Лекция 18. Общие свойства металлов

Ключевые слова: Металлическая связь, электронный газ, ряд активности металлов, активные металлы, металлы средней активности, благородные металлы, тугоплавкие металлы, «амфотерные» металлы.

Из 110 известных к настоящему времени элементов только 22 относятся к неметаллам, большинство же элементов – металлы. К металлам относят все s-, d-, f-элементы, а также p-элементы, условно располагающиеся в нижней части периодической системы от диагонали, проведенной от бора к астату.

Металлы – это элементы, между атомами которых осуществляется металлическая связь. Это сильно нелокализованная связь, когда свободные электроны (электронный газ) связывают положительные ионы металла, находящиеся в узлах кристаллической решетки. Для осуществления металлической связи необходимо, чтобы атомы имели свободные орбитали на валентном уровне. Металлическая связь не насыщена и не направлена: она объединяет очень большое число атомов, и при дальнейшем их увеличении делокализация электронов усиливается. Перекрывание s-орбиталей зависит только от расстояния между ними и не зависит от направлений, по которым они сближаются.

Металлам присущи характерные признаки, проявляющиеся, как правило, одновременно:

1. Твердость – сопротивление к царапанью, вдавливанию.

2. Пластичность – способность необратимо деформироваться под действием механических нагрузок.

3. Блеск – способность компактного куска металла отражать свет.

4. Большая электро- и теплопроводность. Все эти физические свойства можно объяснить наличием электронного газа в компактном куске металла.

5. Тугоплавкость – если Т_пл>1359 ⁰C – тугоплавкие (Ti, Zr, V, Cr, Mo, W) – это связано с прочностью кристаллических решеток этих металлов.