalins, alcalinoterrosos, de transició, lantànids i actínids.
Tots tenen algunes coses en comú, aquestes són:
- sòlid a temperatura ambient (excepte el mercuri);
- normalment brillant;
- punt de fusió alt;
- bon conductor de calor i electricitat;
- baixa capacitat d'ionització;
- baixa electronegativitat;
- flexible (capaç de prendre una forma determinada);
- plàstic (es pot estirar en filferro);
- alta densitat;
- una substància que perd electrons en les reaccions.
Llista de metalls coneguts per la ciència
- liti;
- beril·li;
- sodi;
- magnesi;
- alumini;
- potassi;
- calci;
- scandium;
- titani;
- vanadi;
- chrome;
- manganès;
- ferro;
- cob alt;
- níquel;
- coure;
- zinc;
- gal·li;
- rubidium;
- estronci;
- ittri;
- zirconi;
- niobi;
- molibdè;
- tecneci;
- ruteni;
- rodi;
- pal·ladi;
- plata;
- cadmi;
- indi;
- copèrnic;
- cesi;
- bari;
- llauna;
- ferro;
- bismut;
- plom;
- mercuri;
- tungstè;
- or;
- platí;
- osmi;
- hafni;
- germani;
- iridium;
- niobi;
- reni;
- antimoni;
- tal·li;
- tantal;
- francès;
- livermorium.
En total, es coneixen uns 105 elements químics, la majoria dels quals són metalls. Aquests últims són un element molt comú a la natura, que es presenta tant en forma pura com com a part de diversos compostos.
Els metalls es troben a les entranyes de la terra, es poden trobar en diversos cossos d'aigua, en la composició dels cossos d'animals i humans, en plantes i fins i tot a l'atmosfera. A la taula periòdica, es localitzen començant pel liti (un metall amb la fórmula Li) iacabant amb livermorium (Lv). La taula es continua omplint amb nous elements, la majoria són metalls.
